烷基化催化劑工藝推進

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

烷基化催化劑工藝推進

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

近年來，隨著科學技術的不斷發(fā)展，對于烷基化催化劑的應用越來越廣。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。不過在使用離子液體法進行工藝生產(chǎn)時，存在著價格昂貴的缺點，而對于固體酸催化劑的使用則容易出現(xiàn)失活等問題，因此這兩種方法都還沒有在工業(yè)上得到廣泛的應用。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法。

烷基化;催化劑;工藝推進

隨著我國經(jīng)濟建設的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，使得了我國國內(nèi)的私家車越來越多，這也使得了我國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，對早已不堪重負的生態(tài)環(huán)境造成了更為嚴重的污染，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前人們重點關注的問題。而對于烷基化催化劑工藝的推廣與應用正好能有效降低汽車尾氣污染物的排放，因此加大對其的相應研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 國內(nèi)外烷基化工藝

國內(nèi)外的各大專家和學者對于烷基化工藝已經(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，下面對各種不同工藝進行相應的分析與研究：

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)點在于對環(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、Lurgi工藝等。不過該烷基化工藝也存在一定的缺陷，主要在于工藝生產(chǎn)中催化劑的活性會逐漸降低，進而導致目標產(chǎn)物的質(zhì)量和效率也受到較大的影響。所以對于該工藝的工業(yè)推廣，最為重要的是需要解決催化劑失活的問題，這也成為了當前國內(nèi)外科研人員需要重點攻克的難題。

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用。不過近些年來，隨著人們對身體健康和環(huán)境保護意識的不斷增強，人們對于氫氟酸法烷基化工藝的運用產(chǎn)生了不同的見解。主要原因在于氫氟酸具有很強的揮發(fā)性和毒性，并且會對周圍的人和環(huán)境造成極大的危害，進而導致該工藝的發(fā)展受到了嚴重的阻礙。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，還具有操作更加安全，并且不會對操作人員和周圍環(huán)境造成較大的影響，從而使得了這種工藝更有競爭力。

2 硫酸烷催化劑工藝推進分析

2.1 噴射式反應器工藝

噴射式反應器是一個臥式容器，該工藝反應主要是通過噴嘴將異丁烷、烯烴及硫酸噴入，然后在反應器中實現(xiàn)酸烴分層，對于處于下部的硫酸能夠通過烴進料管線再次噴入反應器中，從而實現(xiàn)了對于硫酸的循環(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，對于噴射式反應器工藝，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對酸烴的分離，但是這種分離效果不太理想。更為重要的是，這種工藝反應需要靠蒸發(fā)一部分異丁烷來維持反應容器內(nèi)的反應溫度，不僅影響到了工藝產(chǎn)品的質(zhì)量大打折扣，同時還極大的降低了反應區(qū)內(nèi)異丁烷的濃度。

2.2 Stratco臥式攪拌反應器工藝

Stratco臥式攪拌反應器工藝也是在一個臥式容器內(nèi)進行工藝反應的，這個臥式容器不僅內(nèi)部設有套筒，同時還設有管束和攪拌葉輪等裝置。在實際的工藝反應過程中，一旦當烴類物料進入反應器后，這些烴類物料會在攪拌葉輪的作用下，沿套筒和反應器殼體的環(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，從而在反應器內(nèi)形成了一個循環(huán)。對于該工藝反應的運用，主要需要解決硫酸在低溫狀態(tài)下存在粘度較高的特點，因此需要反應器的內(nèi)部攪拌器具有更高的功率，這在節(jié)能降耗的大背景下，使得了對于Stratco臥式攪拌反應器工藝的應用也受到了較大的限制。

2.3 CDAlky靜態(tài)混合反應器工藝

對于CDAlky靜態(tài)混合反應器工藝，其工藝核心是一臺大型立式反應器，如圖1所示：首先，為了保證反應物的傳送效果，在反應器內(nèi)設置有專利填料，這樣能夠保證在無攪拌設備工作的情況下，使得反應物料具有較高的傳質(zhì)效果。同時，反應器內(nèi)沒有攪拌設備，還能使得裝置生產(chǎn)的可靠性得到進一步的加強，并且減少了相應的檢查和維修費用。其次，在反應器的頂部設置分布器，能夠使得反應器中部的有物料具有氣化空間，以更好地實現(xiàn)冷卻。最后，該反應器工藝還取消了酸洗和堿洗的過程，極大地減少了設備腐蝕，降低了設備的維護費用。

圖1 CDAlky靜態(tài)混合反應器工藝流程簡圖

3 結(jié)語

總之，與其他的烷基化工藝相比，硫酸烷基化工藝優(yōu)點更加突出。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將日趨成熟，因此將是烷基化工藝的最佳選擇。

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

[2]馬會霞，周峰，喬凱.液體酸烷基化技術進展[J].化工進展，2015，33（05）：32-39.