丁黎明 王華偉

摘要：烷基油本身屬于一種應(yīng)用效果較好的高辛烷值汽油調(diào)和組成成分，本文通過(guò)分析了不同烷基化工藝技術(shù)特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比不同技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，開展詳細(xì)闡述與探討，明確硫酸法烷基化與固體酸烷基化工藝流程及工藝技術(shù)特點(diǎn)，本文所有研究結(jié)果僅供參考。

關(guān)鍵詞：硫酸法烷基化;固體酸烷基化;工藝簡(jiǎn)介;技術(shù)特點(diǎn);工藝比較

烷基化油屬于一種應(yīng)用效果較好的高辛烷值汽油調(diào)和組成成分，一般由異丁烷和丁烯反應(yīng)生成烷基化油，在強(qiáng)酸作用下，可加速烷基化的合成。馬達(dá)法辛烷值在95以上，屬于一種烷烴類調(diào)和組分。本文主要闡述、分析硫酸法烷基化與固體酸烷基化工藝，詳細(xì)研究如下。

1 工藝簡(jiǎn)介

1.1 硫酸法烷基化工藝

硫酸法烷基化主要是將STRATCO公司流出的制冷技術(shù)為主，硫酸法烷基化技術(shù)至今已經(jīng)具備60多年的歷史，擁有了成熟、可靠的技術(shù)。目前，全球范圍內(nèi)硫酸法烷基化工藝生產(chǎn)裝置總計(jì)75套，我國(guó)是在20世紀(jì)80年代才逐步引進(jìn)硫酸法烷基化裝置，并逐步應(yīng)用硫酸法烷基化工藝，全國(guó)范圍內(nèi)總計(jì)9套硫酸法烷基化設(shè)備，如下表1所示。

硫酸法烷基化的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)包括：具備豐富的資源，且工藝成本較低，選擇性較好，回收連續(xù)性較強(qiáng)，物質(zhì)活性較高，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置運(yùn)行周期的延長(zhǎng)。就硫酸腐蝕設(shè)備而言，硫酸法烷基化工藝消耗酸較大，工藝制備階段產(chǎn)生的大量酸渣會(huì)污染環(huán)境。必須要配備再生裝置，加強(qiáng)廢酸處理，才可切實(shí)解決環(huán)境污染問(wèn)題。

1.2 固體酸烷基化工藝

固體酸烷基化工藝是以固體酸作為催化劑，包括：HF、H2S04，這類烷基化工藝，具備較強(qiáng)的腐蝕性與酸性。生產(chǎn)階段產(chǎn)生的酸渣、堿渣嚴(yán)重危害周圍環(huán)境，國(guó)外許多石油公司均將固體酸烷基化工藝視作跨世紀(jì)問(wèn)題。國(guó)外就固體酸烷基化，已經(jīng)經(jīng)歷了25年的研究時(shí)間。大量研究結(jié)果顯示，就新開發(fā)的固體催化劑，應(yīng)用在異丁烷-丁烯，烷基化生產(chǎn)階段，具備強(qiáng)酸性、不管是分離還是回收，操作性均比較便捷，能夠活化再生，其酸類型主要?jiǎng)澐譃楣梯d酸化、固體超強(qiáng)酸，固體酸烷基化具備化工連續(xù)性、小腐蝕性的優(yōu)勢(shì)。

固體酸烷基化工藝，通過(guò)借助輕烯烴生產(chǎn)出來(lái)的烷基化油，可保障烷基化油生產(chǎn)質(zhì)量。固體酸烷基化工藝具備較強(qiáng)的安全性、便捷性，相比硫酸法烷基化，固體酸烷基化工藝應(yīng)用效果更為顯著。

2 工藝技術(shù)特點(diǎn)

烷基油屬于一種應(yīng)用效果較好的高辛烷值汽油調(diào)和組成成分，一般由異丁烷和丁烯組成，在強(qiáng)酸作用下，可加速烷基化的合成。硫酸法烷基化與固體酸烷基化工藝，詳細(xì)分析如下。

2.1 硫酸法烷基化工藝

硫酸法烷基化工藝流程與其他烷基技術(shù)基本相同，主要包含原料預(yù)處理、催化劑反應(yīng)、產(chǎn)品分離三部分。由于原料預(yù)處理較為簡(jiǎn)單，其優(yōu)點(diǎn)在于原料適應(yīng)性較強(qiáng)，不需要選擇干燥、加氫方式，只需要進(jìn)行脫除即可。

硫酸法烷基化反應(yīng)部分，反應(yīng)器為臥式流出物制冷，其內(nèi)部裝有內(nèi)循環(huán)夾套、攪拌葉輪，可加速物質(zhì)在其中的內(nèi)循環(huán)，以此提升設(shè)計(jì)水平。硫酸法烷基化的裝置較多，具備成熟、可靠的技術(shù)。在設(shè)計(jì)應(yīng)用階段，廢酸處理屬于關(guān)鍵性問(wèn)題，需要配套咱們的廢酸處置裝置，才可減少工藝生產(chǎn)階段對(duì)周圍環(huán)境的污染。

2.2 固體酸烷基化工藝

UOP公司使用的是Alkylene工藝，就固體酸烷基化工藝，主要包含原料預(yù)處理、催化劑反應(yīng)、產(chǎn)品分離三部分。

原料預(yù)處理階段，選擇的是加氫技術(shù)，促使原料中的大分子分裂化解成小分子，原料內(nèi)的1-丁烯異構(gòu)化為2-丁烯，2-丁烯與1-丁烯（B2/B1）比例在10以上，通過(guò)飽和二烯烴，可將wt下降到50μg/g范圍內(nèi)。

反應(yīng)階段，設(shè)備裝置屬于核心部分，其工藝流程與FCC裝置基本相似，通過(guò)應(yīng)用液固流化床，可連續(xù)進(jìn)行再生反應(yīng)，少量催化劑能夠在高溫再生器內(nèi)間歇再生。以此提升I/O比、催化劑與原料的基礎(chǔ)時(shí)間，保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

3硫酸法烷基化與固體酸烷基化工藝比較

硫酸法烷基化與固體酸烷基化工藝比較，如下圖2所示。

基于上圖2比較，能夠得知：就烷基化反應(yīng)，就催化原料的不同，選擇的催化劑也各不相同，需要具體情況具體考慮;就烷基化油反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，聚合物反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，需要綜合考慮其選擇性;大分子縮合物不可避免，需要結(jié)合催化劑反應(yīng)與再生流程，以此減少催化劑的流失。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，硫酸法烷基化本身具備悠久的歷史、成熟可靠的技術(shù)，但在其應(yīng)用中，需要配套使用廢酸處理裝置。硫酸法烷基化未來(lái)研究方向?yàn)楣腆w酸烷基化，這類全新的工藝可減少腐蝕性，切實(shí)降低設(shè)備材料，減少工藝制備階段對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

由于固體酸烷基化對(duì)原料質(zhì)量有較高的要求，在使用階段，需要注意以下幾項(xiàng)問(wèn)題：1.就烷基化反應(yīng)，就催化原料的不同，選擇的催化劑也各不相同，需要具體情況具體考慮。2.就烷基化油反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，聚合物反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，需要綜合考慮其選擇性。3.大分子縮合物不可避免，需要結(jié)合催化劑反應(yīng)與再生流程，以此減少催化劑的流失。

總而言之，就固體酸烷基化裝置運(yùn)行，由于工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足，使得工藝制備風(fēng)險(xiǎn)存在。且工藝制備階段，催化劑屬于專利產(chǎn)品，長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，適用性不強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]萬(wàn)輝.烷基化工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較[J].石油煉制與化工，2018，49（11）：91-95.

[2]呂卓強(qiáng).C_4烷基化生產(chǎn)高辛烷值汽油組分工藝技術(shù)開發(fā)[D].中國(guó)石油大學(xué)（北京），2016，20（04）：55-61.

[3]綦振元，李岐東.烷基化工藝的技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展?fàn)顩r[J].化工設(shè)計(jì)，2015，25（01）：6-9+29+1.

[4]曹祥.硫酸法烷基化與固體酸烷基化工藝比較[J].廣東化工，2010，37（06）：80-81+285.