烷基化发展历.doc

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1、烷基化发展历程在炼油工业中烷基化反应

2、⑼是指在催化剂的作用下，异丁烷与烯怪（异丁烯、1-T烯和2•「烯）加成生成C*等异构烷怪的化学反应过程。冃前工业上广泛应用的烷基化催化剂［⑴主要有硫酸和氢氛酸。异丁烷与丁烯在酸性催化剂作用下的反应遵循碳正离子机理，当所便用的烯姪原料和催化剂不同时，烷基化反应过程和所得产物也有所不同。在发生加成反应的同时还伴随着异构化反应，反应产物中会有多种C8异构烷绘生成。因此,如何尽可能髙的得到所需的产物将是一直不懈的追求。烷基化工艺已历经80年的发展【⑵，1930年，美国环球油品公司的H.Pines等人发现，在强酸（如

3、浓硫酸.HF、BF3/HF.A13/HCI等）的存在下，异构烷坯与烯炷可发生烷基化反应。这一发现引起了人们对烷基化反应的广泛研究并迅速収得进展，烷基化反应进入商业化研究阶段，相继开发出一些适于工业生产的催化剂。1938年，世界上第一套以浓硫酸为催化剂的烷基化反应装置在亨伯石油炼制公司的贝敦炼油厂建成投产。1942年，第一套以氢氟酸为催化剂的烷基化反应装置在菲利普斯石油公司的德克萨斯州博格炼油厂建成投产。由于烷基化油的各种优点，使得烷基化工艺蓬勃发展，至今已有数再套烷基化反应装置在世界各地运行，烷基化反应已成为石油加工的主要过程之一。全世界烷基化

4、能力从1999年的78.56MI,增加到2010年初的88.83MI,年增幅达到1.3%。而全世界炼油能力从1999年4077MI加到4361Mt,年增幅仅为0.7%。烷基化催化剂在炼油催化剂中份额位列第三，仅次于加氢和催化裂化催化剂。美国是世界上烷基化油生产能力最大的国家，其烷基化油产量占世界烷基化油产量的50%以上。美国汽油中组成中，烷基化油平均占11%〜13%,在加州地区，这一比例可达25%左右。我国【⑶在上世纪60年代中期到70年代初期在兰州炼油厂、抚顺石油二厂、胜利炼油厂和荆门炼油厂先后建设了0.015〜0.06Mt/a的硫酸法烷基化

5、工业装置，对提髙汽油辛烷值和汽油出口起到了重要作用。80年代，对兰州炼油厂、抚顺石油二厂、胜利炼油厂、荆门炼油厂和长岭炼油厂的硫酸法烷基化工业装置进行了技术改造，与此同时，通过引进技术建成了十余套氢氛酸法烷基化工业装置。目前我国共有烷基化工业装置20套，其中硫酸法烷基化装置8套，氢氟酸法烷基化工业装宣12套，实际加工能力约为1.4Mt/a,但由于多种原因一直处于停工状态。目前，国内最大、技术最先进的当属中海油惠州炼油厂160kVa烷基化装置。近年来，随着国内市场对汽油质屋提出了越來越高的要求，而且国内天然气用于民用的范围不断扩大，市场液化气价有

6、所降低，有些烷基化装置已恢复生产，而且有些公司已经开始规划烷基化油项目，因此，研究烷基化工艺对我国国民经济的可持续发展具有重要的意义。2.2.1硫酸烷基化反应条件在实际生产中，以液体酸为催化剂的烷基化工艺一直存在着一系列的问题，如建造成本高、耗酸最大、廣蚀性强、油品和催化剂分离困难、废酸处理难等W但就目前的技术水平，固体酸烷基化、杂多酸等烷基化工艺仅限于实验室阶段，真正用于工业化生产的技术只有以硫酸和氢氛酸为催化剂的烷基化技术，由于氢氛酸烷基化工艺是以HF为催化剂，一旦HF发生泄漏会对环境造成不可估虽的损失，从而极大的限制了这一技术的进一步扩大

7、，因此，对硫酸烷基化工艺的研究将是工程设计者一个重点研究的方向。硫酸烷基化工艺中，广泛使用的工艺流程为DuPont公司的StratcoI艺。良好的Stratco工艺的应该具有以下几个方面的特点卩叫1）反应温度：烷基化反应为放热反应，降低反应温度能够有效地抑制叠合和酯化等副反应的发生，对于提高烷基化油的质最及收率具有重要作用，理想的反应温度应控制在4〜10°C,这就要求反应器应具备良好的换热装置。2）异丁烷浓度：异丁烷浓度一般以反应器进料中异丁烷与烯绘比率和反应流出物中异丁烷含駅来表示。异丁烷浓度的提高不仅能减少副反应的发生和酸耗的降低，对于提高

8、产品的辛烷值和产率也有极大的作用。实际生产中，反应进料中异丁烷与烯婭比率为8〜10:1,反应流出物中异丁烷在炷相中的体积含量为62%〜70%,此时反应效果最佳,又不致増加动力消耗，合理的分散相与连续相之比将会极大的影响反应进度。3）酸炷比：酸炷比是酸循环量与绘总进料的比值，它表示烷基化过程中酸与坯的分散状态。当酸怪体积比大于1时,反应器内的硫酸为连续相、怪类为分散相，坯分散到硫酸中，形成酸包油状态；当酸桂比小于1时，反应器内炷为连续相、酸为分散相，形成油包酸状态。油包酸状态时会使反应器中烯烧明显多于异丁烷，从而使烯怪反应效果变差。硫酸过量会有利

9、于反应的发生，但由于硫酸的粘度较大，过量的酸会増加能量的消耗，因此生产上一般控制酸坯比控制在1・1：1左右，良好的循环将是保证反应进行的必要条件。4）