異辛烷裝置影響因素分析

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1、異辛烷裝置影響反應(yīng)的主要因素1、酸烴乳化程度決定硫酸烷基化反應(yīng)速度的控制步驟是異丁烷向酸相傳質(zhì)的過程，因此，硫酸法烷基化中，速度（空速）或者說酸烴乳化程度對烷基化反應(yīng)過程影響很大。由于硫酸粘度很大（溫度低），異丁烷在硫酸中的溶解度又很低，因此酸烴的分散和傳質(zhì)要相對困難的多，使用高效反應(yīng)器也顯得非常重要。另一個影響酸烴乳化程度的關(guān)鍵因素是攪拌功率，試驗表明，增加攪拌速度可使烷基化油的辛烷值幾乎呈直線上升。酸烴比對酸烴乳化程度也有一定的影響，酸過量對形成以酸為連續(xù)相、烴為分散相的酸烴乳化液是有益的。因為硫酸的粘度、表面張力較大，酸烴之間的密度差也比較大，酸烴比小時容易

2、使得處于分散相的烴類聚集而從酸相中分離出來。根據(jù)操作經(jīng)驗，循環(huán)乳液可以改善酸烴的乳化程度，可使得20～30％的烴相被攜帶進(jìn)入乳液中，可以使裝置中的藏量降低，也使得酸耗降低以致減少補充酸的數(shù)量。2、異丁烷濃度和烷烯比異丁烷在反應(yīng)器烴相中的濃度可以說是完成烷基化反應(yīng)過程的動力。酸相在反應(yīng)器中循環(huán)，烴相異丁烷的濃度涉及到酸烴界面異丁烷的濃度及對酸相重新飽和的作用，這對烷基化反應(yīng)有著重要的影響。加入烴相中丙烷和正丁烷的濃度較高，則異丁烷的濃度就要下降，丙烷和正丁烷表面上看起來對烷基化反應(yīng)是惰性的，但由于異丁烷濃度的下降，對烷基化反應(yīng)是有害的。實踐證明，反應(yīng)流出物的烴相中，

3、異丁烷最低安全濃度是38～50％，也有人認(rèn)為是62～70％（體），低于這個濃度，反應(yīng)器可能產(chǎn)生較多的聚合反應(yīng)；而高于這個濃度，則每提高10％，烷基化油的馬達(dá)法辛烷值可提高0.5～0.7個單位。提高異丁烷的濃度不但可以提高產(chǎn)品烷基化油的辛烷值，而且還可以降低酸耗。因為降低異丁烷的濃度將導(dǎo)致大量硫酸脂生成而增加酸耗。盡管反應(yīng)器中異丁烷的濃度是很重要的操作變量，但人們往往習(xí)慣于使用進(jìn)反應(yīng)器前的烷烯比，即一般所說的外比，目前一般控制外比為8～12。另一種烷烯比是指反應(yīng)器內(nèi)部異丁烷對烯烴的比例——即內(nèi)比。內(nèi)比是含烯烴的物料進(jìn)入反應(yīng)器后與酸催化劑相接觸時，異丁烷與烯烴的比。從

4、理論上講，內(nèi)比是表示發(fā)生烷基化反應(yīng)瞬間的異丁烷和烯烴的比例。它包括了外比、進(jìn)料分散、乳液循環(huán)等因素，也就是說，外比大，烯烴原料進(jìn)入反應(yīng)器后分散的好，及循環(huán)乳液中含有較多異丁烷且循環(huán)速度較大，那么內(nèi)比就可能達(dá)到很高值，如：1000：1。但由于內(nèi)比數(shù)據(jù)很難測定，故人們很少使用。反應(yīng)器流出物中烴相異丁烷的濃度可以作為反應(yīng)器中反應(yīng)物烴相異丁烷濃度的代表，測定也是可以實現(xiàn)的，但實際上，它不是獨立的變量，冷劑冷凍液的質(zhì)量、循環(huán)異丁烷的質(zhì)量以及新鮮進(jìn)料的質(zhì)量固定時反應(yīng)物中異丁烷的濃度才固定不變。隨著烷烯比的增加，不同烯烴的烷基化產(chǎn)品質(zhì)量、辛烷值都有不同的程度的上升，但進(jìn)一步增加

5、烷烯比，辛烷值的增加漸趨緩慢。一般來說，最為理想的反應(yīng)條件下，在較高烷烯比的條件下（大于20～100），烷基化油的辛烷值會逐漸接近100。3、反應(yīng)溫度硫酸烷基化反應(yīng)要求比較低的反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度一般在2～18℃，設(shè)計反應(yīng)溫度一般采用10℃，這個較低的反應(yīng)溫度構(gòu)成了硫酸法烷基化裝置的主要能耗。降低反應(yīng)溫度，使烷基化油的質(zhì)量提高，這是因降低溫度能夠更有效地抑制聚合反應(yīng)和其他不利的副反應(yīng)。但這并不是說，硫酸烷基化反應(yīng)可以無限制地降低反應(yīng)溫度，當(dāng)反應(yīng)溫度降至0℃左右的時候，由于硫酸的粘度已經(jīng)很大，此時已很難保證酸烴的良好乳化，如果進(jìn)一步降低反應(yīng)溫度，則可能使反應(yīng)體系由于凍

6、結(jié)而無法進(jìn)行分散。（溫度不能太低）4、硫酸的濃度硫酸作為烷基化反應(yīng)的催化劑，其質(zhì)量是很重要的。硫酸的質(zhì)量有兩方面的內(nèi)容要研究：一是硫酸的濃度影響，二是雜質(zhì)的影響。雜質(zhì)分兩種：水和酸溶性油。水的存在有利于硫酸的離解，有利于提供烷基化反應(yīng)所需要的H+，而酸溶性油也是高度離子化的，很容易從異丁烷中接受氫負(fù)離子，使異丁烷成為（C4H9）+，從而引發(fā)烷基化反應(yīng)。因此，有些新裝置開工時，常常由老裝置上取一些使用過的硫酸，就是這個原因。當(dāng)然，無論是水還是酸溶性油的含量增加，都將使酸的濃度下降，因此，盡管硫酸的雜質(zhì)存在有利于反應(yīng)的一面，但也不能讓其不斷的增加。更何況，水含量的增加

7、，會使硫酸的腐蝕能力加強。排出硫酸的濃度一般以89～90％（重）為比較合適的，烷基化反應(yīng)最佳酸濃度條件為96～97％，那么是否可以使用100％的硫酸或發(fā)煙硫酸呢？答案是否定的。因為SO3能夠和異丁烷發(fā)生反應(yīng)，從而破壞烷基化反應(yīng)的進(jìn)行。一般對于混合烯烴原料來說，如果將酸的濃度從89％提高到94％，烷基化油的辛烷值可隨不同的反應(yīng)條件提高1.0～1.8個單位。在由幾個反應(yīng)器組成的大型硫酸烷基化裝置里，可以在不同的反應(yīng)器里使用不同的酸濃度，以充分利用補充的高濃度新酸。如果新酸的濃度為98％，共有四個反應(yīng)器和酸烴沉降器，在第一個反應(yīng)器里加入全部新酸，此時，1號沉降器的酸濃度

8、為96％，