烷基化工艺的技术特点及发展状况

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1、烷基化工艺的技术特点及发展状况綦振元*李岐东中国石油工程建设公司华东设计分公司青岛266071摘要简要总结传统的烷基化技术及技术改进状况，对主要新开发的烷基化技术的特点和创新点分析总结，对未来的发展趋势进行预测。关键词烷基化工艺新技术开发发展前景DOI:10.15910/j.cnki.1007-6247.2015.01.002随着国家对汽油标准的不断提高，以及发生雾霾天气地区的迅速扩展，社会对清洁汽油的需求量必将快速增长，石化行业对清洁汽油的生产成为当务之急。而我国的调合汽油的组分中，催化汽油的比例高达77%，催化重整汽油约占15%，烷基化汽油仅占0.2%～0.5%。由于我国汽油硫和烯烃含量

2、都较高，催化裂化汽油比例过大，导致国内汽油质量升级成本高、难度大和速度慢，汽油质量标准始终落后于汽油排放标准的被动局面。异丁烷与C3～C5烯烃在酸性催化剂存在的条件下产出的烷基化油，具有辛烷值高、抗爆性能好、不含烯烃和芳烃、硫含量低以及蒸汽压低等特点，是理想的调合组分。据介绍，在欧美等发达地区，烷基化油在汽油中的调合比例较高，美国为12.5%～15%，欧洲为6%～7%，而中国低于0.5%。随着环保法规对汽油中的烯烃、芳烃、硫含量等限制的日益严格，烷基化油的重要性日显突出。随着社会的需求，烷基化技术得到了快速的发展，先前成熟的烷基化技术不断改进完善的同时，又开发了固体酸、离子酸和间接烷基化等新

3、技术。布均匀的特点。适宜的反应温度为4～8℃，采用换热取走反应热，单台反应器处理能力约为8万t/a。反应产物需经酸洗、碱洗，然后分馏。该技术成熟，在世界各地有很多套工业装置在运行。近些年来，多家公司从不同的侧面对该技术进行了改进，主要包括以下几个方面:(1)利用新型的原料进料喷嘴，进一步改善硫酸烷基化反应器内的混合问题，使硫酸跟原料烃之间做到了更充分的接触，从而使反应保持在较低的温度下进行，有利于提高烷基化油的收率和辛烷值。(2)适当加长换热管的长度，提高反应器内换热强度;增加换热器管束内置技术，杜邦公司的反应器的能力一直在8万t/a左右，很难突破。UOP公司开发的新型管束技术(管束插件和新

4、型0.75英寸O/D管束)比较好的解决了这个问题。该技术具有反应温度低、辛烷值高、酸耗低，腐蚀速率低等特点，不仅优化了反应器性能，提高了反应器能力和传热速率，而且减轻了腐蚀。从运行的效果看，传热速率至少提高了20%，管束寿命进一步延长。(3)分段进料是将烯烃分别送入反应区域和异丁烷接触，酸浓度和温度得以优化。丙烯、丁烯和戊烯分别在3个反应器中进行烷基化反应，以确保快速进行烷基化反应限制多余的二次反应发生，相对较短的停留时间避免了烷基化产物的降解，这样可以利用纯度在85%～87%的低浓度硫酸，在不增加酸用量的情况下多产25%的烷基化油。目前在美国已经有装置采用该技术。传统的液体烷基化技术及发展

5、11.1硫酸烷基化技术硫酸烷基化是以美国杜邦公司的STＲATCO急冷烷基化技术为代表，该工艺利用反应段出来的部分或全部流出液对反应段制冷。反应器是带有叶轮搅拌的卧式列管式换热器，靠机械搅拌实现酸烃混合，具有酸烃比例可以灵活调节、硫酸分(4)开发了多种催化剂的助剂，可有效的降綦振元:高级工程师。1992年毕业于山东大学计算工程专业。现从事市场开发和管理工作。联系电话:E－mail:gizhengyuan@cnpccei.cn。(0532)80950256，*2015，25(1)綦振元等烷基化工艺的技术特点及发展状况7低硫酸的腐蚀性和酸耗，并提高产品的辛烷值和收率。和一台沉降器，可使酸相和烃相在

6、理想温度范围内充分混合，一旦离开反应器两者又很容易分开。与传统的机械搅拌相比，传质效果大幅提高，可以降低反应温度(反应温度－3℃，采用烃类自气化方式带出反应热)从而提高产品质量和降低酸耗，单台反应器的处理能力可达380kt/a。与传统硫酸工艺相比，无需酸洗和碱洗过程，CDAlky工艺的酸耗降低至少50%，产品辛烷值至少提高1个单位。采用无搅拌式反应器可省去搅拌机械及设备密封维修问题，节省维护成本。美国CDTECH公司开发的另外一项技术是CDAlkyPlus工艺，在CDAlky工艺的前部增加简单的异丁烯预处理单元，将异丁烯在控制条件下形成异丁烯齐聚物，再采用CDAlky工艺将异丁烯的齐聚物与异

7、丁烷进行烷基化反应生成抗暴指数为93～94的烷基化油。与异丁烯直接烷基化工艺相比，大幅度降低操作和投资成本。(5)以杜邦公司为代表的几家公司还对废酸再生进行了研究并有工业化装置投产，废酸再生可以直接生产液体浓硫酸。废酸再生有利于降低装置的操作成本、提高炼厂的经济效益和减轻污染。杜邦公司逐渐将烷基化装置与废酸再生装置进行结合设计。氢氟酸烷基化技术氢氟酸烷基化工艺可分为Philips公司开发的技术和UOP开发的技