RU2270827C2

RU2270827C2 - Method for alkylation of paraffin with olefin in presence of solid catalyst with regeneration section and fractionation zone of hydrogen

Info

Publication number: RU2270827C2
Application number: RU2004128925/04A
Authority: RU
Inventors: Дейл Джеймс ШИЛДЗ (US); Дейл Джеймс ШИЛДЗ; Пол Элвин СЕКРИСТ (US); Пол Элвин СЕКРИСТ
Original assignee: Юоп Ллк
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2006-02-27
Also published as: RU2004128925A

Abstract

FIELD: organic chemistry, chemical technology, petroleum chemistry.

SUBSTANCE: method involves the alkylation reaction of substrate with alkylating agent in the presence of a solid catalyst. The reaction effluent is formed in the alkylation reactor and hydrogen-containing regeneration effluent is formed in zone of regeneration of catalyst. Effluent of the alkylation reaction is fed to zone of fractionation of alkylate while the regeneration effluent is fed to zone of fractionation of hydrogen for aim to remove hydrogen and to obtain hydrogen-depleted flow that is fed to zone of fractionation of alkylate. Proposed method involves recirculation of hydrogen and provides possibility for recirculation of halogen-containing compounds, and prevents mixing hydrogen with alkylating agent. Invention provides decrease of investment and exploitation consumptions for regeneration of catalyst.

EFFECT: improved alkylating method.

12 cl, 2 tbl, 2 dwg, 1 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу получения присадок к моторному топливу путем алкилирования парафинов олефинами с использованием твердого катализатора, который регенерируют в присутствии водорода.The present invention relates to a method for producing motor fuel additives by alkylating paraffins with olefins using a solid catalyst that is regenerated in the presence of hydrogen.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Алкилирование углеводородов широко применяется в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности с целью получения разнообразных ациклических и циклических углеводородных продуктов, применяемых в моторном топливе, пластиках, предшественниках детергентов и нефтехимическом сырье. Алкилирование заключается в проведении реакции между такими субстратами алкилирования, как изобутан и бензол, с таким алкилирующим агентом, как олефины С₂-С₂₂. Так, например, большие количества парафинов для высокооктанового бензина получают алкилированием изобутана бутенами. Кроме этого, ценные ароматические углеводороды, включающие кумол, этилбензол и линейные алкилароматические углеводороды С₁₆-С₂₂, в больших количествах получают алкилированием бензола олефинами с соответствующим числом углеродных атомов. В качестве катализатора для большинства действующих установок алкилирования используют жидкую фтористоводородную кислоту, на которую обычно ссылаются, как на HF.Hydrocarbon alkylation is widely used in the refining and petrochemical industries to produce a variety of acyclic and cyclic hydrocarbon products used in motor fuels, plastics, detergent precursors and petrochemical feedstocks. Alkylation involves the reaction between alkylation substrates such as isobutane and benzene with an alkylating agent such as C ₂ -C ₂₂ olefins. For example, large quantities of paraffins for high-octane gasoline are obtained by alkylation of isobutane with butenes. In addition, valuable aromatic hydrocarbons, including cumene, ethylbenzene and linear C ₁₆ -C ₂₂ alkyl aromatic hydrocarbons, are produced in large quantities by alkylation of benzene with olefins with the corresponding number of carbon atoms. As a catalyst for most of the existing alkylation plants, liquid hydrofluoric acid, commonly referred to as HF, is used.

На фигурах 1.4.3 и 1.4.4 в книге Handbook of Petroleum Refining Processes, под редакцией Robert A. Meyers, Second Edition, McGraw-Hill, New York, 1997, приведены технологические схемы процессов алкилирования в присутствии HF, включающие оборудование для регенерации продукта, предназначенное для выделения углеводородов из эффлюента реактора алкилирования. Длительная эксплуатация таких процессов получения моторного топлива и моющих средств показала, что использование HF является надежной и безопасной операцией. Необходимость безопасного удаления некоторых побочных продуктов, получаемых в таком процессе, обусловливает повышенную потребность в разработке технологии процесса алкилирования без использования жидкой HF в качестве катализатора. Так, например, в US-A-5672798 раскрывается алкилирование таких парафиновых углеводородов, как изобутан, такими олефиновыми углеводородами, как пропилен или бутены, в реакторе-стояке [riser-reactor], т.е. в реакторе с вертикальной трубой, реактор-стояк, с псевдоожиженным слоем твердого катализатора. Эффлюент из такого реактора-стояка содержит желаемый алкилированный продукт. Твердый катализатор отделяют и оставшуюся часть эффлюента из реактора направляют в оборудование для регенерации продукта.Figures 1.4.3 and 1.4.4 in the book Handbook of Petroleum Refining Processes, edited by Robert A. Meyers, Second Edition, McGraw-Hill, New York, 1997, show flow diagrams of alkylation processes in the presence of HF, including product recovery equipment , designed to separate hydrocarbons from the effluent of the alkylation reactor. Long-term operation of such processes for obtaining motor fuel and detergents has shown that the use of HF is a reliable and safe operation. The need for safe removal of certain by-products obtained in this process leads to an increased need for the development of technology for the alkylation process without the use of liquid HF as a catalyst. For example, US-A-5672798 discloses the alkylation of paraffinic hydrocarbons such as isobutane with olefinic hydrocarbons such as propylene or butenes in a riser reactor, i.e. in a vertical pipe reactor, a riser, with a fluidized bed of solid catalyst. The effluent from such a riser contains the desired alkylated product. The solid catalyst is separated and the remainder of the effluent from the reactor is sent to the product recovery equipment.

В US-A-5672798 описывается ряд подходящих твердых катализаторов, содержащих кислоту Льюиса или обработанных ею, к числу которых относятся, например, широкопористый цеолит и такая кислота Льюиса, как трехфтористый бор и хлористый алюминий, широкопористое кристаллическое молекулярное сито и газообразная кислота Льюиса, кристаллический переходный оксид алюминия, обработанный кислотой Льюиса, промытый кислотой оксид кремния, обработанный пентафторидом сурьмы, и тугоплавкий неорганический оксид, импрегнированный одновалентным катионом, связанные поверхностные гидроксильные группы которого, по меньшей мере, частично прореагировали с фторидом, хлоридом или бромидом металла, используемым в реакции Фриделя-Крафтса. К недостаткам таких катализаторов можно отнести небольшие, но существенные скорости потери галогена при их использовании в условиях промышленных реакторов алкилирования. Постепенное удаление галогена приводит к изменению состава продукта и требует периодического пополнения содержания галогена в катализаторе. В некоторой степени потеря галогена является следствием его удаления с активных центров катализатора под действием изобутана, а также отложением тяжелых соединений на каталитически активных центрах. Используемый термин «тяжелые соединения» относится к молекулам с числом углеродных атомов, которое, по меньшей мере, на один углеродный атом выше, чем наибольшее число углеводородных атомов в молекулах, присутствие которых в алкилате является желательным.US-A-5672798 describes a number of suitable solid catalysts containing or treated with Lewis acid, which include, for example, wide-pore zeolite and Lewis acid such as boron trifluoride and aluminum chloride, a wide-pore crystalline molecular sieve and gaseous Lewis acid, crystalline transitional alumina treated with Lewis acid, acid washed silica treated with antimony pentafluoride, and a refractory inorganic oxide impregnated with a monovalent cation, whose surface hydroxyl groups are at least partially reacted with the metal fluoride, chloride or bromide used in the Friedel-Crafts reaction. The disadvantages of such catalysts include the small but significant loss rates of halogen when used in industrial alkylation reactors. The gradual removal of halogen leads to a change in the composition of the product and requires periodic replenishment of the halogen content in the catalyst. To some extent, the loss of halogen is a consequence of its removal from the active sites of the catalyst under the action of isobutane, as well as the deposition of heavy compounds on catalytically active sites. The term "heavy compounds" as used refers to molecules with the number of carbon atoms that are at least one carbon atom higher than the largest number of hydrocarbon atoms in the molecules whose presence in the alkylate is desired.

Помимо потери галогена такие катализаторы демонстрируют нежелательно высокую скорость дезактивации при их использовании в промышленных условиях. Быстрое изменение активности предопределяет изменение состава продукта и требует периодической регенерации катализатора. Такая периодическая регенерация обычно достигается путем удаления дезактивированного катализатора из реакционной зоны, реактивации катализатора в отдельной зоне и возвращения реактивированного катализатора в зону реакции. В некоторой степени дезактивация может быть вызвана отложение тяжелых соединений на активных центрах катализатора. В US-A-5672798 описывается удаление отложений тяжелых углеводородов и, по меньшей мере, частичное восстановление активности катализатора путем его контактирования в ходе процесса с водородом с использованием двух отдельных и одновременных видов регенерации: мягкой жидкофазной промывки и горячего парофазного отпаривания. Отпаривание горячим паром заключается в контактировании катализатора с паровой фазой газового потока, обычно при температуре выше той, что используется в зоне алкилирования. Поскольку газовый поток содержит водород и контактирование осуществляется при повышенной температуре, отпаривание горячим паром также называют «водородной десорбцией» или «жесткой регенерацией». В US-A-5672798 также отмечается, что присутствие изобутана в газовом потоке обеспечивает желательное увеличение теплоемкости газа и тем самым повышает скорость нагрева катализатора. В результате такого отпаривания смесью водород-изобутан происходит удаление жидких углеводородов и отложений тяжелых соединений с поверхности катализатора и образование паровой фазы потока эффлюента из зоны регенерации, который подвергается конденсации и отделению, обеспечивая подачу регенерированных жидкостей в оборудование для регенерации продуктов и рециркуляцию водорода в зону жесткой регенерации.In addition to the loss of halogen, such catalysts exhibit an undesirably high deactivation rate when used under industrial conditions. A rapid change in activity predetermines a change in the composition of the product and requires periodic regeneration of the catalyst. Such periodic regeneration is usually achieved by removing the deactivated catalyst from the reaction zone, reactivating the catalyst in a separate zone, and returning the reactivated catalyst to the reaction zone. To some extent, deactivation can be caused by the deposition of heavy compounds on the active sites of the catalyst. US-A-5672798 describes the removal of heavy hydrocarbon deposits and at least partial restoration of catalyst activity by contacting it with hydrogen during the process using two separate and simultaneous forms of regeneration: soft liquid-phase washing and hot vapor-phase evaporation. Hot steam stripping involves contacting the catalyst with the vapor phase of the gas stream, usually at a temperature higher than that used in the alkylation zone. Since the gas stream contains hydrogen and contacting is carried out at an elevated temperature, hot steam stripping is also called “hydrogen desorption” or “hard regeneration”. In US-A-5672798 it is also noted that the presence of isobutane in the gas stream provides the desired increase in the heat capacity of the gas and thereby increases the heating rate of the catalyst. As a result of this evaporation with a hydrogen-isobutane mixture, liquid hydrocarbons and heavy compound deposits are removed from the catalyst surface and the vapor phase of the effluent stream is formed from the regeneration zone, which is condensed and separated, providing regenerated liquids to the equipment for product regeneration and hydrogen recirculation to the hard zone regeneration.

В US-A-5310713 и US-A-5672798 описывается мягкая жидкофазная промывка катализатора предпочтительно с помощью субстрата алкилирования (например, изобутана). Такая промывка обычно осуществляется при более низкой температуре, чем жесткая регенерация, и такую операцию часто называют «мягкой регенерацией». В US-A-5310713 и US-A-5672798 описывается операция растворения водорода до его стехиометрически требуемого содержания в жидкофазном потоке в результате регулируемого добавления водорода. Для расчета стехиометрических условий в указанных патентах используется лабораторный анализ катализатора на определение количества отложений тяжелых углеводородов, исходя из предположения, что тяжелые углеводородные отложения состоят из моноолефиновых октенов. Часть такого водорода химически потребляется на насыщение ненасыщенных углеводородов на поверхности катализатора. В результате мягкой регенерации образуется реактивированный катализатор и жидкий эффлюент. Эффлюент со стадии мягкой регенерации обычно содержит водород в количестве до его точки насыщения.US-A-5310713 and US-A-5672798 describe a soft liquid-phase washing of the catalyst, preferably with an alkylation substrate (e.g., isobutane). Such flushing is usually carried out at a lower temperature than hard regeneration, and this operation is often called "soft regeneration". US-A-5310713 and US-A-5672798 describe the operation of dissolving hydrogen to its stoichiometrically desired content in a liquid phase stream by controlled addition of hydrogen. To calculate the stoichiometric conditions in these patents, a laboratory analysis of the catalyst is used to determine the amount of heavy hydrocarbon deposits, based on the assumption that heavy hydrocarbon deposits consist of monoolefin octenes. Part of such hydrogen is chemically consumed to saturate unsaturated hydrocarbons on the surface of the catalyst. As a result of mild regeneration, a reactivated catalyst and a liquid effluent are formed. The effluent from the mild regeneration step usually contains hydrogen up to its saturation point.

Зоны жесткой и мягкой регенерации обычно содержат избыток водорода относительно того количества, которое реагирует с отложениями тяжелых углеводородов в рассматриваемой зоне. Водород, содержащийся в эффлюентах из таких зон, все еще может использоваться для регенерации катализатора. В связи с этим необходима разработка методов регенерации и рециркуляции водорода, присутствующего в эффлюентах из зоны регенерации.Hard and soft regeneration zones usually contain an excess of hydrogen relative to the amount that reacts with heavy hydrocarbon deposits in the zone under consideration. The hydrogen contained in the effluents from such zones can still be used to regenerate the catalyst. In this regard, it is necessary to develop methods for the regeneration and recycling of hydrogen present in the effluents from the regeneration zone.

Краткое содержание изобретенияSummary of invention

Настоящее изобретение представляет собой способ алкилирования парафинов олефинами с использованием твердого катализатора и зоны регенерации катализатора, в котором поток, выходящий из реактора алкилирования, подается в зону фракционирования алкилата, а водородсодержащий поток со стадии регенерации проходит в зону фракционирования водорода. Непрореагировавшее сырье или галогенсодержащие вещества рециркулируют из зоны фракционирования алкилата в реактор алкилирования с целью сохранения содержания галогена в катализаторе, находящемся в реакторе алкилирования. В тоже время зона фракционирования водорода обеспечивает рециркуляцию молекулярного водорода в зону регенерации с целью реактивации катализатора. Зона фракционирования водорода препятствует смешиванию молекулярного водорода с эффлюентом из реактора и его поступлению в зону фракционирования алкилата, вследствие чего предотвращается рецикл водорода в реактор алкилирования. В соответствие с одним из воплощений изобретения в результате отделения молекулярного водорода в потоке со стадии регенерации от эффлюента из реактора в зоне фракционирования алкилата может создаваться рециркулирующий поток, содержащий непрореагировавшее парафиновое сырье или галогенсодержащие вещества при практическом отсутствии молекулярного водорода, т.е. содержащий менее 500 массовых ч./млн молекулярного водорода. Таким образом, зона фракционирования водорода обеспечивает максимальное использование молекулярного водорода на регенерацию и минимизирует попадание молекулярного водорода в реактор алкилирования.The present invention is a method for alkylating paraffins with olefins using a solid catalyst and a catalyst regeneration zone, in which the stream leaving the alkylation reactor is fed to the alkylate fractionation zone and the hydrogen-containing stream from the regeneration step passes to the hydrogen fractionation zone. Unreacted feed or halogen-containing materials are recycled from the alkylate fractionation zone to the alkylation reactor in order to maintain the halogen content of the catalyst in the alkylation reactor. At the same time, the hydrogen fractionation zone allows molecular hydrogen to be recycled to the regeneration zone in order to reactivate the catalyst. The hydrogen fractionation zone prevents the mixing of molecular hydrogen with the effluent from the reactor and its entry into the alkylate fractionation zone, which prevents the recycling of hydrogen to the alkylation reactor. In accordance with one embodiment of the invention, as a result of the separation of molecular hydrogen in the stream from the regeneration step from the effluent from the reactor, a recycle stream may be generated in the alkylate fractionation zone containing unreacted paraffin feed or halogen-containing substances in the absence of molecular hydrogen, i.e. containing less than 500 mass ppm of molecular hydrogen. Thus, the hydrogen fractionation zone maximizes the use of molecular hydrogen for regeneration and minimizes the ingress of molecular hydrogen into the alkylation reactor.

Согласно US-A-5672798 поток со стадии мягкой регенерации, как и со стадии жесткой регенерации, не подается в зону фракционирования водорода, вследствие чего олефиновый алкилирующий агент используется весьма неэффективно. В соответствие с US-A-5672798 эффлюент со стадии мягкой регенерации объединяют с эффлюентом из реактора-стояка, и объединенные отходящие потоки подают в оборудование для регенерации продукта, при этом происходит неизбежное смешивание хлористого водорода, содержащегося в потоке из реактора-стояка, с молекулярным водородом, содержащимся в эффлюенте со стадии регенерации. Поскольку в условиях промышленного фракционирования молекулярный водород и хлористый водород обладают достаточно близкой летучестью, их трудно разделить в изостриппере, вследствие чего поток, выходящий сверху изостриппера, обычно содержит как молекулярный водород, так и хлористый водород. Вследствие этого рециркуляция верхнего потока на вход в реактор-стояк с целью пополнения содержания хлорида в катализаторе также обеспечивает рецикл молекулярного водорода на вход в реактор-стояк. Введение молекулярного водорода в позицию, в которой присутствует непрореагировавший олефин, ухудшает эксплуатационные показатели процесса алкилирования из-за возможности насыщения олефина молекулярным водородом, что приводит к потери его эффективности в качестве алкилирующего агента. В отличие от этого способ настоящего изобретения препятствует попаданию молекулярного водорода в зону фракционирования алкилата и способствует регенерации и рециркуляции молекулярного водорода, содержащегося в потоках, отходящих со стадий мягкой и/или жесткой регенерации, с целью эффективного использования алкилирующего агента. В соответствие с US-A-5672798 эффлюент со стадии жесткой регенерации подается в парожидкостной сепаратор, жидкая фаза тяжелых углеводородов отделяется от паровой фазы и жидкую фазу подают в традиционное оборудование для регенерации продукта. Однако в настоящем изобретении учитывается, что значительная часть молекулярного водорода, поступающего в парожидкостной сепаратор с отходящим потоком со стадии жесткой регенерации, выходит из него с жидкой, а не с паровой фазой, вследствие чего исключается попадание значительных и недопустимых количеств молекулярного водорода в изостриппер и далее в реактор-стояк.According to US-A-5672798, the stream from the soft regeneration stage, as well as from the hard regeneration stage, is not supplied to the hydrogen fractionation zone, as a result of which the olefinic alkylating agent is used very inefficiently. In accordance with US-A-5672798, the effluent from the soft regeneration step is combined with the effluent from the riser, and the combined effluent is fed to the product recovery equipment, whereby the hydrogen chloride contained in the riser stream is inevitably mixed with molecular hydrogen contained in the effluent from the regeneration stage. Since molecular hydrogen and hydrogen chloride have fairly close volatility under industrial fractionation conditions, it is difficult to separate them in the isostripper, as a result of which the stream exiting from the top of the isostripper usually contains both molecular hydrogen and hydrogen chloride. As a result, recirculation of the overhead stream to the inlet to the riser in order to replenish the chloride content in the catalyst also provides recycling of molecular hydrogen to the inlet to the riser. The introduction of molecular hydrogen into a position in which an unreacted olefin is present degrades the performance of the alkylation process due to the possibility of saturation of the olefin with molecular hydrogen, which leads to the loss of its effectiveness as an alkylating agent. In contrast, the method of the present invention prevents molecular hydrogen from entering the alkylate fractionation zone and facilitates the regeneration and recycling of molecular hydrogen contained in streams leaving the stages of soft and / or hard regeneration in order to efficiently use the alkylating agent. In accordance with US-A-5672798, the effluent from the hard regeneration step is fed to a vapor-liquid separator, the liquid phase of the heavy hydrocarbons is separated from the vapor phase, and the liquid phase is fed to conventional product recovery equipment. However, the present invention takes into account that a significant part of the molecular hydrogen entering the vapor-liquid separator with the effluent from the stage of hard regeneration leaves it with the liquid, and not with the vapor phase, as a result of which significant and unacceptable amounts of molecular hydrogen enter the isostripper and further into the riser reactor.

Кроме этого, настоящее изобретение обеспечивает уменьшение капитальных и эксплуатационных затрат на изостриппер не только в результате предотвращения смешивания в нем молекулярного водорода и хлористого водорода, но также молекулярного водорода и субстрата алкилирования (например, изобутана). Общепринятый ввод изобутана в стехиометрическом избытке обычно приводит к его попаданию в эффлюент реакции алкилирования, вследствие чего с помощью изостриппера изобутан рециркулируют в зону реакции алкилирования. Отделение молекулярного водорода, подаваемого в изостриппер, от хлористого водорода и изобутана требует значительного увеличения числа тарелок изостриппера, особенно в его верхней секции, а также значительного увеличения мощности рибойлера. Согласно настоящему изобретению в результате использования зоны фракционирования водорода удается избежать расходов, связанных с использованием дополнительных тарелок и дополнительного нагревательного оборудования.In addition, the present invention reduces the capital and operating costs of an isostripper, not only by preventing the mixing of molecular hydrogen and hydrogen chloride, but also molecular hydrogen and an alkylation substrate (e.g., isobutane). The conventional introduction of isobutane in stoichiometric excess usually leads to its ingress into the effluent of the alkylation reaction, as a result of which isobutane is recycled to the alkylation reaction zone using an isostripper. The separation of molecular hydrogen supplied to the isostripper from hydrogen chloride and isobutane requires a significant increase in the number of plates of the isostripper, especially in its upper section, as well as a significant increase in the power of the riboiler. According to the present invention, by using the hydrogen fractionation zone, the costs associated with the use of additional plates and additional heating equipment are avoided.

Основной целью настоящего изобретения является алкилирование парафинов олефинами с использованием способного к регенерации твердого катализатора, причем в этом процессе водород эффективно используется для регенерации, и исключаются любые нежелательные реакции водорода с олефинами. Настоящее изобретение хорошо адаптировано к процессам, проводимым с использованием твердого катализатора, в которых присутствие галогена обеспечивает сохранение эксплуатационных характеристик катализатора, поскольку в рассматриваемом изобретении может осуществляться рециркуляция галогенов с целью сохранения их содержания в катализаторе.The main objective of the present invention is the alkylation of paraffins with olefins using a regenerative solid catalyst, moreover, in this process, hydrogen is effectively used for regeneration, and any undesirable reactions of hydrogen with olefins are eliminated. The present invention is well adapted to processes using a solid catalyst in which the presence of halogen preserves the performance of the catalyst, since halogens can be recycled in the present invention to preserve their content in the catalyst.

Таким образом, в соответствие с широким воплощением настоящее изобретение относится к процессу алкилирования, заключающемуся в пропускании первого сырьевого потока, содержащего парафиновый субстрат алкилирования и второго сырьевого потока, содержащего олефиновый алкилирующий агент, через зону реакции алкилирования. В зоне реакции алкилирования поддерживаются такие условия алкилирования, которые обеспечивают протекание реакции между парафиновым субстратом алкилирования и олефиновым алкилирующим агентом в присутствии твердого катализатора с образованием алкилата. Кроме этого, условия алкилирования обеспечивают отложение тяжелых соединений на поверхности твердого катализатора в зоне реакции алкилирования. Эффлюент реакции алкилирования, содержащий алкилат и парафиновый субстрат алкилирования, выводится из зоны реакции алкилирования. Первый поток катализатора, состоящий из твердого катализатора с отложением тяжелых соединений, также выводится из зоны реакции алкилирования. По меньшей мере, часть первого потока катализатора пропускается через зону первой регенерации. Твердый катализатор, поверхность которого покрыта тяжелыми соединениями, контактирует с молекулярным водородом в зоне первой регенерации при условиях первой регенерации, выбранных таким образом, чтобы обеспечить удаление, по меньшей мере, части тяжелых соединения с поверхности твердого катализатора с отложениями тяжелых соединений и, по меньшей мере, частично регенерировать твердый катализатор, на поверхности которого имеются отложения тяжелых соединений. Второй поток катализатора, содержащий, по меньшей мере, частично регенерированный твердый катализатор, выводится из зоны первой регенерации. По меньшей мере, часть второго потока катализатора подается в зону реакции алкилирования. Поток, отходящий с первой регенерации, содержащий молекулярный водород и тяжелые соединения, выводится из зоны первой регенерации. По меньшей мере, часть эффлюента первой регенерации подается в зону фракционирования водорода. Из зоны фракционирования водорода регенерируется обогащенный водородом поток, имеющий первую концентрацию молекулярного водорода. Поток, обедненный водородом, содержащий тяжелые соединения и имеющий вторую концентрацию молекулярного водорода, которая ниже первой концентрации молекулярного водорода, также выводится из зоны фракционирования водорода. По меньшей мере, часть потока, обогащенного водородом, подается в зону первой регенерации. По меньшей мере, часть эффлюента реакции алкилирования и, по меньшей мере, часть потока, обедненного водородом, пропускаются через зону фракционирования алкилата. Рециркулирующий поток, содержащий парафиновый субстрат алкилирования, выводится из зоны фракционирования алкилата. Первый сырьевой поток формируется, по меньшей мере, из части рециркулирующего потока. Алкилат регенерируется из зоны фракционирования алкилата.Thus, in accordance with a broad embodiment, the present invention relates to an alkylation process, which comprises passing a first feed stream containing a paraffinic alkylation substrate and a second feed stream containing an olefin alkylating agent through the alkylation reaction zone. In the alkylation reaction zone, alkylation conditions are maintained which ensure that the reaction proceeds between the paraffinic alkylation substrate and the olefinic alkylating agent in the presence of a solid catalyst to form an alkylate. In addition, the alkylation conditions ensure the deposition of heavy compounds on the surface of the solid catalyst in the alkylation reaction zone. An alkylation reaction effluent containing alkylate and a paraffinic alkylation substrate is discharged from the alkylation reaction zone. The first catalyst stream, consisting of a solid catalyst with deposition of heavy compounds, is also removed from the alkylation reaction zone. At least a portion of the first catalyst stream is passed through the first regeneration zone. A solid catalyst, the surface of which is coated with heavy compounds, is in contact with molecular hydrogen in the first regeneration zone under the conditions of the first regeneration, chosen so as to ensure removal of at least part of the heavy compounds from the surface of the solid catalyst with deposits of heavy compounds and at least , partially regenerate a solid catalyst, on the surface of which there are deposits of heavy compounds. A second catalyst stream containing at least partially regenerated solid catalyst is discharged from the first regeneration zone. At least a portion of the second catalyst stream is fed to the alkylation reaction zone. A stream leaving the first regeneration containing molecular hydrogen and heavy compounds is discharged from the first regeneration zone. At least a portion of the effluent of the first regeneration is fed to the hydrogen fractionation zone. A hydrogen enriched stream having a first concentration of molecular hydrogen is regenerated from the hydrogen fractionation zone. A hydrogen depleted stream containing heavy compounds and having a second molecular hydrogen concentration that is lower than the first molecular hydrogen concentration is also discharged from the hydrogen fractionation zone. At least a portion of the hydrogen enriched stream is supplied to the first regeneration zone. At least a portion of the alkylation reaction effluent and at least a portion of the hydrogen depleted stream are passed through the alkylate fractionation zone. A recycle stream containing a paraffin alkylation substrate is discharged from the alkylate fractionation zone. The first feed stream is formed from at least a portion of the recycle stream. Alkylate is regenerated from the alkylate fractionation zone.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фигурах 1-2 изображены технологические схемы двух воплощений настоящего изобретения.Figures 1-2 are flow charts of two embodiments of the present invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Сырьем для способа настоящего изобретения служит субстрат алкилирования и алкилирующий агент. Субстратом алкилирования может служить практически любой углеводород, являющийся легко текучим жидкофазным материалом, способным алкилироваться в присутствии твердого катализатора при условиях, используемых в реакторе алкилирования. Субстратом алкилирования может служить ароматический углеводород, если целью является получение таких химических веществ, как эталбензол и кумол, или получение линейных алкилбензолов, которые подвергают сульфированию с образованием детергентов. Хотя бензол является наиболее интересным ароматическим объектом, также могут использоваться алкилзамещенные бензолы, главным образом системы с конденсироваными кольцами, и их алкилированные производные. Примерами таких ароматических соединений могут служить толуол, этилбензол, пропилбензол, и т.п.; ксилол, мезитилен, метилэтилбензол, и т.п.; нафталин, антрацен, фенантрен, метилнафталин, диметилнафталин и тетралин. Можно использовать более одного ароматического соединения. С другой стороны, если целью является получение моторных топлив, то субстратом алкилирования может служить парафиновый углеводород, например разветвленный парафин, содержащий 4-6 углеродных атомов. Примерами подходящих парафиновых углеводородов могут служить 2-метилпропан (обычно называемый изобутаном), 2-метилбутан (или изопентан), 2,3-диметилбутан, 2-метилпентан, и 3-метилпентан.The feed for the method of the present invention is an alkylation substrate and an alkylating agent. Almost any hydrocarbon that is an easily flowing liquid-phase material capable of alkylating in the presence of a solid catalyst under the conditions used in the alkylation reactor can serve as an alkylation substrate. An aromatic hydrocarbon can serve as an alkylation substrate, if the goal is to obtain chemicals such as ethylbenzene and cumene, or to obtain linear alkylbenzenes that are sulfonated to form detergents. Although benzene is the most interesting aromatic object, alkyl substituted benzenes, mainly condensed ring systems and their alkyl derivatives, can also be used. Examples of such aromatic compounds include toluene, ethylbenzene, propylbenzene, and the like; xylene, mesitylene, methylethylbenzene, and the like; naphthalene, anthracene, phenanthrene, methylnaphthalene, dimethylnaphthalene and tetralin. More than one aromatic compound may be used. On the other hand, if the goal is to produce motor fuels, then a paraffinic hydrocarbon, for example branched paraffin containing 4-6 carbon atoms, can serve as an alkylation substrate. Examples of suitable paraffinic hydrocarbons are 2-methylpropane (commonly called isobutane), 2-methylbutane (or isopentane), 2,3-dimethylbutane, 2-methylpentane, and 3-methylpentane.

Субстрат алкилирования подвергают алкилированию алкилирующим агентом. В том случае, когда целью является получение таких химических веществ, как этилбензол или кумол, или получение моторных топлив, алкилирующий агент обычно представляет собой олефиновый углеводород, содержащий 2-6 углеродных атомов. Примеры таких олефинов включают этилен, пропилен, 1-бутен, цис-2-бутен, тран-2-бутен и изобутен. Однако для получения линейных алкилобензолов в качестве алкилирующего агента может использоваться олефиновый углеводород, содержащий 2-20 углеродных атомов, обычно 10-15 углеродных атомов. Можно использовать несколько олефинов. Алкилирующий агент может выбираться из различных соединений, отличных от олефинов, например из одноатомных спиртов. Подходящим спиртами являются этанол и метанол. Так, например, в литературе широко распространено описание применения метанола для метилирования бензола и толуола.The alkylation substrate is alkylated with an alkylating agent. In the case where the goal is to obtain chemicals such as ethylbenzene or cumene, or to obtain motor fuels, the alkylating agent is usually an olefinic hydrocarbon containing 2-6 carbon atoms. Examples of such olefins include ethylene, propylene, 1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene and isobutene. However, an olefinic hydrocarbon containing 2-20 carbon atoms, typically 10-15 carbon atoms, can be used as an alkylating agent to produce linear alkyllobenzenes. You can use several olefins. The alkylating agent may be selected from various compounds other than olefins, for example, from monohydric alcohols. Suitable alcohols are ethanol and methanol. For example, in the literature, a widespread description of the use of methanol for the methylation of benzene and toluene.

Рассматриваемый способ может осуществляться с использованием любого твердого, т.е. гетерогенного катализатора, который обладает стабильностью и проявляет требуемую активность и селективность в желаемой реакции в условиях, обеспечивающих в реакторе алкилирования поддержание реагентов в жидкой фазе. Кроме этого, такой катализатор должен обладать способностью к алкилированию субстрата алкилирования алкилирующим агентом и при этом обеспечивать образование потока, отходящего из реактора, который содержит не только алкилат, но и описанные ниже галогенсодержащие вещества. К катализаторам, удовлетворяющим таким требованиям», относятся катализаторы, содержащие галогенид, и катализаторы, промотированные галоидными соединениями. Однако следует иметь ввиду, что индивидуальные катализаторы указанных типов необязательно эквиваленты по их каталитической способности к алкилированию данного субстрата алкилирования данным алкилирующим агентом.The method in question can be carried out using any solid, i.e. a heterogeneous catalyst that is stable and exhibits the desired activity and selectivity in the desired reaction under conditions that maintain the reactants in the liquid phase in the alkylation reactor. In addition, such a catalyst must be capable of alkylating an alkylation substrate with an alkylating agent and at the same time ensure the formation of a stream leaving the reactor, which contains not only alkylate, but also the halogen-containing substances described below. Catalysts that Satisfy Such Requirements ”include catalysts containing a halide and catalysts promoted with halide compounds. However, it should be borne in mind that individual catalysts of these types are not necessarily equivalent in their catalytic ability to alkylate a given alkylation substrate with a given alkylating agent.

Настоящее изобретение применимо к большому числу процессов алкилирования углеводородов. Однако наиболее широко используемым в практике процессом алкилирования углеводородов, к которому адаптировано настоящее изобретение, является процесс алкилирования моторных топлив. В связи с этим, обсуждение изобретения, изложенного в настоящей заявке, сфокусировано на его применении в отношении каталитической системы для алкилирования моторных топлив. Подразумевается, что такое обсуждение не ограничивает область изобретения, указанную в формуле изобретения.The present invention is applicable to a large number of hydrocarbon alkylation processes. However, the most widely used hydrocarbon alkylation process in practice, to which the present invention is adapted, is the process of alkylation of motor fuels. In this regard, the discussion of the invention set forth in this application is focused on its application in relation to a catalytic system for the alkylation of motor fuels. It is understood that such a discussion does not limit the scope of the invention indicated in the claims.

Для производства алкилированных моторных топлив предложено большое число катализаторов, включающих нецеолитные катализаторы и различные цеолитные катализаторы. Подходящими нецеолитными катализаторами являются сульфатированный оксид циркония и вольфрамированный оксид циркония. В качестве подходящих цеолитных катализаторов, например, в US-A-438416 описывается использование широкопористого цеолита и кислоты Льюиса. Упомянутые цеолиты включают ZSM-4, ZSM-3, фожазиты, включая цеолит Y, и морденит. В качестве кислоты Льюиса в рассматриваемой ссылке упомянуты трехфтористый бор и хлористый алюминий. До некоторой степени аналогичная каталитическая система, включающая широкопористое кристаллическое молекулярное сито, например столбовидный силикат, или алюмофосфат, либо алюмосиликатофосфат совместно с газообразной кислотой Льюиса, раскрыта в USA-4935577. В US-A-5157200 описывается катализатор, содержащий кристаллический переходный оксид алюминия, предпочтительно эта- или гамма-оксид алюминия, обработанный кислотой Льюиса в безводных условиях. В US-A-5157196 описывается суспендированный твердый катализатор, причем предпочтительный катализатор такого типа представляет собой промытый кислотой оксид кремния, обработанный пентафторидом сурьмы. В двух приведенных выше ссылках описывается ряд известных гетерогенных катализаторов алкилирования парафинов.A large number of catalysts have been proposed for the production of alkylated motor fuels, including non-zeolite catalysts and various zeolite catalysts. Suitable non-zeolitic catalysts are sulfated zirconia and tungsten zirconia. As suitable zeolite catalysts, for example, US-A-438416 describes the use of broad-porous zeolite and Lewis acid. Mentioned zeolites include ZSM-4, ZSM-3, faujasites, including zeolite Y, and mordenite. As the Lewis acid in this link mentioned boron trifluoride and aluminum chloride. To some extent, a similar catalyst system comprising a wide-pore crystalline molecular sieve, for example columnar silicate, or aluminophosphate, or aluminosilicate phosphate together with gaseous Lewis acid, is disclosed in USA-4935577. US-A-5157200 describes a catalyst comprising a crystalline transition alumina, preferably eta or gamma alumina, treated with a Lewis acid under anhydrous conditions. US-A-5157196 describes a suspended solid catalyst, a preferred catalyst of this type being an acid washed silica treated with antimony pentafluoride. The two above references describe a number of known heterogeneous paraffin alkylation catalysts.

Предпочтительный катализатор алкилирования парафинов включает тугоплавкий неорганический оксид, пропитанный одновалентным катионом, в особенности катионом щелочного или щелочноземельного металла, связанные с поверхностью гидроксильные группы которого, по меньшей мере, частично подвергнуты химическому взаимодействию с галогенидом металла Фриделя-Крафтса. Аналоги таких катализаторов без катионов металла раскрыты в US-A-2999074 и 3318820, в которых также описаны методики получения предпочтительных катализаторов. Предпочтительным огнеупорным оксидом является оксид алюминия с площадью поверхности более 50 м²/г, однако предусматривается использование других оксидов, например оксида титана, оксида циркония, оксида кремния, оксида бора и фосфата алюминия. Предпочтительный катализатор также содержит металлический компонент, активный в отношении гидрирования олефина, нанесенный на неорганический оксид до реакции поверхностно связанных гидроксильных групп с галогенидами металла. Такой металл может выбираться из группы, состоящей из никеля, платины, палладия и рутения, причем первые три металла являются предпочтительными. Катализатор содержит один или более одновалентных катионов металла или щелочноземельного металла, выбранных из группы, состоящей из лития, натрия, калия, цезия, серебра, меди, бериллия, магния, кальция и бария. После нанесения таких металлов и контролируемого прокаливания полученной системы проводят реакцию композита с галогенидом металла Фриделя-Крафтса. В качестве металла может использоваться алюминий, цирконий, олово, тантал, галлий, сурьма или бор. Походящими галогенидами служат фториды, хлориды или бромиды.A preferred paraffin alkylation catalyst includes a refractory inorganic oxide impregnated with a monovalent cation, in particular an alkali or alkaline earth metal cation, whose surface hydroxyl groups are at least partially chemically reacted with a Friedel-Crafts metal halide. Analogs of such catalysts without metal cations are disclosed in US-A-2999074 and 3318820, which also describes the methods of obtaining the preferred catalysts. A preferred refractory oxide is alumina with a surface area of more than 50 m ² / g, but other oxides, such as titanium oxide, zirconium oxide, silicon oxide, boron oxide and aluminum phosphate, are contemplated. A preferred catalyst also contains a metal component that is active with respect to olefin hydrogenation supported on an inorganic oxide prior to the reaction of surface-bound hydroxyl groups with metal halides. Such a metal may be selected from the group consisting of nickel, platinum, palladium and ruthenium, with the first three metals being preferred. The catalyst contains one or more monovalent metal or alkaline earth metal cations selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, cesium, silver, copper, beryllium, magnesium, calcium and barium. After the application of such metals and the controlled calcination of the resulting system, the composite is reacted with the Friedel-Crafts metal halide. As the metal, aluminum, zirconium, tin, tantalum, gallium, antimony or boron can be used. Suitable halides are fluorides, chlorides or bromides.

В US-A-4489214 (J.R. Butler et al.) описано использование силикатов в качестве катализаторов алкилирования для производства моноалкибензолов и их используют для метилирования толуола с получением пара-ксилола в US-A-4444989 (F.E.Herkes). В US- А-3751506 описывается использование цеолитов ZSM-5 для алкилирования ароматических соединений. ZSM-5 цеолиты, обработанные одним или более соединениями или элементами для улучшения их селективности в пара-селективном алкилировании ароматических углеводородов, описаны в US-A-4420418. Использование цеолита L, цеолита омега и цеолита бета в качестве катализаторов селективного алкилирования бензола описано в US-A-4301316. Применение ряда природных и синтетических цеолитов, включающих клиноптилолит и цеолит Y, в качестве катализаторов алкилирования описано в US-A-3251897.US-A-4,489,214 (J.R. Butler et al.) Describes the use of silicates as alkylation catalysts for the production of monoalkibenzenes and they are used for methylation of toluene to produce para-xylene in US-A-4,444,989 (F.E. Herkes). US-A-3,751,506 describes the use of ZSM-5 zeolites for the alkylation of aromatic compounds. ZSM-5 zeolites treated with one or more compounds or elements to improve their selectivity in para-selective alkylation of aromatic hydrocarbons are described in US-A-4420418. The use of zeolite L, omega zeolite and zeolite beta as catalysts for the selective alkylation of benzene is described in US-A-4301316. The use of a number of natural and synthetic zeolites, including clinoptilolite and zeolite Y, as alkylation catalysts is described in US-A-3251897.

Катализатор может иметь любую форму и размер, обеспечивающие твердый легкотекучий катализатор как в сухом, так и во влажном состоянии, способный легко сжижаться при умеренных скоростях потока жидкости, используемых в таком транспортном реакторе, как реактор-стояк. Такие катализаторы могут использоваться в виде мелких частиц нерегулярной формы или частиц однородной формы. Предпочтительно использовать катализатор в виде «микросфер» со средним диаметром 0,1-2,0 мм и более предпочтительно менее 1,0 мм.The catalyst can be of any shape and size, providing a solid, easily flowing catalyst in both dry and wet conditions, capable of easily liquefying at moderate liquid flow rates used in a transport reactor such as a riser. Such catalysts can be used in the form of small particles of irregular shape or particles of a uniform shape. It is preferable to use the catalyst in the form of "microspheres" with an average diameter of 0.1-2.0 mm and more preferably less than 1.0 mm.

Обычно катализатор применяют в транспортном реакторе. Транспортные реакторы широко используются для переработки углеводородов. В транспортном реакторе осуществляется движение всего каталитического слоя. В этом отношении транспортный реактор может быть противопоставлен реактору с неподвижным слоем катализатора и реактору с кипящим слоем катализатора. В реакторе с неподвижным слоем катализатора частицы катализатора неподвижны, а в реакторе с кипящим слоем частицы катализатора суспендированы в жидкости, однако скорость их оседания уравновешена скоростью движущегося вверх потока жидкости, вследствие чего каталитический слой в целом является неподвижным. Хотя обычно катализатор движется через транспортный реактор в восходящем направлении, направление движения может быть нисходящим, горизонтальным, занимать промежуточное положение между вертикальным и горизонтальным или представлять собой их комбинацию.Typically, the catalyst is used in a transport reactor. Transport reactors are widely used for hydrocarbon processing. In the transport reactor, the movement of the entire catalytic layer is carried out. In this regard, a transport reactor can be opposed to a fixed bed reactor and a fluidized bed reactor. In a reactor with a fixed catalyst bed, the catalyst particles are stationary, and in a fluidized bed reactor the catalyst particles are suspended in a liquid, however, their sedimentation rate is balanced by the speed of the upward flowing liquid, as a result of which the catalytic layer as a whole is stationary. Although typically the catalyst moves in an upward direction through the transport reactor, the direction of movement may be downward, horizontal, intermediate between vertical and horizontal, or a combination thereof.

В том случае, когда имеют дело с восходящим движением катализатора через транспортный реактор, такой транспортный реактор часто называют реактором-стояком. Такие реакторы часто используются в процессах переработки углеводородов, например в процессах крекинга с псевдоожиженным слоем катализатора, и недавно они начали использоваться в процессе алкилирования моторных топлив с псевдоожиженным слоем твердого катализатора. Согласно традиционной конструкции жидкий углеводородный реагент захватывает катализатор конверсии твердых углеводородов из нижней части реактора-стояка и транспортирует его в псевдоожиженном состоянии в верхнюю часть реактора. Поток, содержащий катализатор, углеводородные продукты, побочные продукты и непрореагировавшие реагенты в случае их наличия, поступает сверху реактора-стояка в зону сепарации. Углеводороды и катализатор разделяются в зоне сепарации, причем углеводороды выводятся через верхнюю часть реактора с целью регенерации, а катализатор опускается под действием силы тяжести в нижнюю часть зоны сепарации. Несмотря на возможную дезактивацию катализатора в реакторе-стояке часть катализатора, собираемая в нижней части зоны сепарации, обычно сохраняет достаточную активность, позволяющую повторное использование катализаторе в реакторе-стояке без его вывода из зоны сепарации с целью регенерации. Такой все еще активный катализатор рециркулируют по линии рециркуляции из нижней части зоны сепарации в нижнюю часть реактора-стояка, где катализатор вновь приводится в контакт с реагентами.When dealing with the upward movement of the catalyst through a transport reactor, such a transport reactor is often called a riser reactor. Such reactors are often used in hydrocarbon processing processes, for example, in fluidized-bed cracking processes, and they have recently begun to be used in the alkylation of motor fuels with a fluidized bed of solid catalyst. According to a traditional design, a liquid hydrocarbon reagent captures a solid hydrocarbon conversion catalyst from the bottom of the riser and transports it in a fluidized state to the top of the reactor. The stream containing the catalyst, hydrocarbon products, by-products and unreacted reagents, if any, flows from the top of the riser into the separation zone. Hydrocarbons and the catalyst are separated in the separation zone, and hydrocarbons are discharged through the upper part of the reactor for regeneration, and the catalyst is lowered by gravity to the lower part of the separation zone. Despite the possible deactivation of the catalyst in the riser, the portion of the catalyst collected in the lower part of the separation zone usually maintains sufficient activity to allow reuse of the catalyst in the riser without withdrawing it from the separation zone for regeneration. Such a still active catalyst is recycled through a recirculation line from the lower part of the separation zone to the lower part of the riser, where the catalyst is again brought into contact with the reactants.

Имеется несколько способов для регулирования ввода реагентов и рециркуляции катализатора в нижнюю часть реактора-стояка. Так, например, в US-A-5489732 (Zhang et al.) описывается вариант, в котором изопарафины и олефины вводятся в нижнюю часть реактора-стояка, а подача катализатор по линии рециркуляции в нижнюю часть реактора-стояка регулируется такими средствами, как золотниковые клапаны, клапаны других типов, затворные воронки, средства контроля потока жидкости (обратный поток жидкости), шнековые конвейеры и L-клапаны. В рассматриваемом патенте также указывается, что один из реагентов, изобутан, также может вводиться в линию рециркуляции для отвода побочно образующегося водорода с поверхности рециркулирующего катализатора.There are several methods for controlling the introduction of reagents and the recirculation of the catalyst to the bottom of the riser. So, for example, in US-A-5489732 (Zhang et al.) Describes a variant in which isoparaffins and olefins are introduced into the lower part of the riser, and the supply of the catalyst through the recirculation line to the lower part of the riser is regulated by means such as slide valves valves, other types of valves, gate funnels, fluid flow control (liquid backflow), screw conveyors and L-valves. This patent also indicates that one of the reagents, isobutane, can also be introduced into the recirculation line to divert the by-produced hydrogen from the surface of the recycle catalyst.

Подходящие условия эксплуатации реактора-стояка включают температуру в интервале -50°-100°С, предпочтительно 0-40°С, и давление, требуемое для того, чтобы углеводороды находились в жидкой фазе. Для этого предпочтительно использоваться умеренное давление в интервале 1380-4830 кПа, более предпочтительно 3100-4140 кПа. Обычно массовое соотношение между количеством катализатора и олефина в реакторе-стояке составляет 3-10. Время пребывания жидкости в реакторе-стояке обычно составляет 60-150 секунд, а время пребывания катализатора 90-300 секунд. Предпочтительная конструкция и режим работы ректора-стояка предусматривают структурное течение (минимальное обратное смешивание) реагентов, продуктов и катализатора. Однако для обеспечения транспорта катализатора скорость восходящего потока жидкости должна быть выше скорости потока катализатора.Suitable operating conditions for the riser include a temperature in the range of -50 ° -100 ° C, preferably 0-40 ° C, and the pressure required for the hydrocarbons to be in the liquid phase. For this, moderate pressure in the range of 1380-4830 kPa, more preferably 3100-4140 kPa, is preferably used. Typically, the weight ratio between the amount of catalyst and olefin in the riser is 3-10. The residence time of the liquid in the riser is usually 60-150 seconds, and the residence time of the catalyst is 90-300 seconds. The preferred design and mode of operation of the riser-riser provide for the structural flow (minimal back mixing) of the reagents, products and catalyst. However, to ensure catalyst transport, the upward flow rate of the liquid must be higher than the flow rate of the catalyst.

Обычно предпочтительно, чтобы реактор-стояк работал в условиях избытка углеводородного субстрата относительно количества алкилирующего агента. Предпочтительно, чтобы соотношение между парафиновым или ароматическим углеводородным субстратом и олефиновым алкилирующим агентом на входе в реактор или трубку реактора, измеренное по объемным скоростям на входе в реактор-стояк, было выше 1:1, причем более предпочтительное соотношение лежит в интервале 5:1-20:1 или выше. Весьма предпочтительно, чтобы процесс алкилирования моторного топлива проводился в условиях избытка изопарафина относительно количества алкилирующего агента. В особенности предпочтительно, чтобы молярное соотношение между изопарафином и олефином, загружаемыми в реактор-стояк, было выше 2:1, более предпочтительно выше 8:1. Для алкилирования моторного топлива могут использоваться соотношения выше 10:1, однако соотношения порядка 100:1 или выше обычно считаются неэкономными. Инжекция олефина в ряд позиций по пути движения углеводорода через вертикальный реактор может использоваться для поддержания высокого среднего соотношения между количеством парафина и олефина и предпочтительно использовать три точки инжекции помимо введения олефина в нижнюю часть реактора-стояка. Как правило, по длине реактора-стояка располагаются четыре или более точки, в которые подается олефин. Эффлюент реакции алкилирования обычно содержит желаемый продукт алкилирования (алкилат), побочные продукты и непрореагировавшее сырье. Так, например, в способе производства моторного топлива путем алкилирования бутенов изобутаном, в эффлюенте реакции алкилирования обычно содержатся углеводороды из 1-12 углеродных атомов, включающие метан, этан, пропан, пропен, бутаны, бутены, пентаны, пентены, гексаны, гептаны, октаны, нонаны, деканы, ундеканы и додеканы. Кроме этого, эффлюент реакции алкилирования обычно включает галогенсодержащие соединения, которые присутствуют в количестве более 250 мас.ч./млн галогена, обычно 1000-10000 мас.ч./млн галогена в расчете на массу эффлюента реакции алкилирования.It is generally preferred that the riser reactor operate under conditions of excess hydrocarbon substrate relative to the amount of alkylating agent. Preferably, the ratio between the paraffinic or aromatic hydrocarbon substrate and the olefinic alkylating agent at the inlet to the reactor or reactor tube, measured by volumetric velocities at the inlet to the riser, is higher than 1: 1, with a more preferred ratio being in the range 5: 1- 20: 1 or higher. It is highly preferred that the process of alkylation of motor fuel be carried out under conditions of an excess of isoparaffin relative to the amount of alkylating agent. It is particularly preferred that the molar ratio between isoparaffin and olefin charged to the riser is higher than 2: 1, more preferably higher than 8: 1. Ratios greater than 10: 1 may be used to alkylate motor fuels, but ratios of the order of 100: 1 or higher are generally considered uneconomical. Injecting an olefin at a number of positions along a hydrocarbon flow path through a vertical reactor can be used to maintain a high average ratio between the amount of paraffin and olefin, and it is preferable to use three injection points in addition to introducing the olefin into the bottom of the riser. Typically, four or more points to which the olefin is fed are located along the length of the riser reactor. The alkylation reaction effluent typically contains the desired alkylation product (alkylate), by-products, and unreacted feed. For example, in a method for producing motor fuel by alkylating butenes with isobutane, the alkylation effluent usually contains hydrocarbons of 1-12 carbon atoms, including methane, ethane, propane, propene, butanes, butenes, pentanes, pentenes, hexanes, heptanes, octanes , nonans, deans, undecans and dodecans. In addition, the alkylation reaction effluent typically includes halogen-containing compounds that are present in an amount of more than 250 parts by weight per million halogen, typically 1000-10000 parts by weight per million halogen based on the weight of the effluent of the alkylation reaction.

Галогенсодержащие соединения в эффлюенте реакции алкилирования могут представлять собой любые галогенсодержащие соединения, которые не могут быть легко отделены от молекулярного водорода путем фракционирования. Термин «не могут быть легко отделены от молекулярного водорода путем фракционирования» подразумевает столь малое различие в летучести между молекулярным водородом и галогенсодержащими веществами при рабочем давлении в колонне, что для образования флегмы требуется нежелательно низкая температура (например, менее 0°С), или для выкипания требуется чрезмерно высокая температура (например, выше 260°С), либо для обеспечения желательного разделения молекулярного водорода и галогенсодержащих соединений требуется очень большое число ступеней фракционирования (например, более 20 теоретических ступеней). Примерами галогенсодержащих веществ могут служить молекулярный фтор, молекулярный хлор, молекулярный бром, фтористый водород, хлористый водород и бромистый водород.The halogen-containing compounds in the alkylation reaction effluent can be any halogen-containing compounds that cannot be easily separated from molecular hydrogen by fractionation. The term “cannot be easily separated from molecular hydrogen by fractionation” implies such a small difference in volatility between molecular hydrogen and halogen-containing substances at a working pressure in the column that an undesirably low temperature (for example, less than 0 ° C) is required for reflux, or boiling requires an excessively high temperature (for example, above 260 ° C), or a very large number of steps are required to ensure the desired separation of molecular hydrogen and halogen-containing compounds fractionation (for example, more than 20 theoretical stages). Examples of halogenated substances include molecular fluorine, molecular chlorine, molecular bromine, hydrogen fluoride, hydrogen chloride and hydrogen bromide.

Катализатор, используемый в зоне реакции алкилирования, выводят из системы и подвергают мягкой регенерации, жесткой регенерации или обеим операциям. В том случае, когда извлеченный катализатор подвергают как мягкой, так и жесткой регенерации, зоны мягкой и жесткой регенерации могут располагаться параллельно, в результате чего одна порция катализатора подвергается мягкой регенерации, другая порция катализатора подвергается жесткой регенерации и каждая из таких порций после регенерации возвращается в зону реакции алкилирования. Согласно другому варианту зоны мягкой и жесткой регенерации могут располагаться последовательно, в результате чего часть катализатора, подвергнутая мягкой регенерации, затем подвергается жесткой регенерации.The catalyst used in the alkylation reaction zone is withdrawn from the system and subjected to gentle regeneration, hard regeneration, or both. In the case where the extracted catalyst is subjected to both soft and hard regeneration, the soft and hard regeneration zones can be located in parallel, as a result of which one portion of the catalyst undergoes soft regeneration, the other portion of the catalyst undergoes hard regeneration, and each of these portions after regeneration returns to alkylation reaction zone. According to another embodiment, the soft and hard regeneration zones can be arranged sequentially, as a result of which the portion of the catalyst subjected to soft regeneration is then subjected to hard regeneration.

Мягкая регенерация заключается в контактировании катализатора в зоне регенерации с углеводородом, находящимся в жидкой фазе, предпочтительно представляющим собой такой субстрат алкилирования, как изобутан. Среднее время пребывания частиц катализатора в зоне регенерации жидким углеводородом предпочтительно составляет 2-20 минут. Хотя зона жидкофазной или мягкой регенерации может находиться в отдельном сосуде или трубе, сообщающимися с зоной реакции, мягкую регенерацию предпочтительно проводить в том же сосуде, что включает реакционную зону при условии, что зона мягкой регенерации отделена от зоны реакции перегородками или дефлекторами. Температура и давление, используемые в зоне регенерации, имеют значения, близкие соответствующим значениям на выходе из зоны реакции. Катализатор обрабатывают молекулярным водородом при парциальном давлении 6,89-13790 кПа (г). Температура, при которой катализатор обрабатывают молекулярным водородом, имеет значение в интервале 10-300°С. Продолжительность регенерации обратно пропорциональна используемой температуре. Следовательно, более высокие температуры благоприятны в том случае, если желательно уменьшить время регенерации и по этой причине можно использовать температуры даже выше 300°С, хотя это не рекомендуется. Однако другие факторы благоприятствуют низкотемпературной регенерации. Регенерацию желательно проводить в условиях процесса алкилирования, поскольку в этом случае исключаются расходы, связанные с нагреванием и охлаждением, и операция становится более простой и легкой. Хотя регенерацию можно проводить в температурном интервале 10-200°С, предпочтительные температуры лежат в интервале 38-66°С. Для восстановления активности катализатора достаточно проводить регенерацию примерно в течение 20 минут.Soft regeneration consists in contacting the catalyst in the regeneration zone with a hydrocarbon in the liquid phase, preferably representing an alkylation substrate such as isobutane. The average residence time of the catalyst particles in the liquid hydrocarbon regeneration zone is preferably 2-20 minutes. Although the liquid phase or mild regeneration zone may be in a separate vessel or pipe in communication with the reaction zone, it is preferable to carry out the mild regeneration in the same vessel that includes the reaction zone, provided that the mild regeneration zone is separated from the reaction zone by baffles or deflectors. The temperature and pressure used in the regeneration zone have values close to the corresponding values at the outlet of the reaction zone. The catalyst is treated with molecular hydrogen at a partial pressure of 6.89-13790 kPa (g). The temperature at which the catalyst is treated with molecular hydrogen has a value in the range of 10-300 ° C. The duration of the regeneration is inversely proportional to the temperature used. Therefore, higher temperatures are favorable if it is desirable to reduce the regeneration time and for this reason temperatures even above 300 ° C can be used, although this is not recommended. However, other factors favor low temperature regeneration. Regeneration is preferably carried out under the conditions of the alkylation process, since in this case the costs associated with heating and cooling are eliminated, and the operation becomes simpler and easier. Although the regeneration can be carried out in a temperature range of 10-200 ° C, preferred temperatures are in the range of 38-66 ° C. To restore the activity of the catalyst, it is sufficient to carry out regeneration for approximately 20 minutes.

Поток, отходящий из зоны мягкой регенерации, обычно содержит молекулярный водород и углеводород, которые вводились в зону мягкой регенерации для осуществления регенерации в мягких условиях. Углеводород, вводимый в процесс алкилирования моторного топлива, обычно представляет собой изобутан. Обычно эффлюент из зоны мягкой регенерации содержит более 0,5% мол. водорода, однако поскольку в процессе мягкой регенерации также используется введенный углеводород, содержание водорода в потоке, отходящем из зоны мягкой регенерации, обычно составляет не более 10% мол. как правило, не более 5% мол. Концентрация углеводорода в эффлюенте мягкой регенерации, который вводится для осуществления мягкой регенерации и обычно представляет собой субстрат алкилирования (например, изобутан), обычно составляет 60-90% мол. Оставшаяся часть эффлюента из зоны регенерации включает соединения, удаляемые с поверхности катализатора в ходе мягкой регенерации. Такие соединения могут представлять собой любые углеводороды, присутствующие в зоне реакции алкилирования, и включают субстрат алкилирования и алкилированный продукт, а также тяжелые соединения, причем относительная концентрация каждого из таких соединений в эффлюенте мягкой регенерации примерно равна их концентрации в эффленте реакции алкилирования. Концентрация алкилата в эффлюенте мягкой регенерации обычно составляет менее 5% мол. а концентрация тяжелых соединений обычно составляет менее 1% мол.The effluent from the soft regeneration zone typically contains molecular hydrogen and hydrocarbon, which are introduced into the soft regeneration zone to effect regeneration under mild conditions. The hydrocarbon introduced into the alkylation process of a motor fuel is usually isobutane. Typically, the effluent from the soft regeneration zone contains more than 0.5 mol%. hydrogen, however, since the introduced hydrocarbon is also used in the process of mild regeneration, the hydrogen content in the stream leaving the mild regeneration zone is usually not more than 10 mol%. as a rule, no more than 5 mol%. The concentration of hydrocarbon in the soft regeneration effluent, which is introduced to effect soft regeneration and is usually an alkylation substrate (for example, isobutane), is usually 60-90 mol%. The remainder of the effluent from the regeneration zone includes compounds removed from the surface of the catalyst during mild regeneration. Such compounds may be any hydrocarbons present in the alkylation reaction zone, and include an alkylation substrate and an alkylated product, as well as heavy compounds, the relative concentration of each of these compounds in the soft regeneration effluent being approximately equal to their concentration in the alkylation effector. The concentration of alkylate in the effluent of mild regeneration is usually less than 5 mol%. and the concentration of heavy compounds is usually less than 1 mol%.

Жесткая регенерация заключается в контактировании катализатора с паровой фазой газового потока при относительно высокой температуре, или с жидкой фазой, или смешанной жидкостно-паровой фазой при относительно низкой температуре. В зоне проведения жесткой регенерации создаются такие условия, которые обеспечивают более длительное время пребывания частиц катализатора, чем в стадии мягкой регенерации. Среднее время пребывания частиц катализатора должно составлять, по меньшей мере, 30 минут и может достигать 12-24 часов. При регенерации с помощью парофазного газового потока, например, обогащенного водородом парогазового потока, используемая температура обычно составляет 80-500°С, предпочтительно 100-250°С. Присутствие некоторого количества изобутана в газовом потоке является желательным для повышения теплоемкости газа и увеличения скорости нагрева катализатора. Большее время удерживания, требующееся для рассматриваемой стадии регенерации, обеспечивает образование высокотемпературного газа, который вводится в зону регенерации для испарения жидкости, подаваемой в зону жесткой регенерации.Hard regeneration consists in contacting the catalyst with the vapor phase of the gas stream at a relatively high temperature, or with the liquid phase, or a mixed liquid-vapor phase at a relatively low temperature. In the zone of hard regeneration, conditions are created that provide a longer residence time of the catalyst particles than in the stage of soft regeneration. The average residence time of the catalyst particles should be at least 30 minutes and can reach 12-24 hours. When regenerating using a vapor-phase gas stream, for example, a hydrogen-rich vapor-gas stream, the temperature used is usually 80-500 ° C, preferably 100-250 ° C. The presence of a certain amount of isobutane in the gas stream is desirable to increase the heat capacity of the gas and increase the heating rate of the catalyst. The longer retention time required for the regeneration stage under consideration ensures the formation of a high-temperature gas, which is introduced into the regeneration zone to evaporate the liquid supplied to the hard regeneration zone.

Эффлюент жесткой регенерации обычно содержит молекулярный водород и углеводород, вводимые в зону для осуществления жесткой регенерации. В процессе алкилирования моторного топлива вводимый углеводород обычно представляет собой субстрат алкилирования, например изобутан. Хотя эффлюент жесткой регенерации обычно содержит более 0,5% мол. водорода, верхний предел концентрации молекулярного водорода в потоке из зоны жесткой регенерации зависит от наличия углеводорода, вводимого с молекулярным водородом для осуществления жесткой регенерации. В том случае, когда молекулярный водород вводят без углеводорода, эффлюент жесткой регенерации обычно содержит более 80% мол., как правило более 90% мол. водорода. В этом случае оставшаяся часть потока со стадии регенерации включает соединения, удаленные с катализатора в ходе жесткой регенерации. Такие соединения могут представлять собой любые углеводороды, присутствующие в зоне реакции алкилирования, включая субстрат алкилирования и алкилат, а также тяжелые соединения, причем относительная концентрация каждого из таких соединений в эффлюенте жесткой регенерации примерно равна их концентрации в отходящем потоке реакции алкилирования. Концентрация субстрата алкилирования (например, изобутана) в эффлюенте жесткой регенерации относительно концентрации алкилата или концентрации тяжелых соединений может быть повышена путем промывки катализатора субстратом алкилирования перед проведением жесткой регенерации. Таким образом, эффлюент жесткой регенерации обычно содержит субстрат алкилирования в связи с присутствием избытка субстрата алкилирования на катализаторе при его выводе из зоны реакции алкилирования, или в связи с использованием субстрата алкилирования для промывки катализатора перед проведением жесткой регенерации. Концентрация алкилата в эффлюенте жесткой регенерации обычно составляет менее 5% мол., а концентрация тяжелых соединений обычно составляет менее 1% мол.The hard regeneration effluent typically contains molecular hydrogen and hydrocarbon introduced into the hard regeneration zone. In the process of alkylating a motor fuel, the hydrocarbon introduced is typically an alkylation substrate, for example isobutane. Although hard regeneration effluent usually contains more than 0.5 mol%. hydrogen, the upper limit of the concentration of molecular hydrogen in the stream from the hard regeneration zone depends on the presence of a hydrocarbon introduced with molecular hydrogen to carry out hard regeneration. When molecular hydrogen is introduced without a hydrocarbon, the hard regeneration effluent usually contains more than 80 mol%, usually more than 90 mol%. hydrogen. In this case, the remaining part of the stream from the regeneration step includes compounds removed from the catalyst during the hard regeneration. Such compounds may be any hydrocarbons present in the alkylation reaction zone, including the alkylation substrate and the alkylate, as well as heavy compounds, the relative concentration of each of these compounds in the hard regeneration effluent being approximately equal to their concentration in the alkylation effluent. The concentration of the alkylation substrate (e.g., isobutane) in the hard regeneration effluent relative to the concentration of the alkylate or the concentration of the heavy compounds can be increased by washing the catalyst with the alkylation substrate before performing the hard regeneration. Thus, the hard regeneration effluent usually contains an alkylation substrate due to the presence of an excess of the alkylation substrate on the catalyst when it is withdrawn from the alkylation reaction zone, or due to the use of the alkylation substrate to wash the catalyst before performing the hard regeneration. The concentration of alkylate in the hard regeneration effluent is usually less than 5 mol%, and the concentration of heavy compounds is usually less than 1 mol%.

При введении углеводорода совместно с молекулярным водородом для проведения жесткой регенерации эффлюент жесткой регенерации обычно содержит менее 10% мол. водорода, как правило, менее 5% мол. водорода. В рассматриваемом случае жесткая регенерация проводится в жидкой или смешанной парожидкостной фазе при температуре в интервале 66-149°С. В этом случае концентрация в эффлюенте жесткой регенерации углеводорода, используемого в ходе жесткой регенерации, обычно представляющего собой субстрат алкилирования (например, изобутан), как правило составляет 70-90% мол. Как и в случае жесткой регенерации с подачей молекулярного водорода без введения углеводорода, при совместном введении углеводорода и молекулярного водорода концентрация алкилата в эффлюенте жесткой регенерации обычно составляет менее 5% мол., а концентрация тяжелых соединений обычно составляет менее 1% мол.When a hydrocarbon is introduced together with molecular hydrogen to carry out a hard regeneration, the hard regeneration effluent usually contains less than 10 mol%. hydrogen, as a rule, less than 5 mol%. hydrogen. In this case, hard regeneration is carried out in a liquid or mixed vapor-liquid phase at a temperature in the range of 66-149 ° C. In this case, the concentration in the effluent of the hard regeneration of the hydrocarbon used during the hard regeneration, usually representing an alkylation substrate (for example, isobutane), is usually 70-90 mol%. As in the case of hard regeneration with molecular hydrogen supply without introducing a hydrocarbon, with the combined introduction of hydrocarbon and molecular hydrogen, the concentration of alkylate in the hard regeneration effluent is usually less than 5 mol%, and the concentration of heavy compounds is usually less than 1 mol%.

Как при мягкой, так и при жесткой регенерации, используемый поток, содержащий субстрат, в случае его наличия обычно представляет собой погон из дистилляционной колонны и, следовательно, помимо изобутана содержит другие легкие углеводороды. Таким образом, эффлюенты мягкой и жесткой регенерации помимо изобутана могут содержать такие углеводороды, как метан, этан, пропан, нормальный бутан и пентаны. Однако в случае присутствия таких других легких углеводородов, их общая концентрация в эффлюенте мягкой или жесткой регенерации обычно составляет менее 25% мол. от концентрации изобутана.In both soft and hard regeneration, the substrate stream used, if present, is usually the overhead from a distillation column and, therefore, contains other light hydrocarbons in addition to isobutane. Thus, soft and hard regeneration effluents, in addition to isobutane, may contain hydrocarbons such as methane, ethane, propane, normal butane and pentanes. However, in the presence of such other light hydrocarbons, their total concentration in the effluent of soft or hard regeneration is usually less than 25 mol%. from the concentration of isobutane.

Поток, отходящий со стадии мягкой, жесткой регенерации или с обеих стадий, подается в зону фракционирования водорода. В зоне фракционирования молекулярный водород отделяется и рециркулируется в регенерационный поток процесса алкилирования в присутствии твердого катализатора, в результате чего отпадает необходимость в подаче молекулярного водорода в реактор алкилирования.The stream leaving the stage of soft, hard regeneration or from both stages is fed into the hydrogen fractionation zone. In the fractionation zone, molecular hydrogen is separated and recycled to the regeneration stream of the alkylation process in the presence of a solid catalyst, as a result of which there is no need to supply molecular hydrogen to the alkylation reactor.

Зона фракционирования водорода может включать секцию ректификации, выпарную секцию или обе секции. В том случае, когда зона фракционирования водорода включает лишь секцию ректификации, в тексте на такую зону фракционирования водорода ссылаются, как на ректификатор водорода, а когда зона фракционирования водорода включает лишь выпарную секцию, на такую зону ссылаются, как на десорбер водорода. Предпочтительная зона фракционирования водорода представляет собой десорбер водорода. Обычно зона фракционирования водорода содержит 5-50, предпочтительно 10-20 тарелок. Такое число тарелок рассчитано из предположения, что эффективность каждой тарелки составляет 30%. Если каждая из действительных тарелок обладает более высокой эффективностью, число требующих тарелок может быть меньшим, аналогично, если каждая из фактических тарелок обладает более низкой эффективностью, то их число может быть большим. Зона фракционирования водорода, включая тарелки и другие внутренние элементы, может быть изготовлена из углеродистой стали.The hydrogen fractionation zone may include a distillation section, an evaporation section, or both. In the case where the hydrogen fractionation zone includes only a rectification section, in the text such a hydrogen fractionation zone is referred to as a hydrogen rectifier, and when the hydrogen fractionation zone includes only an evaporation section, such a zone is referred to as a hydrogen stripper. A preferred hydrogen fractionation zone is a hydrogen stripper. Typically, the hydrogen fractionation zone contains 5-50, preferably 10-20 plates. This number of plates is calculated on the assumption that the efficiency of each plate is 30%. If each of the actual plates has a higher efficiency, the number of plates required may be smaller, similarly, if each of the actual plates has a lower efficiency, then their number may be larger. The hydrogen fractionation zone, including plates and other internal elements, can be made of carbon steel.

В том случае, когда зона фракционирования водорода представляет собой десорбер водорода, условия работы такого десорбера включают температуру нижней части в интервале 93-138°С, предпочтительно 110-121°С, температуру верха в интервале 66-121°С, предпочтительно 82-104°С, и давление в верхней части в интервале 2758-3103 кПа (г). Обычно, поток, выходящий сверху зоны фракционирования водорода, содержит 10-60% мол. водорода. Как правило, более 60%, предпочтительно более 90% и более предпочтительно выше 95% молей молекулярного водорода, входящего в зону фракционирования водорода, выводится с потоком, выходящим сверху устройства. Обеспечивая удаление водорода из эффлюента регенерации, работа зоны фракционирования водорода не должна приводить к десорбции чрезмерного количества тяжелых соединений с их попаданием в верхний поток из зоны фракционирования. Соответственно поток водорода, выходящий сверху зоны фракционирования, содержит менее 0,1% мол., предпочтительно менее 0,01% мол. тяжелых соединений.In the case where the hydrogen fractionation zone is a hydrogen stripper, the operating conditions of such a stripper include a bottom temperature in the range of 93-138 ° C, preferably 110-121 ° C, a top temperature in the range of 66-121 ° C, preferably 82-104 ° C, and the pressure in the upper part in the range of 2758-3103 kPa (g). Typically, a stream leaving the top of the hydrogen fractionation zone contains 10-60 mol%. hydrogen. Typically, more than 60%, preferably more than 90% and more preferably above 95% moles of molecular hydrogen entering the hydrogen fractionation zone is discharged with a stream exiting from the top of the device. Ensuring the removal of hydrogen from the regeneration effluent, the operation of the hydrogen fractionation zone should not lead to the desorption of an excessive amount of heavy compounds with their ingress into the overhead stream from the fractionation zone. Accordingly, the hydrogen stream leaving the top of the fractionation zone contains less than 0.1 mol%, preferably less than 0.01 mol%. heavy compounds.

Зона фракционирования водорода должна обеспечивать такое удаление водорода, чтобы поток из нижней части зоны фракционирования водорода имел концентрацию водорода менее 1,0% мол., предпочтительно менее 0,1% мол. Оставшаяся часть потока, выходящего из нижней части зоны фракционирования водорода, содержит такие жидкие углеводороды, как алкилат и тяжелые соединения. Количество молекулярного водорода, присутствующего в нижнем потоке, таково, что даже в том случае, когда весь молекулярный водород в нижнем потоке подается в зону реакции алкилирования и когда все его количество прореагирует с алкилирующим агентом, поступившим в зону реакции алкилирования, менее 1%, и более предпочтительно менее 0,5% от общего количества алкилирующего агента, поступившего в зону реакции алкилирования, потеряет эффективность в результате реакции. Примером неэффективности алкилирующего агента в реакции с субстратом алкилирования может служить превращение олефинового алкилирующего агента в парафиновое соединение в результате реакции молекулярного водорода с углерод-углеродными двойными связями олефинового алкилирующего агента с образованием одинарных углерод-углеродных связей. Алкилирующий агент теряет способность к реакции с субстратом алкилирования, когда в результате реакции с молекулярным водородом образуется соединение, не содержащее двойной углерод-углеродной связи. Согласно другому воплощению молярное соотношение между молекулярном водородом и моноолефиновым алкилирующим агентом, подаваемым в зону реакции алкилирования, обычно имеет значение менее 0,01, предпочтительно менее 0,05. Согласно еще одному воплощению число молей молекулярного водорода в нижнем потоке из десорбера водорода обычно составляет менее 1%, предпочтительно менее 0,5% от мольной доли углерод-углеродных связей в олефиновом алкилирующим агенте, пропускаемом через зону реакции алкилирования.The hydrogen fractionation zone must ensure that hydrogen is removed so that the stream from the lower part of the hydrogen fractionation zone has a hydrogen concentration of less than 1.0 mol%, preferably less than 0.1 mol%. The remainder of the stream leaving the bottom of the hydrogen fractionation zone contains liquid hydrocarbons such as alkylate and heavy compounds. The amount of molecular hydrogen present in the lower stream is such that even when all of the molecular hydrogen in the lower stream is supplied to the alkylation reaction zone and when all of its quantity reacts with the alkylating agent entering the alkylation reaction zone, less than 1%, and more preferably, less than 0.5% of the total amount of alkylating agent entering the alkylation reaction zone will lose effectiveness as a result of the reaction. An example of the ineffectiveness of an alkylating agent in a reaction with an alkylation substrate is the conversion of an olefinic alkylating agent to a paraffin compound as a result of the reaction of molecular hydrogen with carbon-carbon double bonds of an olefinic alkylating agent to form single carbon-carbon bonds. The alkylating agent loses its ability to react with an alkylation substrate when, as a result of reaction with molecular hydrogen, a compound that does not contain a carbon-carbon double bond is formed. According to another embodiment, the molar ratio between molecular hydrogen and monoolefin alkylating agent supplied to the alkylation reaction zone is usually less than 0.01, preferably less than 0.05. According to another embodiment, the number of moles of molecular hydrogen in the bottom stream from the hydrogen stripper is usually less than 1%, preferably less than 0.5%, of the mole fraction of carbon-carbon bonds in the olefinic alkylating agent passed through the alkylation reaction zone.

В зоне фракционирования водорода может также осуществляться удаление галоидоводорода из эффлюента регенерации. Удаление галоидоводорода не является необходимой функцией зоны фракционирования водорода. Галоидоводород, содержащийся в эффлюенте со стадии регенерации, может покидать зону фракционирования водорода с верхним потоком, или с нижним потоком. Галоидоводород, выходящий с верхним потоком, рециркулируется в зону регенерации и используется для поддержания содержания галогенида в катализаторе, выходящем из зоны регенерации. Галоидоводород, выходящий с нижним потоком, и после этого регенерируемый в верхнем потоке из зоны фракционирования алкилата, рециркулируется в зону реакции алкилирования. Предполагается, что даже в том случае, когда повторное введение галоидоводорода в зону реакции алкилирования может приводить к реакции некоторого количества олефинового алкилирующего агента с галоидоводородом с образованием галогенированного парафина, последний способен реагировать с субстратом алкилирования с образованием алкилата. В отличие от этого предполагается, что любой олефиновый алкилирующий агент, реагирующий с молекулярным водородом, превращается в негалогенированный парафин, который неспособен легко реагировать с субстратом алкилирования с образованием алкилата. Однако зона фракционирования водорода обычно функционирует таким образом, чтобы обеспечить желательное распределение галоидоводорода между верхним и нижним потоками с целью оптимизации присутствия галоидоводорода в зонах регенерации и реакции. Обычно 30-60%, предпочтительно 40-50% молей галоидоводорода, поступающего в зону фракционирования водорода, выходит с верхним потоком и 40-70%, предпочтительно 50-60% молей входящего галоидоводорода выходит с нижним потоком. Как правило, поток, выходящий из верхней части зоны фракционирования водорода, содержит 0,1-10% мол. галоидоводорода, предпочтительно 0,5-5% мол. галоидоводорода. Поток, выходящий из нижней части зоны фракционирования водорода, обычно содержит 0,01-1% мол. галоидоводорода, предпочтительно 0,05-0,5% мол. галоидоводорода. В сравнении с жидкофазным потоком, образующимся с помощью парожидкостного сепаратора, снизу зоны фракционирования водорода настоящего изобретения выходит поток с пониженной концентрацией молекулярного водорода и при этом происходит распределение поступающего галоидоводорода между парофазным и жидкофазным потоками в парожидкостном сепараторе и верхним и нижним потоками в зоне фракционирования водорода.In the hydrogen fractionation zone, hydrogen halide can also be removed from the regeneration effluent. Removing hydrogen halide is not a necessary function of the hydrogen fractionation zone. The hydrogen halide contained in the effluent from the regeneration step may leave the hydrogen fractionation zone with the upper stream, or with the lower stream. The hydrogen halide leaving the overhead stream is recycled to the regeneration zone and is used to maintain the halide content in the catalyst leaving the regeneration zone. Hydrogen halide leaving the lower stream, and then regenerated in the upper stream from the alkylate fractionation zone, is recycled to the alkylation reaction zone. It is assumed that even in the case when the repeated introduction of hydrogen halide into the zone of the alkylation reaction can lead to the reaction of a certain amount of olefinic alkylating agent with hydrogen halide to form halogenated paraffin, the latter is able to react with the alkylation substrate to form alkylate. In contrast, it is contemplated that any olefinic alkylating agent that reacts with molecular hydrogen is converted to a non-halogenated paraffin that is unable to readily react with an alkylation substrate to form an alkylate. However, the hydrogen fractionation zone typically operates in such a way as to provide the desired distribution of hydrogen halide between the upper and lower streams in order to optimize the presence of hydrogen halide in the regeneration and reaction zones. Typically, 30-60%, preferably 40-50% moles of the hydrogen halide entering the hydrogen fractionation zone exits with an overhead stream and 40-70%, preferably 50-60% moles of the incoming hydrogen halide are leaving with a lower stream. As a rule, the stream leaving the upper part of the hydrogen fractionation zone contains 0.1-10 mol%. hydrogen halide, preferably 0.5-5 mol%. hydrogen halide. The stream leaving the lower part of the hydrogen fractionation zone usually contains 0.01-1 mol%. hydrogen halide, preferably 0.05-0.5 mol%. hydrogen halide. Compared with the liquid-phase stream generated by the vapor-liquid separator, a stream with a reduced concentration of molecular hydrogen leaves the bottom of the hydrogen fractionation zone of the present invention, and the incoming hydrogen halide is distributed between the vapor-phase and liquid-phase flows in the vapor-liquid separator and the upper and lower flows in the hydrogen fractionation zone.

В способе настоящего изобретения используется, по меньшей мере, одна зона регенерации и эффлюент, по меньшей мере, из одной зоны регенерации поступает, по меньшей мере, в одну зону фракционирования водорода. Для множества регенерационных зон может использоваться отдельная или общая зона фракционирования водорода. Для минимизации капитальных затрат предпочтительно, чтобы все потоки, отходящие из всех регенерационных зон, поступали в единую, общую зону фракционирования водорода.In the method of the present invention, at least one regeneration zone is used and the effluent from at least one regeneration zone enters at least one hydrogen fractionation zone. For multiple regeneration zones, a separate or common hydrogen fractionation zone may be used. To minimize capital costs, it is preferable that all flows leaving all regeneration zones enter a single, common hydrogen fractionation zone.

Эффлюент из зоны реакции алкилирования и поток, выходящий из нижней части зоны фракционирования водорода, подаются в зону фракционирования алкилата. В зоне фракционирования алкилата осуществляется удаление субстрата алкилирования и галогенсодержащих соединений из алкилата, вследствие чего они могут рециркулироваться в зону реакции алкилирования.The effluent from the alkylation reaction zone and the stream leaving the lower part of the hydrogen fractionation zone are fed to the alkylate fractionation zone. In the alkylation fractionation zone, the alkylation substrate and halogen-containing compounds are removed from the alkylate, as a result of which they can be recycled to the alkylation reaction zone.

Зона фракционирования алкилата может представлять собой ректификационную колонну с секцией ректификации без десорбционной секции, с десорбционной секцией без секции ректификации, или в соответствии с предпочтительным воплощением с секциями ректификации и десорбции. Ректификационная секция зоны фракционирования алкилата обычно содержит 1-20 тарелок, предпочтительно 3-10 тарелок и более предпочтительно 1-5 тарелок, исходя из предположения, что эффективность тарелок составляет 60%. Десорбционная секция зоны фракционирования алкилата обычно содержит 1-150, предпочтительно 30-100 и более предпочтительно 50-75 тарелок, исходя из допущения, что эффективность тарелок в десорбционной секции составляет 75-100%.The alkylate fractionation zone may be a distillation column with a distillation section without a desorption section, with a desorption section without a distillation section, or in accordance with a preferred embodiment with distillation and desorption sections. The distillation section of the alkylate fractionation zone typically contains 1-20 plates, preferably 3-10 plates, and more preferably 1-5 plates, based on the assumption that the efficiency of the plates is 60%. The desorption section of the alkylate fractionation zone typically contains 1-150, preferably 30-100, and more preferably 50-75 plates, based on the assumption that the efficiency of the plates in the desorption section is 75-100%.

Условия работы колонны фракционирования алкилата включают температуру нижнего потока в интервале 163-218°С, предпочтительно в интервале 166-193°С, температуру верхнего потока в интервале 49-71°С, предпочтительно 49-66°С, давление в верхней части 827-1379 кПа. Верхний поток из колонны фракционирования алкилата имеет концентрацию молекулярного водорода менее 500 мол.ч./млн, предпочтительно менее 100 мол.ч./млн. Предпочтительное количество молекулярного водорода, присутствующего в зоне алкилирования, для случая исчерпывающей реакции с алкилирующим агентом, поступающим в зону алкилирования, составляет менее 1%, более предпочтительно менее 0,5% от общего количества алкилирующего агента, не способного вступать в реакцию с субстратом алкилирования. Согласно другому воплощению молярное соотношение между молекулярным водородом в потоке, выходящем сверху колонны фракционирования алкилата и моноолефиновым алкилирующим агентом, пропускаемым через зону реакции алкилирования, обычно составляет менее 0,01, предпочтительно менее 0,05. Согласно еще одному воплощению количество молей молекулярного водорода в верхнем потоке из колонны фракционирования алкилата обычно составляет менее 1%, предпочтительно менее 0,5% от мольной доли углерод-углеродных двойных связей в олефиновом алкилирующем агенте, подаваемом в зону реакции алкилирования.The operating conditions of the alkylate fractionation column include a bottom stream temperature in the range of 163-218 ° C, preferably in the range of 166-193 ° C, a top stream temperature in the range of 49-71 ° C, preferably 49-66 ° C, a pressure in the upper part of 827- 1379 kPa. The overhead stream from the alkylate fractionation column has a molecular hydrogen concentration of less than 500 ppm, preferably less than 100 ppm. The preferred amount of molecular hydrogen present in the alkylation zone for the case of an exhaustive reaction with the alkylating agent entering the alkylation zone is less than 1%, more preferably less than 0.5% of the total amount of alkylating agent unable to react with the alkylation substrate. According to another embodiment, the molar ratio between molecular hydrogen in the stream leaving the top of the alkylate fractionation column and the monoolefin alkylating agent passed through the alkylation reaction zone is usually less than 0.01, preferably less than 0.05. According to another embodiment, the number of moles of molecular hydrogen in the overhead stream from the alkylate fractionation column is usually less than 1%, preferably less than 0.5%, of the mole fraction of carbon-carbon double bonds in the olefinic alkylating agent fed to the alkylation reaction zone.

На фигурах 1 и 2 приведены упрощенные воплощения способа настоящего изобретения. Следующее далее описание касается изобутана в качестве субстрата алкилирования и смеси бутеновых изомеров в качестве алкилирующего агента, однако выбор указанных реагентов в последующем описании не ограничивает область изобретения, сформулированную в формуле изобретения.In figures 1 and 2 shows a simplified embodiment of the method of the present invention. The following description relates to isobutane as an alkylation substrate and a mixture of butene isomers as an alkylating agent, however, the choice of these reagents in the following description does not limit the scope of the invention as set forth in the claims.

Как показано на фигуре 1, жидкофазный поток, содержащий изобутан, подается по линии 14, а жидкофазный поток, содержащий бутеновые изомеры, подается в процесс по линии 12. Поток изобутана объединяется с потоком бутеновых изомеров, и объединенный поток подается по линии 16 в нижнюю часть реактора-стояка 20, расположенного в сосуде 10. Инжекция жидкости обеспечивает подъем содержимого реактора-стояка 20, включая твердый катализатор, подаваемый по линиям 18 и 19. По линиям 18 и 19 поток катализатора подается в нижнюю часть реактора-стояка 20 со скоростью, регулируемой L-клапанами 15 и 17 соответственно. Изобутан в жидкой фазе подается на L-клапаны 15 и 17 по линиям 11 и 13 соответственно со скоростью, обеспечивающей непрерывный поток жидкости и твердых веществ по транспортным линиям 18 и 19. Катализатор смешивается с объединенным потоком реагентов по линии 16 и катализирует реакцию бутенов с изобутаном с образованием углеводородов С₈. Реакция олефинов с изобутаном протекает в цилиндрическом пространстве 24 реактора-стояка 20. Продукты реакции, оставшийся изобутан и отработанный катализатор выходят из верхней части 28 реактора-стояка 20 и поступают в имеющую большой объем цилиндрическую сепарационную камеру 32.As shown in FIG. 1, a liquid phase stream containing isobutane is supplied via line 14, and a liquid phase stream containing butene isomers is fed to the process through line 12. The isobutane stream is combined with the butene isomer stream and the combined stream is fed through line 16 to the bottom riser reactor 20, located in the vessel 10. Injection of liquid provides the rise of the contents of the riser reactor 20, including the solid catalyst supplied through lines 18 and 19. Through lines 18 and 19, the catalyst stream is supplied to the lower part of the riser reactor 20 with a speed, p adjust- able L-valves 15 and 17, respectively. Isobutane in the liquid phase is fed to the L-valves 15 and 17 along lines 11 and 13, respectively, at a speed that ensures a continuous flow of liquid and solids through transport lines 18 and 19. The catalyst mixes with the combined reagent stream through line 16 and catalyzes the reaction of butenes with isobutane with the formation of hydrocarbons With ₈ . The reaction of olefins with isobutane takes place in the cylindrical space 24 of the riser 20. The reaction products, the remaining isobutane and spent catalyst leave the upper part 28 of the riser 20 and enter a large volume cylindrical separation chamber 32.

Низкие скорости жидкости в сепарационной камере 32 обеспечивают отделение жидких веществ в реакторе-стояке от частиц твердого катализатора. Эффлюент из реактора, выводимый по линии 34, содержит жидкие продукты, выходящие из реактора-стояка 20, включающие алкилат, изобутан и другие углеводороды. Частицы твердого катализатора оседают вниз и образуют слой 26 с верхней границей или поверхностью 30. Частицы катализатора в слое 26 сжижены, по меньшей мере, до точки минимального псевдоожижения. Слой 26 предпочтительно представляет собой неподвижный псевдоожиженный слой или движущийся уплотненный слой, более предпочтительно движущийся уплотненный слой. Жидкофазный поток, содержащий изобутан, растворенный водород и эффлюент со стадии мягкой регенерации, поступающий по линии 41, подается в сосуд 10 по линии 84. С помощью традиционного распределителя потока жидкости, например кольцевого дефлектора 25, в сосуд 10 по линии 84 вводится жидкость, которая однородно распределяется через слой 26. Кольцевые дефлекторы описаны в US-A-4662081 (Greenwood); 4665632 (Greenwood) и 5397458 (Micklich et al.). В результате контактирования с изобутаном, насыщенным водородом, катализатор в слое 26 подвергается мягкой регенерации, в результате которой с катализатора удаляются тяжелые соединения.The low velocity of the liquid in the separation chamber 32 provides for the separation of liquid substances in the riser from the particles of the solid catalyst. The effluent from the reactor discharged through line 34 contains liquid products leaving the riser reactor 20, including alkylate, isobutane, and other hydrocarbons. The solid catalyst particles settle down and form a layer 26 with an upper boundary or surface 30. The catalyst particles in the layer 26 are liquefied at least to the point of minimum fluidization. The bed 26 is preferably a fixed fluidized bed or a moving compacted bed, more preferably a moving compacted bed. The liquid phase stream containing isobutane, dissolved hydrogen and the effluent from the soft regeneration stage, coming in line 41, is supplied to the vessel 10 through line 84. Using a traditional liquid flow distributor, for example an annular deflector 25, liquid is introduced into the vessel 10 through line 84, which uniformly distributed through layer 26. Annular baffles are described in US-A-4662081 (Greenwood); 4,665,632 (Greenwood) and 5,397,458 (Micklich et al.). As a result of contacting with hydrogen saturated isobutane, the catalyst in layer 26 undergoes soft regeneration, as a result of which heavy compounds are removed from the catalyst.

Жидкость, подаваемая по линии 84, совместно с изобутаном из линии 82 постепенно движутся в верхнюю часть сосуда 10 через слой 26. Через линию 38 жидкость выводится из слоя 26 в позиции, расположенной выше точки поступления жидкости по линии 84, но ниже верхней границы или поверхности 30 слоя 26. Традиционные коллекторы потока жидкости, например кольцевой дефлектор 27, и распределители частиц могут обеспечивать отделение движущейся вверх жидкости от движущихся вниз частиц катализатора. Подходящие для этой цели жидкостные коллекторы и распределители частиц могут представлять собой любой устройство, в котором предусмотрено пространство для низкоскоростного разделения, обеспечивающее перемещение жидкости вверх и оседание частиц катализатора. Собранные жидкие углеводороды, унесенный водород и тяжелые соединения выводятся из сосуда 10 по линии 38 в виде эффлюента мягкой регенерации. Весь эффлюент мягкой регенерации может подаваться по линиям 39 и 52 в десорбер водорода 50, однако предпочтительно делить поток на две части. Каждая из таких частей представляет собой кратную (аликвотную) часть потока, вытекающего из зоны мягкой регенерации. Используемый в тексте термин «кратная (аликвотная) часть» потока относится к части потока, имеющей тот же состав, что и основной поток. Как показано на фигуре 1, аликвотная часть эффлюента из зоны мягкой регенерации рециркулируется в слой 26 по линиям 41 и 86.The liquid supplied through line 84, together with the isobutane from line 82, gradually moves to the upper part of the vessel 10 through layer 26. Through line 38, liquid is discharged from layer 26 at a position located above the liquid inlet point along line 84 but below the upper boundary or surface 30 of layer 26. Conventional fluid flow manifolds, such as annular deflector 27, and particle distributors can separate upwardly moving liquid from downstream catalyst particles. Suitable liquid collectors and particle distributors for this purpose can be any device that provides a space for low-speed separation to allow the liquid to move upward and to precipitate catalyst particles. The collected liquid hydrocarbons, entrained hydrogen, and heavy compounds are discharged from vessel 10 via line 38 as a mild regeneration effluent. All of the soft regeneration effluent can be fed through lines 39 and 52 to a hydrogen stripper 50, however, it is preferable to divide the stream into two parts. Each of these parts represents a multiple (aliquot) part of the stream flowing from the soft regeneration zone. Used in the text, the term "multiple (aliquot) part" of the stream refers to the part of the stream having the same composition as the main stream. As shown in FIG. 1, an aliquot of the effluent from the soft regeneration zone is recycled to layer 26 along lines 41 and 86.

Большая часть отработанного катализатора из слоя 26 проходит в нижнюю часть сосуда 10 в слой частиц катализатора 22. Катализатор в слое 22 движется вниз противотоком к движущемуся вверх изобутану, подаваемому из линии 82, имеющему концентрацию молекулярного водорода менее 500 мол. ч./млн. Такое контактирование или промывка катализатора изобутаном, содержащим молекулярный водород в количестве менее 500 мол.ч./млн, предотвращает или, по меньшей мере, минимизирует попадание молекулярного водорода по перепускным линиям 18 и 19 в реактор-стояк 20, в котором молекулярный водород способен насыщать олефины, подаваемые по линии 12. В том случае, когда катализатор алкилирования не стимулирует гидрирование олефинов, операция промывки может быть опущена. Слой частиц катализатора 22 может быть сжижен до некоторой точки выше точки минимального сжижения или может представлять собой неподвижный псевдоожиженный слой, но предпочтительный слой 22 представляет собой движущийся псведоожиженный слой. Кольцевой дефлектор 23 однородно распределяет изобутан, подаваемый из линии 82, по слою 22.Most of the spent catalyst from layer 26 passes into the lower part of the vessel 10 into the layer of catalyst particles 22. The catalyst in layer 22 moves downstream to the upward moving isobutane fed from line 82 having a molecular hydrogen concentration of less than 500 mol. ppm Such contacting or flushing the catalyst with isobutane containing molecular hydrogen in an amount of less than 500 ppm prevents or at least minimizes the ingress of molecular hydrogen through the bypass lines 18 and 19 into the riser reactor 20, in which molecular hydrogen is able to saturate olefins fed through line 12. In the case where the alkylation catalyst does not stimulate the hydrogenation of olefins, the washing operation may be omitted. The bed of catalyst particles 22 may be liquefied to a point above the minimum liquefaction point, or may be a fixed fluidized bed, but the preferred layer 22 is a moving fluidized bed. An annular deflector 23 uniformly distributes the isobutane supplied from line 82 over layer 22.

Вторая и меньшая часть катализатора из слоя частиц катализатора 26 отводится по линии 36. Небольшой поток катализатора, содержащий частицы твердого катализатора и жидкие углеводороды, поступает во внешний регенератор 40 со слоем катализатора 42. По линии 36 катализатор поступает во внешний регенератор 40 на уровне или выше поверхности 44 каталитического слоя 43. Среднее время пребывания катализатора во внешнем регенераторе 40 определяется скоростью перемещения катализатора. С целью облегчения периодической регенерации рассматриваемый второй поток катализатора может иметь постоянную или переменную объемную скорость.The second and smaller part of the catalyst from the catalyst particle bed 26 is discharged along line 36. A small catalyst stream containing solid catalyst particles and liquid hydrocarbons enters the external regenerator 40 with catalyst bed 42. On line 36, the catalyst enters the external regenerator 40 at or above the surface 44 of the catalytic layer 43. The average residence time of the catalyst in the external regenerator 40 is determined by the speed of movement of the catalyst. In order to facilitate periodic regeneration, the second catalyst stream in question may have a constant or variable space velocity.

Жидкофазный поток, содержащий изобутан, растворенный водород и часть эффлюента со стадии жесткой регенерации, рециркулирующего по линии 51, подается во внешний регенератор 40 по линии 53. Кольцевой дефлектор 47 однородно распределяет жидкость, подаваемую из линии 53 по слою 43 вблизи или в месте ввода жидкости. Нагревание потока в линии 53 до более высокой температуры, чем температура потока в линии 84, обеспечивает более интенсивную регенерацию и более высокую температуру слоя 43, чем слоя 26. Однако температура слоя 43 недостаточна для испарения жидких углеводородов, поступающих во внешний регенератор 40 по линии 53, в связи с чем слой 43 функционирует в жидкофазных условиях.A liquid phase stream containing isobutane, dissolved hydrogen and a part of the effluent from the hard regeneration stage recirculating through line 51 is supplied to an external regenerator 40 via line 53. An annular deflector 47 uniformly distributes the liquid supplied from line 53 through the layer 43 near or at the place of liquid injection . Heating the stream in line 53 to a higher temperature than the temperature of the line 84 provides a more intensive regeneration and higher temperature of the layer 43 than the layer 26. However, the temperature of the layer 43 is insufficient to evaporate the liquid hydrocarbons entering the external regenerator 40 via line 53 , in connection with which the layer 43 operates in liquid phase conditions.

По линии 48 осуществляется вывод жидкости, поступающей во внешний регенератор 40 по линии 53, и изобутана, поступающего по линии 76, после их постепенного движения вверх через слой 43. Точка отвода по линии 48 обычно находится выше поверхности 44 слоя 43 и располагается вблизи высшей точки внешнего регенератора 40. Поток, проходящий по линии 48, содержит жидкие углеводороды совместно с унесенным водородом, а также тяжелые углеводороды, которые были удалены с катализатора в результате жесткой регенерации в виде эффлюента со стадии жесткой регенерации. Поток, вытекающий со стадии жесткой регенерации, может целиком подаваться по линиям 49 и 52 в десорбер водорода 50, однако предпочтительно разделять такой поток на две части, более предпочтительно на две аликвотные части. Линия 51 обеспечивает рециркуляцию аликвотной части эффлюента жесткой регенерации и его объединение с потоком, протекающим по линии 66.Line 48 is used to withdraw fluid entering external regenerator 40 via line 53 and isobutane entering line 76 after they gradually move upward through layer 43. The discharge point along line 48 is usually located above surface 44 of layer 43 and is near the highest point external regenerator 40. The stream passing through line 48 contains liquid hydrocarbons together with entrained hydrogen, as well as heavy hydrocarbons that were removed from the catalyst as a result of hard regeneration as an effluent from the hard regeneration stage . The stream resulting from the hard regeneration step can be entirely fed via lines 49 and 52 to the hydrogen stripper 50, however, it is preferable to divide such a stream into two parts, more preferably into two aliquots. Line 51 provides for the recirculation of an aliquot of the hard regeneration effluent and its association with the stream flowing through line 66.

Катализатор, подвергнутый жесткой регенерации и находящийся в слое 43 частиц катализатора, проходит через внешний регенератор 40 в слой 42 частиц катализатора. В слое 42 катализатор перемещается вниз противотоком к потоку изобутана с концентрацией молекулярного водорода менее 500 мол.ч./млн, который подается во внешний регенератор по линии 76. Контактирование или промывка катализатора изобутаном, подаваемым по линии 76, предотвращает или, по меньшей мере, минимизирует попадание молекулярного водорода в реактор-стояк 20 по линии 46 и какое-либо насыщение олефинов. Если катализатор алкилирования не промотирует гидрирования олефинов, то рассматриваемая стадия промывки может быть опущена. Слой 42 функционирует в жидкой фазе. Поступающий жидкий изобутан с концентрацией молекулярного водорода менее 500 мол.ч./млн однородно распределяется по слою 42 с помощью кольцевого дефлектора 45. Изобутан и очищающий водород постепенно выходят из верхней части слоя 42 и окончательно из внешнего регенератора 40 по линии 43.The hard regenerated catalyst located in the catalyst particle layer 43 passes through an external regenerator 40 into the catalyst particle layer 42. In bed 42, the catalyst moves downstream to the isobutane stream with a molecular hydrogen concentration of less than 500 ppm, which is fed to an external regenerator via line 76. Contacting or flushing the catalyst with isobutane through line 76 prevents or at least minimizes the ingress of molecular hydrogen into the riser 20 along line 46 and any saturation of olefins. If the alkylation catalyst does not promote the hydrogenation of olefins, then the considered washing step may be omitted. Layer 42 operates in the liquid phase. The incoming liquid isobutane with a molecular hydrogen concentration of less than 500 ppm is uniformly distributed over layer 42 using an annular deflector 45. Isobutane and purifying hydrogen gradually leave the upper part of layer 42 and finally from the external regenerator 40 along line 43.

Слои 42 и 43 подвергаются псевдоожижению, по меньшей мере, до точки минимального ожижения с целью обеспечения неподвижного или подвижного псевдоожиженного слоя. В условиях периодического режима работы внешнего регенератора 40 слои 42 и 43 в ходе промывки и жесткой регенерации функционируют как неподвижный или псевдоожиженный слой.The layers 42 and 43 are subjected to fluidization, at least to the point of minimum fluidization in order to provide a fixed or moving fluidized bed. Under the conditions of the periodic operating mode of the external regenerator 40, the layers 42 and 43 during washing and hard regeneration function as a fixed or fluidized bed.

Линия 46 обеспечивает вывод катализатора, подвергнутого жесткой регенерации, из внешнего регенератора 40 со скоростью, предпочтительно близкой скорости введения катализатора во внешний регенератор 40, но которая может колебаться в течение коротких периодов времени. Охладитель катализатора, находящийся ниже слоя 42 во внешнем регенераторе 40 или размещенный в линии 46, способен охлаждать катализатор до температуры ниже 38°С. Катализатор, подвергнутый жесткой регенерации, перемешивается в линии 46 с катализатором, подвергнутым мягкой регенерации, подаваемом по запасной линии 19.Line 46 provides the output of the catalyst, subjected to hard regeneration, from the external regenerator 40 with a speed preferably close to the rate of introduction of the catalyst into the external regenerator 40, but which can fluctuate for short periods of time. The catalyst cooler, located below the layer 42 in the external regenerator 40 or placed in line 46, is capable of cooling the catalyst to a temperature below 38 ° C. The hard regenerated catalyst is mixed in line 46 with the soft regenerated catalyst fed through the spare line 19.

Для циркуляции катализатора через внешний регенератор 40 может потребоваться его нагревание или охлаждение. В соответствие с сервисными требованиями может оказаться необходимым отвод тепла реакции алкилирования. Использование секции регенерации продуктов процесса может обеспечить интеграцию указанных действий. Так, например, холодильник может возвращать тепло от катализатора, подвергнутого жесткой регенерации, в секцию регенерации продукта. Кроме этого, такой холодильник может обеспечивать возврат тепла во внешний регенератор с целью нагрева катализатора, подвергаемого жесткой регенерации.For circulation of the catalyst through an external regenerator 40, it may be necessary to heat or cool it. In accordance with service requirements, it may be necessary to remove the heat of the alkylation reaction. The use of a process product regeneration section can provide integration of these actions. For example, a refrigerator may return heat from a hard regenerated catalyst to a product regeneration section. In addition, such a refrigerator can provide heat return to an external regenerator in order to heat the catalyst subjected to hard regeneration.

Аликвотные части эффлюента с жесткой регенерации, подаваемого по линии 49, и эффлюента мягкой регенерации, подаваемого по линии 39, в виде объединенного потока поступают по линии 52 в десорбер водорода 50. Десорбер водорода 50 обычно содержит элементы, контактирующие с жидкой фазой, например тарелки или насадку, и объединенный поток обычно поступает в десорбер водорода 50 в позиции, находящейся выше верхней границы или поверхности контактного элемента. В десорбере водорода осуществляется удаление молекулярного водорода из жидкого изобутана и жидких тяжелых соединений в ходе пропускания этих жидких сред вниз через десорбер водорода. Из опускающихся вниз жидких сред также десорбируется хлористый водород, являющийся менее летучим, чем молекулярный водород в условиях функционирования десорбера водорода 50. Молекулярный водород и хлористый водород выводятся из десорбера водорода 50 по линии 54 в виде потока, выходящего из верхней части десорбера. Поток, выходящий из верхней части десорбера, представляет собой газообразный или парообразный поток молекулярного водорода, хлористого водорода и изобутана, содержащий низкие концентрации алкилата и тяжелых соединений.Aliquots of the hard regeneration effluent fed through line 49 and the soft regenerated effluent fed through line 39 are fed via line 52 to the hydrogen desorber 50. The hydrogen desorber 50 typically contains elements in contact with the liquid phase, such as plates or nozzle, and the combined stream usually enters the hydrogen stripper 50 at a position located above the upper boundary or surface of the contact element. In the hydrogen stripper, molecular hydrogen is removed from the liquid isobutane and the liquid heavy compounds during the passage of these liquid media downward through the hydrogen stripper. Hydrogen chloride, which is less volatile than molecular hydrogen under the conditions of the functioning of the hydrogen stripper 50, is also desorbed from the downward liquid media. Molecular hydrogen and hydrogen chloride are removed from the hydrogen stripper 50 via line 54 in the form of a stream exiting from the upper part of the stripper. The stream leaving the top of the stripper is a gaseous or vaporous stream of molecular hydrogen, hydrogen chloride and isobutane containing low concentrations of alkylate and heavy compounds.

Поток, выходящий из верхней части десорбера, может рециркулироваться в слой 26, 43 или в оба указанных слоя. Часть, предпочтительно аликвотная часть, потока, выходящего из верхней части десорбера по линии 54, подается по линии 56 и объединяется с кондиционированным молекулярным водородом, поступающим в процесс по линии 80 с образованием объединенного потока 86. В свою очередь, объединенный поток, подаваемый по линии 86, объединяется с рециркулирующей частью эффлюента мягкой регенерации в линии 41, в результате чего образуется поток, подаваемый по линии 84 в слой 26. Аналогично другая аликвотная часть потока, выходящего из верхней части десорбера по линии 54, подается по линии 62, объединяется с молекулярным водородом, поступающим в процесс по линии 60, и в результате формируется объединенный поток, проходящий по линии 66. Далее объединенный поток смешивается в линии 51 с рециркулирующей частью эффлюента со стадии жесткой регенерации, в результате чего в линии 53 формируется поток, который подается в слой 43.The stream exiting the top of the stripper can be recycled to layer 26, 43, or both. A portion, preferably an aliquot, of the stream leaving the top of the stripper via line 54 is fed through line 56 and combines with the conditioned molecular hydrogen entering the process through line 80 to form a combined stream 86. In turn, the combined stream supplied through line 86, combines with the recycle portion of the soft regeneration effluent in line 41, resulting in a stream supplied via line 84 to layer 26. Similarly, another aliquot of the stream exiting the top of the stripper along the line 54, is supplied via line 62, combined with molecular hydrogen entering the process via line 60, and as a result, a combined stream is formed, passing through line 66. Next, the combined stream is mixed in line 51 with the recycle part of the effluent from the hard regeneration stage, as a result of which line 53 forms a stream, which is supplied to layer 43.

Из нижней части десорбера водорода 50 по линии 55 выводится жидкофазный поток. Поток, выходящий из нижней части десорбера водорода, содержит изобутан и углеводороды более тяжелые, чем изобутан, включающие пентаны, алкилат и тяжелые соединения. В десорбере водорода 50 происходит десорбция, по меньшей мере, части молекулярного водорода из нисходящего потока жидкости, в результате чего нижний поток из десорбера водорода, выходящий по линии 55, обычно имеет более низкую концентрацию молекулярного водорода, чем в объединенном потоке, поступающем в десорбер водорода по линии 52. Одна часть потока из нижней части десорбера может подаваться по линии 57 и распределяться между необязательным рибойлером и линией 61. Рибойлер 59 обеспечивает тепло, необходимое для десорбции водорода в десорбере 50.A liquid phase stream is discharged from the bottom of the hydrogen stripper 50 via line 55. The stream leaving the bottom of the hydrogen stripper contains isobutane and heavier hydrocarbons than isobutane, including pentanes, alkylate and heavy compounds. At least a portion of molecular hydrogen is desorbed in the hydrogen stripper 50 from the downward liquid stream, with the result that the lower stream from the hydrogen stripper leaving line 55 typically has a lower concentration of molecular hydrogen than in the combined stream entering the hydrogen stripper along line 52. One part of the flow from the bottom of the stripper can be fed through line 57 and distributed between the optional riboiler and line 61. Riboiler 59 provides the heat needed to desorb hydrogen to the stripper 50.

Другая часть нижнего потока из десорбера пропускается через линию 58, объединяется с эффлюентом из реактора, проходящим по линии 34, и объединенный поток поступает в колонну 70 для регенерации алкилатного продукта. Объединенный поток, поступающий по линии 64, содержит алкилат, тяжелые соединения, изобутан, хлористый водород и следовые количества водорода. В колонне 70 регенерации алкилата осуществляется отделение изобутана от нормального бутана и тяжелых жидких углеводородов, включая алкилат, причем такую колонну называют «изостриппером». Сырые бутаны, содержащие изобутан и нормальный бутан, подаются в изостриппер 70 по линии 72. Изостриппер 70 выполняет функцию ректификационной колонны с секцией десорбции и секцией рефктификации и обычно содержит примерно 60-80 тарелок в расчете на 60-90% эффективность тарелки. Боковой поток нормального бутана отводится по линии 75 с боковой тарелки, расположенной между питающей тарелкой и нижней частью изостриппера 70. Верхний поток из изостриппера 70, содержащий изобутан и хлористый водород, отводится по линии 63. Обычно конденсация большей части верхнего потока происходит в конденсаторе 65, после чего поток поступает по линии 66 в ресивер 69 с целью разделения парожидкостной фазы. Верхний паровой поток из ресивера 67, содержащий хлористый водород, углеводороды легче изобутана, водород в случае его присутствия и любые другие несконденсированные компоненты, отводится по линии 69. По линии 68 выводится верхний поток жидкости, содержащий изобутан и молекулярный водород в количестве менее 500 мол.ч./млн, который обычно содержит хлористый водород. Аликвотная часть верхнего жидкостного потока поступает по линии 70 в изостриппер 70, а оставшаяся аликвотная часть поступает по линии 83. Аликвотная часть, поступающая по линии 83, дополнительно распределяется по линиям 76 и 78 на аликвотные части, поступающие во внешний регенератор 40, реактор с вертикальной трубой 20 и слой 22 по линиям 14 и 82.Another portion of the bottom stream from the stripper is passed through line 58, combined with the effluent from the reactor passing through line 34, and the combined stream enters the column 70 for regeneration of the alkylate product. The combined stream through line 64 contains alkylate, heavy compounds, isobutane, hydrogen chloride and trace amounts of hydrogen. In the alkylate regeneration column 70, isobutane is separated from normal butane and heavy liquid hydrocarbons, including alkylate, moreover, such a column is called an “isostripper”. Crude butanes containing isobutane and normal butane are fed to isostripper 70 via line 72. Isostripper 70 functions as a distillation column with a desorption section and a rectification section and usually contains about 60-80 plates per 60-90% plate efficiency. The side stream of normal butane is discharged along line 75 from the side plate located between the feed plate and the bottom of the isostripper 70. The top stream from the isostripper 70 containing isobutane and hydrogen chloride is discharged along line 63. Typically, most of the top stream is condensed in a condenser 65. after which the stream enters through line 66 to the receiver 69 in order to separate the vapor-liquid phase. The upper vapor stream from receiver 67 containing hydrogen chloride, hydrocarbons are lighter than isobutane, hydrogen, if any, and any other non-condensed components are discharged along line 69. Line 68 displays the upper liquid stream containing isobutane and molecular hydrogen in an amount of less than 500 mol. ppm, which usually contains hydrogen chloride. An aliquot of the upper liquid stream enters the isostripper 70 through line 70, and the remaining aliquot enters through line 83. The aliquot that enters through line 83 is further distributed along lines 76 and 78 to aliquots entering the external regenerator 40, a vertical reactor pipe 20 and layer 22 along lines 14 and 82.

Нижний алкилатсодержащий поток, выходящий из изостриппера 70, отводится по линии 71. По линии 74 регенерируется чистый алкилированный продукт из части потока, выходящего снизу изострппера, проходящего по линии 73 через рибойлер 77 и по линии 79.The lower alkylate-containing stream leaving the isostripper 70 is discharged through line 71. Line 74 regenerates the pure alkylated product from a portion of the stream leaving the bottom of the isostrpper passing through line 73 through riboiler 77 and via line 79.

Согласно одному из вариантов технологической схемы не показанному на фигуре 1, поток, выходящий из нижней части десорбера по линии 54, вначале поступает в холодильник, в котором конденсируется изобутан. Затем поток, выходящий из холодильника, представляющий собой смесь молекулярного водорода, хлористого водорода и сконденсированного изобутана, подается в верхний ресивер, в котором происходит разделение паровой и жидкой фазы. Паровую фазу, в основном содержащую молекулярный водород и хлористый водород, рециркулируют в слой 26 и/или 43, а жидкий изобутан может подаваться в слой 26 и/или 42, реактор-стояк 20, или в другую позицию технологического процесса, требующую присутствия жидкого изобутана, например поступать в виде флегмы в десорбер водорода. Такой вариант позволяет рециркулировать десорбированный изобутан независимо от десорбированного молекулярного водорода и хлористого водорода и обеспечивает, если желательно, очень низкое содержание молекулярного водорода в нижнем потоке из десорбера водорода. В этом случае десорбер водорода функционирует в условиях жесткой десорбции, в результате чего из нижнего потока десорбера водорода десорбируется и поступает в верхний поток не только большее количество молекулярного водорода, но и больше изобутана. Таким образом, использование системы холодильник/ресивер сверху от десорбера водорода обеспечивает отделение десорбированного изобутана от десорбированного молекулярного водорода и хлористого водорода.According to one embodiment of the process flow diagram not shown in FIG. 1, the stream exiting from the bottom of the stripper via line 54 initially enters a refrigerator in which isobutane is condensed. Then the stream leaving the refrigerator, which is a mixture of molecular hydrogen, hydrogen chloride and condensed isobutane, is fed into the upper receiver, in which the vapor and liquid phases are separated. The vapor phase, mainly containing molecular hydrogen and hydrogen chloride, is recycled to bed 26 and / or 43, and liquid isobutane can be fed to bed 26 and / or 42, riser 20, or to another process position requiring the presence of liquid isobutane , for example, in the form of reflux into a hydrogen stripper. This option allows the recycled isobutane to be recycled independently of the desorbed molecular hydrogen and hydrogen chloride and provides, if desired, a very low molecular hydrogen content in the lower stream from the hydrogen stripper. In this case, the hydrogen stripper functions under conditions of severe desorption, as a result of which not only a greater amount of molecular hydrogen, but also more isobutane is desorbed from the lower stream of the hydrogen stripper and enters the upper stream. Thus, the use of the refrigerator / receiver system from the top of the hydrogen stripper ensures separation of the stripped isobutane from the stripped molecular hydrogen and hydrogen chloride.

На фигуре 2 изображено другое воплощение настоящего изобретения, в котором катализатор в зоне жесткой регенерации внешнего регенератора 40 контактирует с паровой фазой регенерационного потока. Соответствующие цифры на фигурах 1 и 2 имеют одинаковое значение. Как изображено на фигуре 2, в непоказанных на рисунке нагревателях происходит испарение изобутана, который поступает во внешний регенератор по линиям 53 и 76. Парофазный эффлюент выходит из зоны жесткой регенерации по линии 48. Поток, выходящий из зоны мягкой регенерации по линии 39, и поток, выходящий из зоны жесткой регенерации по линии 49, независимо подаются в десорбер водорода 50. Часть жидкого эффлюента из зоны мягкой регенерации поступает в верхнюю часть десорбера водорода 50, часть парофазного эффлюента из зоны жесткой регенерации поступает в нижнюю часть десорбера водорода 50. Точка ввода части эффлюента мягкой регенерации предпочтительно расположена выше первой тарелки, а точка ввода части эффлюента жесткой регенерации находится ниже половины высоты тарелки.Figure 2 shows another embodiment of the present invention, in which the catalyst in the hard regeneration zone of the external regenerator 40 is in contact with the vapor phase of the regeneration stream. The corresponding numbers in figures 1 and 2 have the same meaning. As shown in FIG. 2, in the heaters not shown in the figure, isobutane evaporates, which enters the external regenerator along lines 53 and 76. The vapor-phase effluent leaves the hard regeneration zone along line 48. The stream leaving the soft regeneration zone along line 39 and leaving the hard regeneration zone via line 49 is independently fed to a hydrogen stripper 50. Part of the liquid effluent from the soft regeneration zone enters the upper part of the hydrogen stripper 50, and a part of the vapor-phase effluent from the hard regeneration zone at the bottom of the hydrogen stripper 50. The entry point of a portion of the soft regeneration effluent is preferably located above the first plate, and the entry point of a portion of the hard regeneration effluent is below half the height of the plate.

ПРИМЕРEXAMPLE

В соответствие с вариантом, изображенным на фигуре 1, олефиновое и парафиновое сырье, имеющие состав, представленный в таблице 1, подается в зону реакции алкилирования, в которой используется твердый катализатор алкилирования, в результате чего образуется эффлюент реакции, имеющий состав, приведенный в таблице 2. Твердый катализатор алкилирования регенерируют в зоне мягкой регенерации и в зоне жесткой регенерации, а эффлюенты, имеющие составы, приведенные в таблице 2, выводят из указанных зон. Эффлюенты из регенерационных зон поступают в десорбер водорода, в котором образуется верхний поток и нижний поток, имеющие составы, приведенные в таблице 2. 99% Молекулярного водорода и 40-60% хлористого водорода, поступающих в десорбер водорода с эффлюентами из зон регенерации, выходят с верхним потоком из десорбера, причем оставшаяся часть введенного молекулярного водорода и хлористого водорода отводятся с нижним потоком из десорбера водорода. Эффлюент из реактора и нижний поток из десорбера водорода объединяются в общий сырьевой поток, имеющий состав, приведенный в таблице 2, и подаются в изостриппер. Поскольку объединенный поток, подаваемый в изостриппер частично формируется из нижнего потока, выходящего из десорбера водорода, который содержит только 0,02% мол. водорода, а не из эффлеюнта мягкой регенерации (2,3% мол. водорода) или эффлюента жесткой регенерации (2,8% водорода), объединенный поток, поступающий в изостриппер, имеет низкую концентрацию молекулярного водорода (всего 0,006% мол.). Соответственно отпадает необходимость в проектировании и эксплуатации изостриппера, предназначенного для отделения больших количеств молекулярного водорода от поступающих в него углеводородов, с целью предотвращения попадания молекулярного водорода в зону реакции алкилирования.In accordance with the variant shown in figure 1, olefin and paraffin feedstock having the composition shown in table 1, is fed into the alkylation reaction zone, which uses a solid alkylation catalyst, resulting in the formation of a reaction effluent having the composition shown in table 2 A solid alkylation catalyst is regenerated in the soft regeneration zone and in the hard regeneration zone, and effluents having the compositions shown in Table 2 are removed from these zones. Effluents from the regeneration zones enter the hydrogen stripper, in which an upper stream and a lower stream are formed, having the compositions shown in Table 2. 99% of molecular hydrogen and 40-60% of hydrogen chloride entering the hydrogen stripper with effluents from the regeneration zones the upper stream from the stripper, and the remaining part of the introduced molecular hydrogen and hydrogen chloride are discharged with the lower stream from the hydrogen stripper. The effluent from the reactor and the bottom stream from the hydrogen stripper are combined into a common feed stream having the composition shown in table 2 and fed to the isostripper. Since the combined stream supplied to the isostripper is partially formed from the lower stream leaving the hydrogen stripper, which contains only 0.02 mol%. hydrogen, and not from the effluent of soft regeneration (2.3 mol% of hydrogen) or the effluent of hard regeneration (2.8% of hydrogen), the combined stream entering the isostripper has a low concentration of molecular hydrogen (only 0.006 mol%). Accordingly, there is no need to design and operate an isostripper designed to separate large quantities of molecular hydrogen from hydrocarbons entering it, in order to prevent molecular hydrogen from entering the alkylation reaction zone.

Таблица 1Table 1 Состав подаваемого сырья -% мол.The composition of the feedstock -% mol. Олефиновое сырьеOlefin feed Парафиновое сырьеParaffin raw materials Молекулярный водородMolecular hydrogen -- 0,0270,027 Хлористый водородHydrogen chloride -- 0,20.2 МетанMethane -- 0,20.2 ЭтанEthane -- 0,60.6 ПропанPropane 0,10.1 8,48.4 ПропенPropene 0,20.2 -- БутаныBhutan 34,434,4 89,789.7 БутеныButenes 44,844.8 -- ПентаныPentanes 12,312.3 0,80.8 ПентеныPentenes 8,08.0 -- Гексаны и тяжелые углеводородыHexanes and heavy hydrocarbons 0,20.2 0,10.1 ВсегоTotal 100,0100.0 100,0100.0

Таблица 2table 2 Состав потоков -% мол.The composition of the flows -% mol. ПотокFlow Эффлюент из реактораReactor effluent Эффлюент мягкой регенерацииSoft Regeneration Effluent Эффлюент жесткой регенерацииHard regeneration effluent Верхний поток из десорбера водородаHydrogen stripper overhead stream Нижний поток из десорбера водородаHydrogen stripper bottom stream Объединенный поток, поступающий в изострипперThe combined stream entering the isostripper № линии на фигуре 1Line No. in Figure 1 3434 3939 4949 5454 5555 6464 ВодородHydrogen -- 2,32,3 2,82,8 34,734.7 0,0200,020 0,0060.006 Хлористый водородHydrogen chloride 0,10.1 0,30.3 0,30.3 1,91.9 0,20.2 0,10.1 УглеводородыHydrocarbons 99,999.9 97,497.4 96,996.9 63,463,4 99,899.8 99,999.9 ВсегоTotal 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0 100,0100.0

Claims

1. The method of alkylation of paraffins with olefins, comprising the following stages:

a) feeding a first feed stream containing a paraffin alkylation substrate and a second feed stream containing an olefin alkylating agent to an alkylation reaction zone operating under alkylation conditions selected to allow a reaction to occur between the paraffinic alkylation substrate and the olefin alkylating agent in the presence of solid catalyst with the formation of alkylate, and the alkylation conditions include the deposition of heavy compounds on a solid catalyst in the zone p alkylating action, and deriving from the alkylation reaction zone an alkylation reaction effluent comprising the alkylate and the paraffinic alkylation substrate;

b) withdrawing a first catalyst stream containing a solid catalyst with heavy hydrocarbon deposits from the alkylation reaction zone, feeding at least a portion of the first catalyst stream to the first regeneration zone, contacting the solid catalyst containing heavy hydrocarbon deposits with molecular hydrogen in the first zone regeneration under the conditions of the first regeneration, selected in such a way as to remove at least part of the heavy compounds from the solid catalyst with deposits of heavy hydrocarbons and, according to at least partially regenerate a solid catalyst with heavy hydrocarbon deposits;

c) withdrawing a second catalyst stream containing at least partially regenerated solid catalyst from the first regeneration zone and passing at least a portion of the second catalyst stream into the alkylation reaction zone;

d) withdrawing the effluent from the first regeneration step containing molecular hydrogen and heavy compounds from the first regeneration zone, passing at least a portion of the first regeneration effluent into the hydrogen fractionation zone and regenerating from the hydrogen fractionation zone a hydrogen-rich stream having a first molecular concentration hydrogen, and a hydrogen-depleted stream containing heavy compounds and having a second concentration of molecular hydrogen that is less than the first concentration of molecular hydrogen and;

e) passing at least a portion of the hydrogen rich stream into the first regeneration zone,

f) feeding at least a portion of the alkylation reaction effluent and at least a portion of the hydrogen depleted stream to the alkylate fractionation zone and withdrawing from the alkylate fractionation zone a recycle stream containing a paraffinic alkylation substrate;

g) forming a first feed stream from at least a portion of the recycle stream and

h) alkylate regeneration from the alkylate fractionation zone.

2. The method according to claim 1, in which the solid catalyst contains a halide, the effluent of the alkylation reaction includes halogen-containing compounds, and the recycle stream includes halogen-containing compounds.

3. The method according to claim 1, in which the effluent of the first regeneration has a molecular hydrogen concentration above 0.5 mol.%.

4. The method according to claim 1, in which the molar ratio between the amount of molecular hydrogen in the first feed stream and the amount of olefinic alkylating agent in the second feed stream is less than 0.01.

5. The method according to claim 1, wherein the number of moles of molecular hydrogen in the first feed stream is less than 1% of the mole fraction of carbon-carbon double bonds in the olefinic alkylating agent in the second feed stream.

6. The method according to claim 1, wherein the hydrogen depleted stream has a molecular hydrogen concentration of less than 1 mol%, and the recycle stream has a molecular hydrogen concentration of less than 500 mol ppm.

7. The method according to claim 1, wherein the first regeneration effluent comprises halogen-containing compounds, wherein 30-60% of the halogen-containing compounds contained in at least a portion of the first regeneration effluent are regenerated from the hydrogen fractionation zone in a stream enriched with hydrogen.

8. The method according to claim 1, in which the conditions of the first regeneration include the presence of at least partially a liquid phase.

9. The method according to claim 1, wherein the halogen is fluoride, chloride or bromide, and the halogen-containing compounds are hydrogen fluoride, hydrogen chloride and hydrogen bromide.

10. The method according to claim 1, in which the paraffinic alkylation substrate comprises paraffin selected from the group consisting of 2-methylpropane, 2-methylbutane, 2,3-dimethylbutane, 2-methylpentane and 3-methylpentane, and the olefin alkylating agent includes an olefin selected from the group consisting of ethylene, propylene, 1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene and isobutene.

11. The method according to claim 1, in which the third catalyst stream containing a solid catalyst with deposits of heavy hydrocarbons is removed from the alkylation reaction zone, at least a portion of the third catalyst stream is supplied to the second regeneration zone, molecular hydrogen is in contact with the solid catalyst, containing deposits of heavy hydrocarbons in the second regeneration zone under conditions of the second regeneration in order to remove at least part of the deposits of heavy compounds from the surface of a solid catalyst containing such deposits of at least partial regeneration of the solid catalyst with deposits of heavy compounds, the fourth catalyst stream containing at least partially regenerated solid catalyst is withdrawn from the second regeneration zone, at least part of the fourth catalyst stream is fed to the reaction zone alkylation, the second regeneration effluent containing molecular hydrogen and heavy compounds is removed from the second regeneration zone and at least part of the second regeneration effluent is fed to the fractionation zone hydrogen.

12. The method according to claim 11, in which the conditions of the first regeneration include the temperature of the first regeneration from 10 to 300 ° C, and the conditions of the second regeneration include the temperature of the second regeneration from 80 to 500 ° C, which is higher than the temperature of the first regeneration.