烷基化反应报告

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1、烷基化反应专题报告班级:学号:姓名：完成日期:烷基化反应专题报告1—刖s随着我国国民经济可持续发展国策的实施，汽车排放尾气对空气的污染问题成为我们关注的焦点，我国石油炼制工业面临的最关键问题就是如何生产符合国家日益严格的环保标准的清洁燃料，以满足国内交通行业和市场的需求。石油炼制过程中的烷基化反应是指在酸性催化剂的作用下，烷姪分子与烯姪分子的化学加成反应，在反应过程中烷姪分子中活泼氢原子的位置被悉听所取代，由于异构烷姪中叔碳原子上的氢原子比正构烷姪中碳原子上的氢原子活泼的多，因此参加烷基化反应烷姪。反应生成异辛烷（烷基化汽油）的催化反应过程。烷基化

2、汽油具有以下特点：该种汽油具有辛烷值高（RON95~98）、敏感性低（RON与MON之差一般S3）康保性能好；蒸汽压低、燃烧热值高、不含烯姪芳坯硫含量也低。燃烧完全而清洁，不污染环境等优点，是航空汽油和车用汽油的理想调和油。真是由于烷基化的各种优点，使它成为石油加工过程的重要过程之一，越来越受到广泛关注。烷基化原理及影响因素一、烷基化原理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界构化+A+/z与界丁烷氢转移步骤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

3、生成不同的碳八正碳离子。(2,2,3-TMP+)(2,2-DMH+)(2,2,4-TMP+)/R(2,3,4-TMP+)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(RON100-109),而DMH的辛烷值较低(RON55-76),DMH组分的大量存在会降低烷基化油的品质。步骤3:碳八正碳离子的异构生成的碳八正碳离子会通过氢转移或甲基转移而生成更稳定的正碳离子。(2,3,3-TMP+)(2,2,4-TMP+)步骤4:氢转移形成碳八异构烷姪碳八正碳离子异构体通过快速地与异丁烷进行氢转移

4、反应形成不同的辛烷异构体，同时产生了新的叔丁基正碳离子以维持链式反应的继续。+TMP+►+TMP二、碳四烷基化过程的影响因素影响碳四烷基化过程的主要因素主要有原料性质组成、反应压力、反应温度、反应时间、烷烯比、酸姪比、分散作用等。⑴原料碳四原料的性质组成与烷基化油产品的辛烷值有着密切的关系。对于离子液体碳四烷基化，由2•丁烯和异丁烯生成的烷基化油辛烷值较高■丁烯生成的烷基化油辛烷值较低。此外原料中的水等杂质会造成离子液体催化剂的失活，增大催化剂的消耗，因此原料进入装置前须经脱水脱杂质处理。(2)反应压力由于压力对烷基化反应的影响不大，本试验采用试验

5、压力为0.5~1.0MPa,主要目的是维持反应物料呈液态，不考察压力对反应的影响。(3)反应温度烷基化反应为放热反应，低温有利于烷基化反应的选择性，但是较低的温度需要外加制冷设施，提高了装置的复杂性，并且势必增加烷基化油的生产成本。本试验主要测试室温下烷基化反应的效果，并进行部分冷却或加热，考查不同季节反应的温度和反应效果的关系。(4)反应时间离子液体中的碳四烷基化十分迅速，反应可以在数秒中内完成。反应时间同样影响烷基化油的质量，时间过长会加剧烷基化的副反应，当然不同的反应器因设计和搅拌分散混合等其它条件不同，最佳反应时间也不尽相同。本试验控制反应

6、时间在1min以内。(5)烷烯比原料的烷烯比是影响烷基化选择性的一个重要因素，在工业浓硫酸与氢氟酸烷基化中，提高异丁烷与烯姪的比例是提高烷基化产品选择性的有效手段。一般认为，酸中异丁烷的浓度和它在姪相中的浓度成正比。在酸的反应层中，异丁烷与烯姪浓度之比高时可以抑制正碳离子与烷基化产物反应而导致二次烷基化和分解反应。本试验中利用循环异丁烷控制反应器进料的烷烯比外比在5~20,利用反应器物料的外循环实现烷烯内比的调整，控制内比在40~400范围内，考查烷烯比对烷基化反应的影响，确定离子液体烷基化烷烯比的最佳控制范围。⑹酸姪比酸姪比大于1时，酸是连续相，

7、姪溶解在酸中，姪和酸的界面是烷基化反应的真实区域，烯炷在此界面上由酸催化和异丁烷反应，反应生成物通过界面进入姪相，异丁烷重新进入酸中，酸姪比大于1保证了酸的催化作用。(7)分散作用碳四烷基化反应的工艺中，加强催化剂同原料分散程度的对烷基化油的品质的提高有正面的影响。烷基化的发展史1930年，美国环球油品公司(UOP)的H.Pines和V.N.Ipatieff在日常控制分析试验中发现在强酸，如浓硫酸、HF、BF3/HF.AICI3/HCI等的存在下，异构烷姪与烯姪可以发生烷基化反应[1-3]o这一发现改变了传统上烷姪为非活性物的看法，也引起了人们对烷

8、基化反应的广泛研究并迅速取得进展，烷基化反应的研究进入商业化研究阶段并开发岀一些适于工业生产的催化剂。1938年，世界上第