硫酸法烷基化与固体酸烷基化工艺比较分析

丁黎明 王华伟

摘要：烷基油本身属于一种应用效果较好的高辛烷值汽油调和组成成分，本文通过分析了不同烷基化工艺技术特点，通过对比不同技术的优缺点，开展详细阐述与探讨，明确硫酸法烷基化与固体酸烷基化工艺流程及工艺技术特点，本文所有研究结果仅供参考。

关键词：硫酸法烷基化;固体酸烷基化;工艺简介;技术特点;工艺比较

烷基化油属于一种应用效果较好的高辛烷值汽油调和组成成分，一般由异丁烷和丁烯反应生成烷基化油，在强酸作用下，可加速烷基化的合成。马达法辛烷值在95以上，属于一种烷烃类调和组分。本文主要阐述、分析硫酸法烷基化与固体酸烷基化工艺，详细研究如下。

1 工艺简介

1.1 硫酸法烷基化工艺

硫酸法烷基化主要是将STRATCO公司流出的制冷技术为主，硫酸法烷基化技术至今已经具备60多年的历史，拥有了成熟、可靠的技术。目前，全球范围内硫酸法烷基化工艺生产装置总计75套，我国是在20世纪80年代才逐步引进硫酸法烷基化装置，并逐步应用硫酸法烷基化工艺，全国范围内总计9套硫酸法烷基化设备，如下表1所示。

硫酸法烷基化的应用优点包括：具备丰富的资源，且工艺成本较低，选择性较好，回收连续性较强，物质活性较高，能够实现装置运行周期的延长。就硫酸腐蚀设备而言，硫酸法烷基化工艺消耗酸较大，工艺制备阶段产生的大量酸渣会污染环境。必须要配备再生装置，加强废酸处理，才可切实解决环境污染问题。

1.2 固体酸烷基化工艺

固体酸烷基化工艺是以固体酸作为催化剂，包括：HF、H2S04，这类烷基化工艺，具备较强的腐蚀性与酸性。生产阶段产生的酸渣、碱渣严重危害周围环境，国外许多石油公司均将固体酸烷基化工艺视作跨世纪问题。国外就固体酸烷基化，已经经历了25年的研究时间。大量研究结果显示，就新开发的固体催化剂，应用在异丁烷-丁烯，烷基化生产阶段，具备强酸性、不管是分离还是回收，操作性均比较便捷，能够活化再生，其酸类型主要划分为固载酸化、固体超强酸，固体酸烷基化具备化工连续性、小腐蚀性的优势。

固体酸烷基化工艺，通过借助轻烯烃生产出来的烷基化油，可保障烷基化油生产质量。固体酸烷基化工艺具备较强的安全性、便捷性，相比硫酸法烷基化，固体酸烷基化工艺应用效果更为显著。

2 工艺技术特点

烷基油属于一种应用效果较好的高辛烷值汽油调和组成成分，一般由异丁烷和丁烯组成，在强酸作用下，可加速烷基化的合成。硫酸法烷基化与固体酸烷基化工艺，详细分析如下。

2.1 硫酸法烷基化工艺

硫酸法烷基化工艺流程与其他烷基技术基本相同，主要包含原料预处理、催化剂反应、产品分离三部分。由于原料预处理较为简单，其优点在于原料适应性较强，不需要选择干燥、加氢方式，只需要进行脱除即可。

硫酸法烷基化反应部分，反应器为卧式流出物制冷，其内部装有内循环夹套、搅拌叶轮，可加速物质在其中的内循环，以此提升设计水平。硫酸法烷基化的装置较多，具备成熟、可靠的技术。在设计应用阶段，废酸处理属于关键性问题，需要配套咱们的废酸处置装置，才可减少工艺生产阶段对周围环境的污染。

2.2 固体酸烷基化工艺

UOP公司使用的是Alkylene工艺，就固体酸烷基化工艺，主要包含原料预处理、催化剂反应、产品分离三部分。

原料预处理阶段，选择的是加氢技术，促使原料中的大分子分裂化解成小分子，原料内的1-丁烯异构化为2-丁烯，2-丁烯与1-丁烯（B2/B1）比例在10以上，通过饱和二烯烃，可将wt下降到50μg/g范围内。

反应阶段，设备装置属于核心部分，其工艺流程与FCC装置基本相似，通过应用液固流化床，可连续进行再生反应，少量催化剂能够在高温再生器内间歇再生。以此提升I/O比、催化剂与原料的基础时间，保障产品生产质量。

3硫酸法烷基化与固体酸烷基化工艺比较

硫酸法烷基化与固体酸烷基化工艺比较，如下图2所示。

基于上图2比较，能够得知：就烷基化反应，就催化原料的不同，选择的催化剂也各不相同，需要具体情况具体考虑;就烷基化油反应为一级反应，聚合物反应为二级反应，需要综合考虑其选择性;大分子缩合物不可避免，需要结合催化剂反应与再生流程，以此减少催化剂的流失。

4 结束语

综上所述，硫酸法烷基化本身具备悠久的历史、成熟可靠的技术，但在其应用中，需要配套使用废酸处理装置。硫酸法烷基化未来研究方向为固体酸烷基化，这类全新的工藝可减少腐蚀性，切实降低设备材料，减少工艺制备阶段对生态环境的影响。

由于固体酸烷基化对原料质量有较高的要求，在使用阶段，需要注意以下几项问题：1.就烷基化反应，就催化原料的不同，选择的催化剂也各不相同，需要具体情况具体考虑。2.就烷基化油反应为一级反应，聚合物反应为二级反应，需要综合考虑其选择性。3.大分子缩合物不可避免，需要结合催化剂反应与再生流程，以此减少催化剂的流失。

总而言之，就固体酸烷基化装置运行，由于工程建设经验不足，使得工艺制备风险存在。且工艺制备阶段，催化剂属于专利产品，长期依赖进口，适用性不强。

参考文献：

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