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董松祥

至尊木虫 (著名写手)

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专业: 能源化工

[交流] 烷基化部分工艺原理已有1人参与

烷基化部分工艺原理
烷基化反应是指烷烃和烯烃的化学加成反应，在反应中，烷烃分子的活泼氢原子的位置被烯烃分子所取代，由于异构烷烃的叔碳原子上的氢原子比正构烷烃中的伯碳原子上的氢原子活泼的多，因而，在烷基化反应时，必须要用异构烷烃作为原料。

烷基化反应是正碳离子反应，由于烯烃上的双键δ与π键，在受到催化剂的质子攻击时，由于π键较弱产生了异构效应，并发生电子重排。HF对异构烷烃与乙烯的烷基化反应没有催化作用，丙烯在HF催化剂作用下与异丁烷反应，主要生成2、3—二甲基戊烷RON为91，但收率仅为35%，

丁烯-1与异丁烷发生烷基化反应，在HF作用下首先异构化生成丁烯-2然后再与异构烷烃反应，生成高辛烷值的2、2、4—三甲基戊烷，2、3、4—|三甲基戊烷，2、3、3—三甲基戊烷，RON（100～106），使用戊烯烷基化生成几乎是等量的三甲基戊烷和三甲基己烷。

HF供H+生成正碳离子：

      CnH2n+H+←→CnH2n+1+

1）正碳离子与异丁烷反应生成叔丁基阳离子

CH3                               CH3
      │                                     │
CH3-C-H+CnH2n+1+←→CH3—C++CnH2n+2
   │                                     │
   CH3                                  CH3

2）叔丁基正碳离子在双键上加成是烷基化反应决定性一步：

      CH3
            │
   CH3-C++ CnH2n←→Cn+4H2n+9+
         │
         CH3
3）辛烷基正碳离子与异丁烷反应生成烷基化油和叔丁基碳离子：

               CH3                                  CH3
                              │                                        │
Cn+4H2n+9++ CH3-C-H←→Cn+4H2n+10+ CH3-C+
                              │                                        │
                              CH3                                  CH3

分馏部分工艺原理烷基化产品的分离与一般的精馏塔相似，但是由于其塔盘结构的特殊性，产品侧线抽出以及进料中1～3%HF的含量，而且，HF易与各种抽出物形成共沸物，因此，主分馏塔的操作要比一般精馏塔的操作复杂。主分馏塔塔顶馏出物为75%的丙烷，还有部分HF、异丁烷，经冷凝后进入回流罐。HF与烃由于密度的不同而分层，烃相由回流泵抽出后，一路作主分馏塔回流，一路进丙烷汽提塔。而酸相至酸沉降罐循环使用，这部分HF浓度较高。循环异丁烷自塔盘上方集油箱抽出,为保证烷烯比,循环异丁烷量很大,且保证循环异丁烷浓度大于80%,其中正丁烷含量不大于8%,由于循环异丁烷中含有少量HF,因此,循环异丁烷与原料三通的位置应接近反应器,可以减少氟化物的生成正丁烷从塔盘抽出，控制好这个量，对提高循环异丁烷纯度和减少烷油的损失很重要，外送量很大循环异丁烷浓度高，但烷基化油损失较大，温度为128℃左右，纯度88%。对于主分馏塔，本装置采用的热源为加热炉其中加热炉供热量占60%。中间加热器的加热量占40%，塔底烷油经泵抽出后（232℃±2），经加热炉加热至245℃左右返回主分馏塔。中间加热器物流自30层抽出并返回，抽出温度为123℃返回为125℃左右。主分馏塔中间加热器是为充分利用能量而设，该设置使塔结构更复杂，且改变了塔内的气液相负荷，对分馏结果影响不是很大，操作弹性较大。灵敏塔盘设在76层，控制温度，这样温度反应比较灵敏，有助于丙烷和异丁烷的的分离。塔的压力由回流罐的温度控制，当三通冷流全开时，说明回流罐内有大量不凝气，应由V-3冷凝后向中和器排放。丙烷汽提塔部分原理
丙烷汽提塔是利用共沸的原理，将丙烷中的氢氟酸分离出去。

当丙烷溶液进入汽提塔后，HF与部分丙烷形成共沸物，由塔顶馏出至主分馏塔顶冷凝器，塔底丙烷一路外送、一路循环、并有部分作为冲洗油。

由于塔顶馏出物中大部分是丙烷，以及少量的HF与丙烷的共沸物，因此沸点较为接近，所以用塔内两个灵敏点的温度差来指示分离情况。正常时温差为零，当Δt>1时，表示塔底丙烷中含有过量的HF。Δt<0时，说明进料中含有大量iC40。

酸再生塔分离原理ASO与HF形成共沸物，由于ASO沸点较高，在塔底排放时，相应带走一些与之形成共沸物的水和HF。如果进料中含水量高，则启用塔顶回流异丁烷，在操作条件下，60%的水与40%的HF将形成共沸，因此，排放ASO及水均要损失HF。根据烷基化原料中含杂质的不同，如含硫等，将形成低沸点的ASO，不易从再生塔顶脱出，因此必须控制再生塔进料温度，来控制循环酸中ASO含量。

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