劉志鵬（中國(guó)石油天然氣股份有限公司遼陽(yáng)石化分公司油化廠，遼寧遼陽(yáng)111000）

烷基化催化劑工藝推進(jìn)

劉志鵬（中國(guó)石油天然氣股份有限公司遼陽(yáng)石化分公司油化廠，遼寧遼陽(yáng)111000）

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于烷基化催化劑的應(yīng)用越來(lái)越廣。目前，在烷基化催化劑工藝生產(chǎn)上，主要以離子液體法和固體酸法這兩種方法為主。不過(guò)在使用離子液體法進(jìn)行工藝生產(chǎn)時(shí)，存在著價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，而對(duì)于固體酸催化劑的使用則容易出現(xiàn)失活等問(wèn)題，因此這兩種方法都還沒有在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)階段的工業(yè)上，以硫酸法和氫氟酸法這兩種方法為最主要的烷基化催化劑工藝方法，與氫氟酸相比較，硫酸所存在的危害更小，并且不易揮發(fā)，使得了硫酸法為現(xiàn)階段最主要的烷基化催化劑工藝推進(jìn)法。

烷基化;催化劑;工藝推進(jìn)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，使得了我國(guó)國(guó)內(nèi)的私家車越來(lái)越多，這也使得了我國(guó)每年的汽油消耗總量持續(xù)攀升。而汽車尾氣污染物的排放，對(duì)早已不堪重負(fù)的生態(tài)環(huán)境造成了更為嚴(yán)重的污染，這極大的危害到了人類的生存與發(fā)展。因此，減少汽車尾氣污染物的排放成為了當(dāng)前人們重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。而對(duì)于烷基化催化劑工藝的推廣與應(yīng)用正好能有效降低汽車尾氣污染物的排放，因此加大對(duì)其的相應(yīng)研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 國(guó)內(nèi)外烷基化工藝

國(guó)內(nèi)外的各大專家和學(xué)者對(duì)于烷基化工藝已經(jīng)有了非常清晰地了解，并且也研發(fā)出了各種不同的工藝，下面對(duì)各種不同工藝進(jìn)行相應(yīng)的分析與研究：

固體酸烷基化工藝是最早被研究和使用的，該工藝最大的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)環(huán)境的污染程度能夠控制在最小，其中具有代表性的工藝有FBA工藝技術(shù)、Lurgi工藝等。不過(guò)該烷基化工藝也存在一定的缺陷，主要在于工藝生產(chǎn)中催化劑的活性會(huì)逐漸降低，進(jìn)而導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物的質(zhì)量和效率也受到較大的影響。所以對(duì)于該工藝的工業(yè)推廣，最為重要的是需要解決催化劑失活的問(wèn)題，這也成為了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外科研人員需要重點(diǎn)攻克的難題。

目前在工業(yè)上使用的最為廣泛的烷基化工藝當(dāng)屬液體酸法，其主要代表硫酸法烷基化工藝和氫氟酸法烷基化工藝兩種。這兩種烷基化工藝無(wú)論是從基建投資還是在產(chǎn)品質(zhì)量和效率收益方面都非常的接近，因此使得了這兩種工藝在工業(yè)生產(chǎn)上都得到了非常廣泛地應(yīng)用。不過(guò)近些年來(lái)，隨著人們對(duì)身體健康和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們對(duì)于氫氟酸法烷基化工藝的運(yùn)用產(chǎn)生了不同的見解。主要原因在于氫氟酸具有很強(qiáng)的揮發(fā)性和毒性，并且會(huì)對(duì)周圍的人和環(huán)境造成極大的危害，進(jìn)而導(dǎo)致該工藝的發(fā)展受到了嚴(yán)重的阻礙。而與氫氟酸法烷基化工藝相比，在保證生成的烷基化油具有較高質(zhì)量的同時(shí)，還具有操作更加安全，并且不會(huì)對(duì)操作人員和周圍環(huán)境造成較大的影響，從而使得了這種工藝更有競(jìng)爭(zhēng)力。

2 硫酸烷催化劑工藝推進(jìn)分析

2.1 噴射式反應(yīng)器工藝

噴射式反應(yīng)器是一個(gè)臥式容器，該工藝反應(yīng)主要是通過(guò)噴嘴將異丁烷、烯烴及硫酸噴入，然后在反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)酸烴分層，對(duì)于處于下部的硫酸能夠通過(guò)烴進(jìn)料管線再次噴入反應(yīng)器中，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于硫酸的循環(huán)使用?，F(xiàn)階段還有一些工廠仍然在使用噴射式反應(yīng)器工藝，而在新建的工廠中這種工藝已經(jīng)遭到了淘汰。主要原因在于，對(duì)于噴射式反應(yīng)器工藝，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)酸烴的分離，但是這種分離效果不太理想。更為重要的是，這種工藝反應(yīng)需要靠蒸發(fā)一部分異丁烷來(lái)維持反應(yīng)容器內(nèi)的反應(yīng)溫度，不僅影響到了工藝產(chǎn)品的質(zhì)量大打折扣，同時(shí)還極大的降低了反應(yīng)區(qū)內(nèi)異丁烷的濃度。

2.2 Stratco臥式攪拌反應(yīng)器工藝

Stratco臥式攪拌反應(yīng)器工藝也是在一個(gè)臥式容器內(nèi)進(jìn)行工藝反應(yīng)的，這個(gè)臥式容器不僅內(nèi)部設(shè)有套筒，同時(shí)還設(shè)有管束和攪拌葉輪等裝置。在實(shí)際的工藝反應(yīng)過(guò)程中，一旦當(dāng)烴類物料進(jìn)入反應(yīng)器后，這些烴類物料會(huì)在攪拌葉輪的作用下，沿套筒和反應(yīng)器殼體的環(huán)隙流向冷卻管束一端，并在管束端折流后沿著管束重新流向攪拌葉輪，從而在反應(yīng)器內(nèi)形成了一個(gè)循環(huán)。對(duì)于該工藝反應(yīng)的運(yùn)用，主要需要解決硫酸在低溫狀態(tài)下存在粘度較高的特點(diǎn)，因此需要反應(yīng)器的內(nèi)部攪拌器具有更高的功率，這在節(jié)能降耗的大背景下，使得了對(duì)于Stratco臥式攪拌反應(yīng)器工藝的應(yīng)用也受到了較大的限制。

2.3 CDAlky靜態(tài)混合反應(yīng)器工藝

對(duì)于CDAlky靜態(tài)混合反應(yīng)器工藝，其工藝核心是一臺(tái)大型立式反應(yīng)器，如圖1所示：首先，為了保證反應(yīng)物的傳送效果，在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有專利填料，這樣能夠保證在無(wú)攪拌設(shè)備工作的情況下，使得反應(yīng)物料具有較高的傳質(zhì)效果。同時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)沒有攪拌設(shè)備，還能使得裝置生產(chǎn)的可靠性得到進(jìn)一步的加強(qiáng)，并且減少了相應(yīng)的檢查和維修費(fèi)用。其次，在反應(yīng)器的頂部設(shè)置分布器，能夠使得反應(yīng)器中部的有物料具有氣化空間，以更好地實(shí)現(xiàn)冷卻。最后，該反應(yīng)器工藝還取消了酸洗和堿洗的過(guò)程，極大地減少了設(shè)備腐蝕，降低了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

圖1 CDAlky靜態(tài)混合反應(yīng)器工藝流程簡(jiǎn)圖

3 結(jié)語(yǔ)

總之，與其他的烷基化工藝相比，硫酸烷基化工藝優(yōu)點(diǎn)更加突出。隨著其本身工藝的不斷更新發(fā)展，與其配套的硫酸回收技術(shù)將日趨成熟，因此將是烷基化工藝的最佳選擇。

[1]畢建國(guó).烷基化油生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展.化工進(jìn)展，2014，26（07）：934-939.

[2]馬會(huì)霞，周峰，喬凱.液體酸烷基化技術(shù)進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2015，33（05）：32-39.