硫酸法烷基化工艺技术探析

硫酸法烷基化工艺技术探析

摘要：随着人们环保意识的不断提升，在汽油使用质量方面提出了更高要求。异丁烷和丁烯炕基在酸催化剂的作用下，反应生成得到烷基化油。通过对烷基化

油的合理利用，能够有效提高汽油的硫元素含量，也是当前汽油制造的重要材料。文章主要对硫酸法烷基化工艺技术及其应用进行了分析、探讨，以供相关参考。

关键词：硫酸法；烷基化；汽油；工艺技术应用

前言

在石油化工生产过程中，烷基化油主要是C8支链烃为主要的混合物，但是

其中不含烯烃和芳烃，随着我国对于汽油的质量标准要求越来越高，烷基化油的

市场需求也在不断提升。

一、烷基化技术简介

（一）氢氟酸烷基化

烷基化反应主要是在酸冷却环境中进行，各个反应物主要是在进行酸解过程

中完成酸烃的分离。其中，正丁烷、丙烷则是在脱氟反应中完成相关处理。

（二）硫酸烷基化

硫酸法烷基化是当前实验的主要方式，反应容器中不同的工艺技巧应用下获

得不同制冷方式、沉淀物降解方式下的产物。其中，硫酸的沸点越高，废弃物的

回收利用难度越大，对此需要配备相应的废酸设备避免环境污染。对于废酸的处

理主要包括湿法酸再生、干法酸再生两种方式，以此完成对废酸的再生处理。

（三）固体酸烷基化

在进行固体酸烷基化过程中，主要是借助烷基化、催化反应来进行相关工艺的操作，使得反应物和催化剂分析。这一反应过程对于设备的要求较低，并且不会出现酸泄漏问题，操作优势较为明显。

（四）离子液烷基化

主要是借助对混合碳四原料的合理利用在离子液催化剂的作用下完成异丁烷与烯烃的反应，进而获得烷基化油。这种类型的烷基化油的辛烷值较高，且不含烯烃、芳烃，敏感度也较小，与其他化合物具备较好的调和性，挥发性、清洁性能都较为明显，是汽油生产过程中最为理想的原料，在实际生产中也主要依靠烷基化技术进行生产设备的基础安装。

二、烷基化工艺

（一）CDALKY工艺的应用

主要是通过加热碳四混合料分离原材料，再在反应器中与异丁烷进行融合混合，最后在反应器顶端中进行分离反应，进而顺利进入压缩机内部。在压缩机作用下增加异丁烷、正丁烷、丙烷的压强，冷却后进入到冷气管中。借助气泵进行部分丙烷的合理抽取，实现对异丁烷的循环利用，达到提高内部反应物比例的目的、在反应过程中，通过添加专业原材料的方式在分布器的作用下实现对硫酸与混合碳的融合反应，提高对物料的有效传输。阿紫反应器的作用下完成对丁烷气体热量的转化，冷却反应物，在聚结器的作用下进行融合，然后分流到反应系统中。借助聚结器能够使得酸烃更加容易分离，顺利进入分离系统中，实现对杂质的有效去除。

（二）STRATCO工艺的应用

接触反应器是这一工艺应用的核心，以较为特殊的方式完成偏心反应，使得反应器中形成特殊的卧式状态，再在混合叶轮的作用下完成推进器的使用，实现对酸烃的循环功能。换热器工作过程中的反应内部温度稳定，进而能够获得较高的产品质量。但是需要大规模反应器操作才能获得较好的效果，在接触反应器的

使用下能够有效实现酸讲解，满足制冷标准要求，并在酸沉降收集器中完成酸烃

的有效分离，实现酸的循环使用。

（三）SINOALKY工艺的应用

将分散系统合理添加到装置当中实现对数据的集中处理，通过对安全保护系

统的合理安装实现对反应过程的合理调整，同时配备安全仪表等仪器保障烃基化

反应的顺利进行。正常情况下压缩机能够形成独立的控制系统，得到的反应物上

下分离，得到凝结处理的气体。在吸热能的作用下完成对反应器入口温度值的收集。S I NOAL K Y反应器使用的是静态混合反应器，具备放大容易，维护简单、使用寿命较长的特点，很好地弥补了传统烷基化反应器的不足。反应器主要

采用了三段管式反应器串联的的N形立体布置，每一段反应器又由三级静态混合

器组成。反应原料以分点的方式进入到静态混合器当中，有效降低了局部进料烯

烃浓度，提高反应内部的烷烯比，很好地抑制了二次反应的发生，产品质量得到

有效提升，同时也能够减少外部循环的异丁烷量，避免较大的能源消耗。这一工

艺的应用过程中，借助自汽化酸烃分离器的使用，可以快速移除反应热。烷基化

自汽化器的上部采用的是专用的汽化内伴结构，提高异丁烷汽化反应效率的同时，有效降低了气液夹带问题，提高了反应流出物中的酸烃分离度，抑制副反应的发生，确保酸烃循环泵的运行稳定。

三、烷基化工艺原料及预处理

（一）烷基化工艺原料

1.丁二烯

丁二烯是深化裂化反应的产物，在原料中含有较少的丁二烯，会使得反应产

生叠合效果，并最终会和硫酸反应生产酸溶性油。瑞士丁二烯的含量过高，会使

得辛烷值降低，反应中的终馏点与硫酸含量都会出现增加现象。

2.二甲醚、甲醇

反应物中少量的甲醇、二甲醚能够形成对反应的促进作用，提高反应速率。

甲醇、二甲醚具备一定的危险性，但是能够有效提高烷基化酸的消耗，降低烷基

化油的辛烷值。

3.硫化物

反应物中的硫化物会对硫酸产生稀释作用，进而提高酸的耗能，提高其他反

应物的催化反应作用。一般情况下，硫酸含量处于中上高度，通过对硫酸含量的

合理控制，能够有效调和整个反应的调和度。

4.水

原料中的水主要是发挥对酸的稀释作用，以免设备遭到腐蚀。通常来说，使

用高效能的聚合器，能够有效脱除反应物中的多余的水。

5.轻组分

在反应中，丁烯、丙烯与硫酸的反应会消耗大量的硫酸，硫酸的浓度也会因

此下降。丁烷、正丁烷属于惰性气体，这些气体的浓度不断增加会使得异丁烷浓

度变小，进而削弱异丁烷的传导过程。

（二）烷基化工艺预处理

首先是在脱甲醇塔的预处理方面。主要是要把气体融合至反气底端，在物料

反应的作用下实现对气体的输送。在萃取塔作用下完成气体脱离，最后到达脱甲

醇顶部。甲醇溶于水之后与碳四材料融合在塔顶进行沉降，并将形成的液滴聚集

融合，受到密度差的作用实现油水分离。设在塔顶的聚结器会完成原料萃取液滴

的收集，体现出较好的节水性能。原料中的微小水滴在自身重力下完成讲解，最

终实现聚结脱水。其次是在加氢反应器的预处理方面。原料萃取脱水后进行加热

换热，再和氢气混合进入氢反应器。受到催化剂的作用，氢气与丁二烯发生反应

生成大量的丁二烯及其化合物。碳四材料中的甲醇含量较少，受到催化剂的作用

会脱水形成二甲醚。最后是脱二甲醚的预处理。在加氢反应器中，二甲醚与原料

进行融合、换热反应，最终输送至脱二甲醚塔。此时，轻组分如二甲醚、丙烷等，