碳四烷基化工艺指南
C4烷基化原料选择加氢技术简介
C4烷基化原料选择加氢技术简介郝树仁一、烷基化流程简述装置由原料加氢精制、反应、制冷压缩、流出物精制和产品分馏及化学处理等几部分组成。
1）原料加氢精制自MTBE来的未反应C4馏分经凝聚脱水器脱除游离水后进入原料缓冲罐，经泵抽出换热、加热到反应温度后与来自系统的氢气在静态混合器中混合，进入加氢反应器底部床层，反应物从反应器顶部出来，与加氢裂化液化气（来自双脱装置，进入缓冲罐，经泵抽出）混合进入脱轻烃塔（脱除C3以下轻组分和二甲醚）。
塔顶轻组分经冷凝器冷凝，进入回流罐，不凝气排至燃料气管网，冷凝液部分顶回流，部分作为液化气送出装置。
塔底C4馏分经换热、冷却至40℃进入烷基化部分。
2）反应部分烯烃与异丁烷的烷基化反应，主要是在酸催化剂的作用下，二者通过中间反应生成汽油馏分的过程。
C4馏分与脱异丁烷塔来的循环异丁烷混合经换冷至11℃，经脱水器脱除游离水（10ppm）后与闪蒸罐来的循环冷剂直接混合，温降至3℃分两路进入烷基化反应器。
反应完全的酸-烃乳化液经一上升管直接进入酸沉降器，分出的酸液循下降管返回反应器重新使用，90%浓度废酸排至废酸脱烃罐，从酸沉降器分出的烃相流经反应器内的取热管束部分汽化，汽-液混合物进入闪蒸罐。
净反应流出物经泵抽出经换热、加热至约31℃去流出物精制和产品分馏部分继续处理。
循环冷剂经泵抽出送至反应进料线与原料C4直接混合，从闪蒸罐气相空间出来的烃类气体至制冷压缩机。
3）制冷压缩部分从闪蒸罐来的烃类气体进入压缩机一级入口，从节能罐顶部来的气体进入二级入口，上述气体被压后进入节能罐,在其内闪蒸,富含丙烯的气体返回压缩机二级入口液体去闪蒸罐,经降压闪蒸温度降低出至抽出丙烷碱洗罐碱洗，以中和可能残留的微量酸，从罐抽出的丙烷经丙烷脱水器脱水后送出装置4）流出物精制和产品分馏部分目的是脱除酸脂（99.2%的硫酸+12%的NaOH）。
换热后的反应流出物进入酸洗系统,与酸在酸洗混合器内进行混合后,进入流出物酸洗罐，绝大部分酸脂被吸收。
碳四烷基化工艺指南
碳四烷基化工艺指南烷基化装置1、烷基化工艺采用硫酸为催化剂的硫酸烷基化工艺1) 原料(1) 不同烯烃原料的影响在硫酸烷基化反应条件下，大部分1-丁烯可以异构化为2-丁烯，使得烷基化产品的辛烷值得以提高。
(2) 原料中杂质的影响及其脱除方法大多数原料中的杂质在硫酸烷基化反应后进入酸相，使得硫酸被污染，从而降低了硫酸的催化活性。
①乙烯假如气体分馏装置未能很好的除去C2时，乙烯就可能被引入烷基化装置。
在硫酸催化时，由于乙烯不会与异丁烷反应发生烷基化反应，当乙烯进入烷基化反应器时，乙烯与硫酸生成呈弱酸性的硫酸氢乙酯，这个硫酸氢乙酯不再作为烷基化的催化剂使用。
这种乙烯杂质的影响还具有累积性，因此，即使原料中含有痕量的乙烯，也能造成每天数百公斤的乙烯进入酸相，从而出现数吨甚至十余吨的废酸。
假如突然有相当量的乙烯进入到烷基化反应器中，这些乙烯对酸的影响可以使烷基化反应不再发生，甚至发生叠合反应。
②丁二烯假如催化装置或焦化装置的裂化深度相当深，那么就可能在液化气中找到相当量的丁二烯，这些丁二烯也是不能发生烷基化反应的，它们与酸接触后新生成的反应产物也是酸溶性的。
与乙烯相比，丁二烯更难以用分馏的方法从烷基化原料中除去。
因此，当上游裂化装置的裂化深度无法改变的时候，可以考虑用选择性加氢的方法将丁二烯转化为丁烯。
③水水能造成硫酸的稀释是不言而喻的。
因此要重视烷基化原料中水的影响。
液化气中的水在呈溶解状态时大约在500ppm左右。
更应当引起重视的是C4馏分携带的超过饱和状态的游离水，上游装置操作不当可能使C4馏分所携带游离水的量是溶解水的几倍，对酸的稀释速度相当快。
脱除这种携带水的办法是在烷基化原料进装置前先进入一个填料容器，使携带的细小的水珠聚集后分离出去。
如果在进入填料分水器之前先用反应物冷却一下进料的物流，其效果就会更好。
从分馏部分循环到反应部分的异丁烷也可能携带相当数量的水分，为了干燥这部分异丁烷，可以将这个物流与废酸相接触，这种干燥法既经济效果又好。
烷基化操作规程 (1)
烷基化操作规程流出物制冷硫酸法烷基化装置操作手册目录第一章、工艺简介第二章、工艺原理第三章、操作原理第四章、开停工指南第五章、硫酸安全使用手册第六章、化验分析手册第七章、故障及分析第一章工艺简介本章内容主要介绍烷基化过程中的基本化学原理，讨论对产品质量有较大影响的操作变量。
烷基化反应实在强酸存在的条件下轻烯烃（C3、C4、C5）和异丁烷的化学反应。
虽然烷基化反应在没有催化剂存在时在高温下也可以发生，但是目前投入工业运行的主要的低温烷基化装置仅以硫酸或者氢氟酸做催化剂。
一些公司正在继续致力于固体酸催化剂烷基化装置的工业化。
烷基化过程发生的反应较为复杂，产品沸点范围较宽。
选择合适的操作条件，大多数产品的馏程能够达到所期望的汽油馏程，马达法辛烷值范围88~95，研究法辛烷值范围93~98。
STRATCO流出物制冷硫酸法烷基化工艺极其专利反应设备（STRATCO接触式反应器）的设计可促进烷基化反应、抑制副反应如聚合反应的发生。
副反应提高了酸消耗量，并造成产品干点升高、辛烷值降低。
本章的其余部分将对影响烷基化产品质量的烷基化反应化学原理及其工艺变量进行讨论。
A.化学原理在STRATCO烷基化工艺中，烯烃与异丁烷在硫酸催化剂存在的情况下发生反应，形成烷基化物——一种汽油调和组分。
进料中存在的正构烷烃不参加烷基化反应，但会在反应区域内起到稀释剂的作用。
下列化学式即可表示理想的C3、C4、C5烯烃的烷基化反应：CH3 CH3H2SO4H C CH3 +CH2 = C CH3CH3 C CH2CH CH3CH3 CH3 CH3 CH3实际的反应要复杂的多。
这些反应在酸连续相乳化液进行，在乳化液中烯烃与异丁烷接触。
酸/烃乳化液通过在STRATCO的专利设备——接触式反应器中对酸烯烃混合物剧烈搅拌得到。
STRATCO烷基化反应工艺使用硫酸作为催化剂。
根据定义，催化剂可以加快化学反应，但自身不发生变化。
然而，在硫酸烷基化工艺中，必须连续的向系统中加入硫酸。
烷基化操作规程
烷基化装置操作规程目录第一章 (4)第二章 (4)2.1 工艺原理 (4)2.2 工艺说明 (5)2.3 原料规格 (11)2.4 产品规格 (14)2.5 界区条件 (15)2.6 公用工程要求 (15)2.7 开车对工艺化学品的要求 (18)2.8 排放物和副产品 (19)2.9 设计考虑 (21)第三章 (22)3.1 烃类原料污染物的影响 (22)3.2 装置进料成分敏感度： (22)3.3 正操操作和控制 (22)第四章 (33)4.1 推荐的样品分析方法 (33)4.2 分析仪一览表 (34)4.3 取样一览表 (34)第五章 (37)5.1 安全淋浴器和洗眼器 (37)5.2 防火系统 (38)5.3 化学品处理和循环 (38)5.4 压力排放系统 (39)第六章 (40)6.0 开车步骤 (40)6.1 公用工程系统 (40)236.2 单机试车（预试车）和准备 (42)6.3 CDAIky装置钝化工艺 (44)6.4 正常开车 (46)第七章 (53)7.0 停车步骤 (53)7.1 从正常操作到全面停车程序 (54)7.2 短期停车 (60)7.3 长期停车 (62)7.4 事故停车步骤： (64)第八章 (65)8.1 反应危害 (65)第一章序言本手册含有烷基化工艺方面包括操作条件和生产能力在内的保密信息。
这些信息不能泄露给未经授权的人员。
本手册还提供了装置系统方和操作程序方面的信息，该手册的目的主要是为操作人员在进行装置详细操作手册准备和编制。
第二章工艺原理2.1 工艺简述该工艺涉及的反应是烯烃同异丁烷的烷基化反应。
同时副反应中有副产品产出。
烷基化初级烷基化反应涉及异丁烷同烯烃、如丁烯的反应，使用硫酸作为催化剂生成高辛烷值的三甲基戊烷异构物。
通常三甲基戊烷异构物被称之为烷基化油。
i-C4+C4H8→2,2,4-三甲基戊烷类似的反应也在异丁烷和其他烯烃如丙烯和戊烷之间发生，分别生成庚烷和壬烷异构物，但是就低选择性生产高辛烷值产品而言，选择丁烯进料更适宜。
烷基化工艺作业安全操作规程标准版本
文件编号：RHD-QB-K9719 （操作规程范本系列）编辑：XXXXXX查核：XXXXXX时间：XXXXXX烷基化工艺作业安全操作规程标准版本烷基化工艺作业安全操作规程标准版本操作指导：该操作规程文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。
，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。
1.烷基化引入有机化合物分子中的碳、氮、氧等原子上的反应称为烷基化反应。
涉及烷基化反应的工艺过程为烷基化工艺，可分为C-烷基化反应、N-烷基化反应、O-烷基化反应。
2.反应介质具有自然危险性，应注意管道运输，系统开停车，升温速率，升压速率。
3.烷基化催化剂具有自然危险性，遇水剧烈反应，放出大量热量，容易引起火灾甚至爆炸；应特别注意催化剂的安装，和定期更换。
4.烷基化反应都是在加热条件下进行，原料、催化剂、烷基化剂等原料次序颠倒、加料速度过快或者搅拌中断停止等异常现象容易引起局部剧烈反应，造成跑料，引起火灾或爆炸事故。
应特别注意必须控制反应速度。
5.烷基化反应釜内温度和压力；烷基化反应釜内搅拌速率；反应物料的流量及配比等。
6.反应物料的紧急切断系统；紧急冷却系统；安全泄放系统；可燃和有毒气体检测报警装置等。
7.将烷基化反应釜内温度和压力与釜内搅拌、烷基化物料流量、烷基化反应釜冷却水阀形成联锁关系，当烷基化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障时自动停止加料并紧急停车8.安全设施包括安全阀、爆破片、紧急放空阀、单向阀及紧急切断装置等。
9.应定期检查，并经常注意低压系统压力变化，以避免高压气体窜入低压系统引起物理爆炸。
若发现低压系统压力突然升高，而原因不明时，应作紧急停车处理。
10.要经常检查合成机工作内件的运转、密封、润滑情况，如发现撞击、震动、大量泄漏等异常现象，应及时处理，避免高压气体冲击发生着火和爆炸。
11. 操作人员要认真学习安全生产知识和消防安全知识，做到“三懂”、“三会”。
烷基化反应的安全设计及工艺操作—化学制药工艺学60
烷基化反应的安全设计及工艺操作—化学制药工艺学60有机物分子碳、氮、氧等原子上引入烷基，合成有机化学品的过程称为烷基化。
被烷基化物主要有烷烃及其衍生物、芳香烃及其衍生物。
通过烷基化，可形成新的碳碳、碳杂等共价键，从而延长了有机化合物分子骨架，改变了被烷基化物的化学结构，赋予了其新的性能，制造出许多具有特定用途的有机化学品。
因此其在药物合成中也有重要的应用价值。
1 烷基化反应的危险特征烷基化反应都是在加热条件下进行。
原料、催化剂、烷基化试剂加料顺序颠倒，烷基化加料过猛或中途停止搅拌，都可能会引起溢料，导致燃烧、爆炸等事故。
2 烷基化反应的安全设计根据烷基化反应危险特征采用相应的安全措施：（1）反应开始前用水蒸汽或氮气吹洗，按照原料、催化剂、烷基化试剂的次序加入，或按比例混配后投料。
（2）液态烷基化试剂要采用滴加法，宜设置双阀，并保护连续搅拌终点。
（3）固态烷基化试剂可分批投入，或者溶解后滴加。
3 烷基化反应的工艺操作（1）巴比妥原料的乙基化反应工艺操作：将丙二酸二乙酯)和乙醇钠加入反应器中，并在 50 o C下保持20分钟。
然后进一步加热混合物。
当温度升至80 o C时，向混合物中滴加溴乙烷同时保持剧烈搅拌，反应3小时后，将溶液冷却至室温。
使用旋转蒸发仪蒸发未反应的醇。
粗品用无水硫酸钠干燥后减压蒸馏。
在300 kPa下在150 ~155 o C温度区间收集到的物质是所需的产物。
（2）百里香酚的合成百里香酚也称麝香草酚，具有特殊香气和甜的辛香风味，常用于配制胶姆糖、椒样薄荷、柑桔和蘑菇香等各种食用香精。
百里香酚不但能用作香料，又因为它具有防腐性，还可作为医疗药品，常应用在一些具有药用价值的口腔卫生品中，也可用来处理伤口，贮存解剖标本。
工艺操作：称取一定量的间甲酚放入三口烧瓶中，加入固体超强酸催化剂，将三口烧瓶置于微波反应器中反应，回流温度下，充分搅拌。
然后用恒压漏斗向三口烧瓶中滴加异丙醇，并开始计时，反应结束后过滤回收固体超强酸。
烷烃芳构化C_4烃芳构化烷基化反应工艺过程热力学分析
烷烃芳构化 C_4烃芳构化烷基化反应工艺过程热力学分析石油炼制与化工2008年1月PETROLEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS第39卷第1期C4烃芳构化烷基化反应工艺过程热力学分析袁本旺1,2,丁晓伟1,2,李吉春1,2,李长明2 (1.兰州交通大学化学…肉类食品进口清关完整流程一、办理进口肉类产品收货人备案资格申请单位向工商登记所在地的直属局（直属局一般将该工作委托给所在地的分之局）提交备案申请材料：1、进口肉类收货人备案申请表；2、企业法人营业执照（复印件）；3、组织机构代码证书（复印件…目录 1 设计依据.................................................................. 3 2 设计中采用的主要标准规范.............................…石油炼制与化工2008年1月PETROLEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS第39卷第1期C4烃芳构化烷基化反应工艺过程热力学分析袁本旺1,2,丁晓伟1,2,李吉春1,2,李长明2(1.兰州交通大学化学与生物工程学院,兰州730070;2.中国石油兰州化工研究中心)摘要以C4烃芳构化烷基化工艺研究为基础,对C4烃芳构化烷基化反应过程进行了热力学分析,并对反应过程的反应热进行了理论计算。
热力学分析结果表明,反应温度和氢气的存在是影响该过程的两个主要因素,随反应温度的提高,液相产物收率下降,而液相产物中芳烃含量则相应增大;临氢反应条件不但增加了催化剂的活性稳定性,延长了催化剂的使用寿命,物中烯烃的含量。
热力学计算结果为:C4kJ,反应过程的绝热温升为194.9℃。
关键词:C4烃芳构化烷基化反应1前言术。
源,的C4液化气作为原料进行芳构化和烷基化反应,生产高辛烷值汽油组分,优化了轻烃资源的利用,具有较好的工业应用前景。
但现有的芳构化技术由于反)、应温度高(480～560℃干气生成量大、液体收率低、催化剂的积炭失活速率较快、寿命短等原因,影响了其在工业上的应用[1～4]。
烷基化装置工艺流程说明
烷基化装置工艺流程说明本装置由原料加氢精制、反应、致冷压缩、流出物精制和产品分馏及化学处理等几部分组成，现分别简述如下：1．原料加氢精制自MTBE 装置来的未反应碳四馏分经凝聚脱水器（104-D-105）脱除游离水后进入碳四原料缓冲罐（104-D-101），碳四馏分由加氢反应器进料泵（104-P-101）抽出经碳四-反应器进料换热器（104-E-104）换热后，再经反应器进料加热器（104-E-101）加热到反应温度后与来自系统的氢气在静态混合器（104-M-101）中混合，混合后的碳四馏分从加氢反应器（104-R-101）底部进入反应器床层。
加氢反应是放热反应。
随混合碳四带入的硫化物是使催化剂失活的有害杂质。
催化剂失活后可用热氢气吹扫使其活化。
反应后的碳四馏分从加氢反应器顶部出来与加氢裂化液化气混合。
自液化气双脱装置过来的加氢裂化液化气进入加氢液化气缓冲罐（104-D-102），加氢裂化液化气由脱轻烃塔进料泵（104-P-102）抽出与反应器（104-R-101）顶部出来的碳四馏分混合后进入脱轻烃塔（104-C-101）。
脱轻烃塔（104-C-101）的任务是脱去碳四馏分中的碳三以下的轻组分，同时将二甲醚脱除。
脱轻烃塔是精密分馏的板式塔，塔顶压力控制在1.7MPa(g)。
塔顶排出的轻组分经脱轻烃塔顶冷凝器（104-E-103A/B）冷凝冷却后，进入脱轻烃塔回流罐（104-D-103）。
不凝气经罐顶压控阀（PIC-10401）后进入全厂燃料气管网。
冷凝液由脱轻烃塔回流泵（104-P-103）抽出，一部分做为（104-C-101）顶回流，另一部分作为液化气送出装置。
塔底抽出的碳四馏分经（104-E-104）与原料换热后再经碳四馏分冷却器（104-E-105）冷至40℃进入烷基化部分。
塔底重沸器（104-E-102）采用0.45MPa 蒸汽加热，反应器（104-R-101）进料加热器使用1.0MPa 蒸汽加热，凝结水都送至凝结水回收罐（104-D-304）回收。
烷基化工艺实训操作手册
烷基化工艺特种作业人员实训操作手册一、灭火器选择和使用安全操作步骤（1）准备工作：检査灭火器压力、铅封、出厂合格证、有效期、瓶体、喷管。
（2）火情判断：根据火情：选择合适灭火器迅速赶赴火场；正确判断风向。
（3）灭火操作：站在火源上风口；离火源3－5m距离迅速拉下安全环；手握喷嘴对准着火点，压下手柄，側身对准火源根部由近及远扫射灭火：在干粉将喷完前（3S）迅速撤离火场，火未熄灭应继续更换操作。
（4）检查确认：检查灭火效果：确认火源熄灭：将使用过的灭火器放到指定位置：注明已使用；报告灭火情况。
（5）清点收拾工具，清理现场。
二、正压式空气呼吸器的使用安全操作步骤（1）检查准备：检查高、低压管路连接情况；检查面罩视窗是否完好及其密封周边密闭性；检査减压阀手轮与气瓶连接是否紧密；检查气瓶固定是否牢靠；调整肩带、腰带、面罩束带的松紧程度，并将正压式呼吸器连接好待用；检査气瓶充气压力是否符合标准；检查气路管线及附件的密封情況；检查报警器灵敏程度；准备工作要在S分钟之内完成。
（2）佩戴过程：解开腰带扣，展开腰垫，手抓背架两侧，将装具举过头顶，身体稍前顺，两肘内收，使装具自然滑落于背部，按正确方法背好气瓶；手拉下肩带，调整装具的上下位置，使臀部承力，调整好位置；扣上腰扣，将腰带两伸出端向测后拉，收紧腰带；松开头跟带子，将头罩翻至面窗外部，外翻头罩；一只手抓住面窗突出部位将面罩置于面部，同时，另一只手将头罩后拉罩住头部，佩戴好面罩；两手抓住颈带两端向后拉，收紧颈带；两手抓住头带两端向后拉，收紧头带；手掌心捂住面罩接口，深吸一口气，应感到面窗向面部贴紧，检查完面罩的密封性；逆时针转动瓶阀手轮（至少两圈），完全打开瓶阀；使红色旋钮朝上，将供气阀与面窗对接并逆时针转动90°，正确安装好时，可听到卡滑入闩卡槽的“咔哒”声；（3）终止使用过程：捏住下面左右两侧的颈带扣环向前拉，即可松开颈带：然后同样再松开头带，将面罩从面部由下向上脱下，然后按下供气阀上部的橡胶保护罩节气开关，关闭供气阀，面罩内应没有空气流出；御下装具；顺时针旋转瓶阀手轮，关闭瓶阀；打开冲泄阀放掉空呼器系统管路中压缩空气，等到不再有气流后，关闭冲泄阀，完成系统放气。
离子液体C4烷基化技术介绍与其现有技术比较,工业化前景评述
中国石油大学绿色化工技术第五章课后作业离子液体C4烷基化技术介绍与其现有技术比较，工业化前景评述2019 6 1______年___月___日一、离子液体C4烷基化技术介绍1. C4烷基化反应机理[1]C4烷基化反应的原料通常是i-C04与丁烯（C= 4），以酸为催化剂的机理：（1）链引发阶段：C= 4 与H+发生加成反应，经重排或者异构化后生成稳定性较高的三级碳正离子（叔丁基碳正离子）；（2）链增长阶段：C4+与C= 4 发生亲电加成反应，通过碳链增长得到C8+；（3）链终止阶段，C8+与异丁烷叔碳上的活泼氢原子通过氢转移得到烷基化反应的主要产物2，2，4-三甲基戊烷（TMP），其研究法辛烷值（RON）为100，失去H+的i - C0 4 参与到下一次烷基化循环。
2. C4烷基化反应催化剂C4烷基化反应的核心是催化剂，传统催化剂主要有液体酸（硫酸、氢氟酸）和固体酸（分子筛、固体超强酸和负载杂多酸等）两大类。
C4烷基化反应为连续与竞争并存的快速反应且伴随着聚合、歧化、裂解等多种副反应，高性能的强酸性催化剂在整个反应中发挥着重要作用。
离子液体（ILs）作为酸性催化剂，可分为、Lewis 两大类，具有超酸性且酸强度可控。
单纯用ILs作为C4烷基化催化剂，除了氯铝酸类，其余均达不到反应的H0，几乎不能得到烷基化产物。
早期，Bui 等[2]以离子交换树脂或大孔磺酸树脂、[(HSO3SBu)MIM]HSO［41-甲基-3- （丁基-4-磺酸基）咪唑硫酸氢盐］和水为添加剂，与[OMIM]BrAlCl3（1-正辛基-3-甲基咪唑溴氯铝酸盐）可形成酸强度可控、选择性较好的催化体系，这是添加剂中的水与氯铝酸ILs共同作用的结果，但同时也会破坏氯铝酸ILs 的结构而导致催化剂失活。
孟祥海等[3]研究发现多数添加剂难与ILs形成均相催化体系，或是能均相催化但酸性中心在反应过程中易流失。
改性或功能化离子液体虽然可将H0提高，但同样也存在对空气、水敏感且使用寿命较短等不足，必然在应用中受到限制。
碳四生产烷基化汽油的杂质影响和处理工艺路线选择分析
碳四生产烷基化汽油的杂质影响和处理工艺路线选择分析摘要对碳四生产烷基化汽油的杂质影响和处理工艺技术等方面有效研究和分析，其中选择的处于工艺技术在我国国内的600kt/a异辛烷装置实施工业应用处理，在处理之后的烷基化原料中丁二烯和二甲醚等方面的含量都降低到50ppm 以下，而这和进料要求相符合。
同时，其1-丁烯异演化为2-丁烯的异构化率超出70%，丁烯收率则超过98%。
关键词碳四；烷基化汽油；杂质影响；处理工艺；路线选择碳四烷基化汽油本身具有含硫量比较低和无烯烃以及具有高辛烷值等特点，也是比较理想的汽油调和成分，在当前我国车用汽油标准得以升级的过程中，烷基化汽油受到关注和重视。
硫酸法烷基化汽油在生产的时候，其主要是将碳四中的异丁烷和丁烯等物质作为原料，在浓硫酸的作用中，会发生烷基化反应，最后生成异辛烷。
硫酸法烷基化对原料的质量也具有一定的要求，其中杂质含量需要得以严格控制，这些杂质中包含有丁二烯和水及硫化物等内容。
需要明确脱除这些杂质的原料预处理工艺路线[1]。
1 杂质对碳四生产烷基化汽油的影响1.1 丁二烯由于碳四原料的来源比较广泛，其中包含有0.2%-2.0%的丁二烯，在烷基化反应发生的时候，其中的丁二烯会生成分子量比较高的酸溶性油（ASO）。
而酸溶性油的存在会使得烷基化油的干点出现升高，而辛烷值和收率等出现降低。
对这些ASO分离处理的时候，会出现损失部分酸的现象，硫酸法烷基化工艺在具体实施的时候，其中丁二烯会消耗13.4kg的硫酸。
丁二烯会比较容易在烷基化催化剂的表现形成胶质物质，对催化剂孔道会堵塞，使得催化剂寿命减少。
因此，进入烷基化装置之间的丁二烯含量通常需要处于50ppm以下。
对碳四中丁二烯处理的时候，其比较常用的工艺为：催化剂和适当反应的情况下，选择性加氢对丁二烯脱除处理，促使部分的1-丁烯异构化逐渐转化为2-丁烯，这对于高烷基化油的辛烷值提升具有有利影响[2]。
1.2 二甲醚二甲醚是烷基化耗酸中的杂质，这一物质的存在容易降低烷基化油的收率和辛烷值等相关数值，在相关报道中，硫酸法烷基化过程中每千克二甲醚耗酸的量显示为11.1kg，二甲醚含量也主要是处于50ppm以下。
20101122--张睿碳四烷基化实验讲义
碳四烷基化实验实验教学讲义适用专业：化学工程与工艺实验学时：2执笔人：张睿一、实验的目的在石油炼制工业中，异丁烷与丁烯的烷基化（碳四烷基化、异丁烷烷基化）是生产清洁高辛烷值汽油调和组分的重要工艺过程之一。
通过试验，使学生了解和掌握碳四烷基化过程的基本原理与工艺流程，并能直观地观察得到的产品，激发学生的学习兴趣。
二、实验原理碳四烷基化主要是指异丁烷与丁烯的烷基化反应，是一种通过下式的化学反应将石油炼制过程中的碳四烃组分转化为碳八支链烷烃的催化反应过程：i-C4H10 + C4H8酸性催化剂i-C8H18（2-1）反应的实质是在酸性催化剂的存在下，把烷烃分子加到烯烃分子上的加成反应。
碳四烷基化反应是石油炼制工业中的一个重要的工艺过程。
异丁烷与丁烯在强酸催化剂下反应生成的碳八支链烷烃主要为三甲基戊烷（trimethylpentane，TMP）和二甲基己烷（dimethylhexane，DMH），同时生成少量的碳五到碳七轻组分与碳九以上重组分。
烷基化产物称为烷基化汽油或烷基化油。
烷基化油具有高辛烷值（RON：94～96，MON：92～94)和低的饱和蒸气压，且主要由饱和烷烃组成，不含芳烃和烯烃，硫含量极低。
因此，碳四烷基化油是石油加工过程中生产高辛烷值汽油的理想调和组分。
碳四烷基化遵循正碳离子反应机理，其过程主要包含四个步骤：步骤1：叔丁基正碳离子的生成+H++H+（2-2）＋（2-3）步骤2：叔丁基正碳离子与丁烯加成生成碳八正碳离子叔丁基正碳离子与不同的丁烯异构体进行烷基化反应可以生成不同的碳八正碳离子。
+( 2,2,3-TMP+ )（2-4）+( 2,2-DMH+ )（2-5）+( 2,2,4-TMP+ )（2-6）式中TMP+和DMH+分别是三甲基戊烷和二甲基己烷的正碳离子。
TMP组分是烷基化油中的理想组分，具有较高的辛烷值（RON 100~109），而DMH的辛烷值较低（RON 55~76），DMH组分的大量存在会降低烷基化油的品质。
烷基化操作规程
烷基化操作规程一、工艺说明1.1概述1)装置原料：本装置原料为罐区来的碳四馏分。
2)装置建设规模：根据罐区来的液化气量计液化气中的烯烃含量，实际年产烷基化汽油约16万吨。
3)装置建设性质：在酸催化剂的作用下，液化气中的异丁烷与烯烃反应生成高辛烷值汽油调合组成烷基化油。
1.2设计原则1）选用成熟可靠的工艺技术和控制方案，使设计的装置达到安、稳、长、满、优操作。
2）优化工艺流程并推广应用新工艺、新技术、新材料、新设备，降低生产成本同时降低装置能耗，提高产品质量档次。
3)在保证技术先进、装置生产安全可靠的前提下，利用联合装置的优势，降低能耗并尽量降低工程造价，节省投资。
4）为了降低工程投资，按照“实事求是、稳妥可靠”的原则，提高国产化程度，所需设备立足国内解决，只引进在技术，质量等方面国内难以解决的关键设备，仪器、仪表。
5）采用DCS集中控制，优化操作，以提高装置的运转可靠性，提高产品收率和质量。
6）严格执行国家、地方及主管部门制定的环保和职业安全卫生设计规定、规程和标准，减少“三废”排放，维护周边生态环境，实行同步治理，满足清洁生产的要求。
1.3装置组成：该装置基本由以下几个部分组成：脱甲醇部分、选择加氢部分、原料脱水部分、反应部分、致冷部分、酸碱精制部分和分馏部分、酸碱储存部分、放空部分等组成。
其中致冷部分包括致冷压缩机系统。
装置运行时数和操作班次：装置年开工按8000时。
1.4设计范围本设计范围为本装置所设计的设备、管道、仪表、配电等，装置有关分析化验项目由中心化验室承担。
1.5工艺设计技术方案烷基化装置是以液化气中的烯烃及异丁烷为原料，在催化剂的作用下烯烃与异丁烷反应，生成烷基化油的气体加工装置。
本装置包括原料加氢精制和烷基化两部分。
原料加氢精制的目的是通过加氢脱除原料中的丁二烯。
因为丁二烯是烷基化反应中主要的有害杂质，在烷基化反应过程中，丁二烯会生成多支链的聚合物，使烷基化油干点升高，酸耗加大。
烷基化操作规程
烷基化装置操作规程目录第一章 (4)第二章 (4)2.1 工艺原理 (4)2.2 工艺说明 (5)2.3 原料规格 (11)2.4 产品规格 (14)2.5 界区条件 (15)2.6 公用工程要求 (15)2.7 开车对工艺化学品的要求 (18)2.8 排放物和副产品 (19)2.9 设计考虑 (21)第三章 (22)3.1 烃类原料污染物的影响 (22)3.2 装置进料成分敏感度： (22)3.3 正操操作和控制 (22)第四章 (33)4.1 推荐的样品分析方法 (33)4.2 分析仪一览表 (34)4.3 取样一览表 (34)第五章 (37)5.1 安全淋浴器和洗眼器 (37)5.2 防火系统 (38)5.3 化学品处理和循环 (38)5.4 压力排放系统 (39)第六章 (40)6.0 开车步骤 (40)6.1 公用工程系统 (40)236.2 单机试车（预试车）和准备 (42)6.3 CDAIky装置钝化工艺 (44)6.4 正常开车 (46)第七章 (53)7.0 停车步骤 (53)7.1 从正常操作到全面停车程序 (54)7.2 短期停车 (60)7.3 长期停车 (62)7.4 事故停车步骤： (64)第八章 (65)8.1 反应危害 (65)第一章序言本手册含有烷基化工艺方面包括操作条件和生产能力在内的保密信息。
这些信息不能泄露给未经授权的人员。
本手册还提供了装置系统方和操作程序方面的信息，该手册的目的主要是为操作人员在进行装置详细操作手册准备和编制。
第二章工艺原理2.1 工艺简述该工艺涉及的反应是烯烃同异丁烷的烷基化反应。
同时副反应中有副产品产出。
烷基化初级烷基化反应涉及异丁烷同烯烃、如丁烯的反应，使用硫酸作为催化剂生成高辛烷值的三甲基戊烷异构物。
通常三甲基戊烷异构物被称之为烷基化油。
i-C4+C4H8→2,2,4-三甲基戊烷类似的反应也在异丁烷和其他烯烃如丙烯和戊烷之间发生，分别生成庚烷和壬烷异构物，但是就低选择性生产高辛烷值产品而言，选择丁烯进料更适宜。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
烷基化装置
1、烷基化工艺
采用硫酸为催化剂的硫酸烷基化工艺
1) 原料
(1) 不同烯烃原料的影响
在硫酸烷基化反应条件下，大部分1-丁烯可以异构化为2-丁烯，使得烷基化产品的辛烷值得以提高。
(2) 原料中杂质的影响及其脱除方法
大多数原料中的杂质在硫酸烷基化反应后进入酸相，使得硫酸被污染，从而降低了硫酸的催化活性。
①乙烯
假如气体分馏装置未能很好的除去C2时，乙烯就可能被引入烷基化装置。
在硫酸催化时，由于乙烯不会与异丁烷反应发生烷基化反应，当乙烯进入烷基化反应器时，乙烯与硫酸生成呈弱酸性的硫酸氢乙酯，这个硫酸氢乙酯不再作为烷基化的催化剂使用。
这种乙烯杂质的影响还具有累积性，因此，即使原料中含有痕量的乙烯，也能造成每天数百公斤的乙烯进入酸相，从而出现数吨甚至十余吨的废酸。
假如突然有相当量的乙烯进入到烷基化反应器中，这些乙烯对酸的影响可以使烷基化反应不再发生，甚至发生叠合反应。
②丁二烯
假如催化装置或焦化装置的裂化深度相当深，那么就可能在液化气中找到相当量的丁二烯，这些丁二烯也是不能发生烷基化反应的，它们与酸接触后新生成的反应产物也是酸溶性的。
与乙烯相比，丁二烯更难以用分馏的方法从烷基化原料中除去。
因此，当上游裂化装置的裂化深度无法改变的时候，可以考虑用选择性加氢的方法将丁二烯转化为丁烯。
③水
水能造成硫酸的稀释是不言而喻的。
因此要重视烷基化原料中水的影响。
液化气中的水在呈溶解状态时大约在500ppm左右。
更应当引起重视的是C4馏分携带的超过饱和状态的游离水，上游装置操作不当可能使C4馏分所携带游离水的量是溶解水的几倍，
对酸的稀释速度相当快。
脱除这种携带水的办法是在烷基化原料进装置前先进入一个填料容器，使携带的细小的水珠聚集后分离出去。
如果在进入填料分水器之前先用反应物冷却一下进料的物流，其效果就会更好。
从分馏部分循环到反应部分的异丁烷也可能携带相当数量的水分，为了干燥这部分异丁烷，可以将这个物流与废酸相接触，这种干燥法既经济效果又好。
原料水含量的增加除了使催化剂硫酸报废外，含水较多的硫酸还容易造成烷基化装置的设备腐蚀，这也是应当充分加以重视的间题。
2) 反应器及工艺流程
硫酸烷基化装置的工艺技术，几十年来经历了很大的发展，无论是操作条件、反应部分和分馏部分都有较大改变。
按释放热量是直接蒸发还是换热器来区分，可将反应器流程分为两大类：自冷冻流程（用蒸发部分反应物的方法来除去反应热）和反应物流出制冷流程。
自冷冻反应器系统有两种形式：一种是喷射乳液泵循环反应系统，另一种是阶梯反应器系统。
(1) 反应器
自冷冻反应器系统和反应流出物冷冻系统都使用卧式反应器。
自冷冻反应器体系，是指异丁烷在反应器里蒸发释热的系统。
(2) 工艺流程
反应流出物致冷式流程
反应流出物致冷式硫酸烷基化装置的工艺由反应、制冷压缩、流出物精制和产品分馏、化学处理四部分组成。
2、烷基化反应机理
1) 正碳离子学说
异丁烷与小分子烯烃的烷基化反应：
乙烯和异丁烷在无水氯化铝催化剂存在下，反应生成RON为103.5的2，3-二甲基丁烷，收率为92%。
硫酸对异构烷和乙烯的烷基化反应没有催化作用。
使用硫酸催化剂，则1-丁烯首先异构化生成2-丁烯，然后再与异丁烷发生烷基化反应。
在无水氧化铝、硫酸的催化作用下，2-丁烯与异丁烷烷基化主要生成高辛烷值的2，2，4-三甲基戊烷、2，3，4-三甲基戊烷和2，3，3-三甲基戊烷（RON100～106)。
异丁烯和异丁烷烷基化反应生成辛烷值为100的2，2，4－三甲基戊烷，即俗称的异辛烷。
实际上，除上述一次反应产物外，在过于苛刻的反应条件下，一次反应产物和原料还可以发生裂化、叠合、异构化、歧化和自身烷基化等副反应，生成低沸点和高沸点的副产物以及酯类（酸渣）和酸油等。
3、烷基化反应的产物分布
异丁烷与C4烯烃的烷基化反应不仅生成C8化合物，还生成C6、C7以及C9以上重组
分，由此可以推断其反应机理是比较复杂的；以硫酸为催化剂，异丁烷与不同C4烯烃的烷基化反应产物分布大致相似，所生成的C8化合物占多数，C8化合物中又以2，2，4－三甲基戊烷所占的比例最大，其次为2，3，4－三甲基戊烷和2，3，3－三甲基戊烷。
4、工艺流程描述
1）原料预处理
本单元中主要的工艺过程为甲醇水洗，原料罐组来的混合碳四原料经泵送计量进入甲醇水洗单元，它利用甲醇在碳四馏分和水中的溶解度差异很大的特性，采用水洗的方法，使其中甲醇为水所萃取，得到甲醇水溶液。
再将得到的甲醇水溶液进行蒸馏回收甲醇，回收甲醇送汽车装卸车设施装车外卖。
萃取水从甲醇回收塔底排出，经冷却后返回萃取塔循环使用。
由于有微量碳四溶解于甲醇水溶液中，在甲醇回收塔顶有微量碳四需排放到火炬管网中。
甲醇回收塔采用加压操作，使溶解的微量碳四在经过甲醇回收系统时，靠系统自压排到火炬气管网，有利于环保。
甲醇水洗塔塔顶的轻组分进入脱丙烷塔，自塔顶脱出的丙烷部分回流，部分送去产品罐区，塔顶不凝气送火炬系统焚烧。
2）反应系统
脱丙烷塔塔底物料与自原料罐组来的补充异丁烷混合后经换热降温至13℃，进入聚结器脱除游离水，再与闪蒸罐来的循环冷剂混合，进入烷基化反应器，在硫酸催化剂的作用下反应，反应生成物和硫酸的混合物进入酸沉降器，分出的酸液大部分返回反应器循环使用，少部分90%酸排至90%酸罐；自酸沉降罐上部分出的物流经反应器的热侧部分汽化进入闪蒸罐，闪蒸液相有两部分，一部分经换热升温后去精制系统处理，另一部分为循环冷剂，由泵送至反应进料线与原料碳四混合进入反应系统；闪蒸罐气相部分进入制冷压缩机制冷。
3）制冷系统
吸入闪蒸罐顶部的气相作为冷剂，经压缩机入口分液罐分出凝液后，进压缩机压缩至0.6MPa,再经冷剂冷凝冷却器冷至32℃后至冷剂缓冲罐，一部分作为循环冷剂返回吸入闪蒸罐闪蒸,闪蒸后液相经泵抽出送至反应系统反应器入口；气相再经压缩机入口分液罐分出凝液后，进压缩机压缩。
为脱除系统中的丙烷，用泵抽出部分冷剂与10%NaOH混合后，进入外甩冷剂碱洗
罐分出碱液后送至异丁烷罐。
4）精制及分馏系统
反应流出物换热后与酸混合进入酸洗罐，将流出物烃类和酸分离，酸相沉降下来返回反应器循环使用，油相与10％NaOH混合后进入碱洗罐脱除酸性物，碱相循环使用，定期排出系统；油相经酸性气分液罐脱除酸性物，经换热器、进料加热器加热后进入脱异丁烷塔分离，塔顶馏出物经空冷器冷凝后进入塔顶回流罐，部分顶回流，部分经冷却器冷却作为循环异丁烷返回反应系统，多余异丁烷送去异丁烷罐；塔底部的烃类自压送入脱正丁烷塔，塔顶分出正丁烷，经冷凝冷却器换热后进部分顶回流，部分送去产品罐组；塔底产品为工业异辛烷，工业异辛烷先与脱异丁烷塔进料换热降温，再冷却后送去产品罐组。
5、主要操作条件
表1 主要设备操作条件。