烷基化反应及其工艺

烷基化工艺作业安全操作章程1.烷基化引入有机化合物分子中的碳、氮、氧等原子上的反应称为烷基化反应。

涉及烷基化反应的工艺过程为烷基化工艺，可分为C-烷基化反应、N-烷基化反应、O-烷基化反应。

2.反应介质具备自然危险性，应当注意管道运输，系统开停车，升温速率，升压速率。

3.烷基化催化剂具备自然危险性，遇水剧烈反应，放出大量热量，容极易引发火灾甚至爆炸；应特别注意催化剂的安装，和定期更换。

4.烷基化反应都是在加热条件下进行，原料、催化剂、烷基化剂等原料次序颠倒、加料速度过快或者搅拌中断停止等异常现象容易引起局部剧烈反应，造成跑料，引发火灾或爆炸事故。

应特别注意必须控制反应速度。

5.烷基化反应釜内温度和压力；烷基化反应釜内搅拌速率；反应物料的流量及配比等。

6.反应物料的紧急切断系统；紧急冷却系统；安全泄放系统；可燃和有毒气体检测报警装置等。

7.将烷基化反应釜内温度和压力与釜内搅拌、烷基化物料流量、烷基化反应釜冷却水阀形成联锁关系，当烷基化反应釜内温度超标或搅拌系统发生故障时自动停止加料并紧急停车8.安全设施包括安全阀、爆破片、紧急放空阀、单向阀及紧急切断装置等。

9.应当定期检查，并经常注意低压系统压力变化，以避免高压气体窜入低压系统引起物理爆炸。

若发现低压系统压力突然升高，而原因不明时，应作紧急停车处理。

10.要经常检查合成机工作内件的运转、密封、润滑情况，如果发现撞击、震动、大量泄漏等异常现象，应快速进行处理，避免高压气体冲击发生着火和爆炸。

11. 操作人员要认真学习安全生产知识和消防安全知识，做到“三懂”、“三会”。

“三懂”是指懂得本岗位的火灾危险性；懂得预防火灾的措施；懂得扑救方法。

“三会”是指会报警；会使用灭火器材；会处置险肇事故。

2017年第36卷第5期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1573·化 工 进展烷基化工艺及硫酸烷基化反应器研究进展李明伟，李涛，任保增（郑州大学化工与能源学院，河南 郑州 450001）摘要：目前烷基化研究主要集中在新型催化剂的开发和酸烃混合过程的强化，研究开发新型烷基化反应器是突破点之一。

本文综述了国内外碳四烷基化工艺技术现状，简述了硫酸、氢氟酸、离子液体、固体酸作为催化剂的反应工艺。

回顾了碳四烷基化反应机理，指出异丁烷的氢转移是反应的控速步骤，进而提出烷基化技术改进的关键是强化异丁烷向酸相的传质，并以此指导新型反应器的设计。

文章着重介绍了硫酸法烷基化反应器，将其按照混合方式分为搅拌混合式、静态混合式、喷射混合式以及剪切混合式等。

从原料混合、产物分离和传热等方面详细介绍了几种典型的硫酸法烷基化反应器，并对各种反应器的优缺点进行了总结，便于炼油企业结合自身优势选择合理的烷基化反应器及工艺路线。

关键词：烷基化；异丁烷；反应器；混合；聚结中图分类号：TE624.4+8 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）05–1573–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.05.003Advance of alkylation process and concentrated sulfuric acid alkylationreactorLI Mingwei ，LI Tao ，REN Baozeng（School of Chemical Engineering and Energy ，Zhengzhou University ，Zhengzhou 450001，Henan ，China ）Abstract ：At present, the research of alkylation is mainly focused on the development of new catalysts and the strengthening of acid-hydrocarbon mixing process. The development of novel liquid acid alkylation reactors is one of the breakthrough points. In this paper, the status of alkylation technology at home and abroad were reviewed. The reaction process of solid acid ，sulfuric acid ，hydrofluoric acid and ionic liquid as catalyst were introduced. The mechanism of C 4 alkylation was also reviewed. Based on the fact that the H - transfer of isobutane is the control step of the reaction, it was reported in this paper that the key of the development of alkylation is to strengthen the mass transfer of isobutane to acid phase, which is of great significance to the design of novel reactors. The reactors for concentrated sulfuric acid alkylation ，which are divided into stirred mixing type, static mixing type, injection mixing type and shear mixing type according to the different ways of mixing ，were emphatically introduced. This paper discusses several typical sulfuric acid alkylation reactors, including reactants mixing, products separation, and heat transfer. The advantages and disadvantages of various reactors are summarized ，which is convenient for refiners to choose the reasonable alkylation reactor and process route. Key words ：alkylation ；isobutane ；reactors ；mixing ；coalescence2017年1月起，全国范围提前一年供应国Ⅴ标准汽、柴油，预计2017年国内汽油需求量为1.29亿吨[1]。

烷基化流程简述装置由原料加氢精制、反应、制冷压缩、流出物精制和产品分馏及化学处理等几部分组成。

原料加氢精制自MTBE来的未反应C4馏分经凝聚脱水器脱除游离水后进入原料缓冲罐，经泵抽出换热、加热到反应温度后与来自系统的氢气在静态混合器中混合，进入加氢反应器底部床层，反应物从反应器顶部出来，与加氢裂化液化气（来自双脱装置，进入缓冲罐，经泵抽出）混合进入脱轻烃塔（脱除C3以下轻组分和二甲醚）。

塔顶轻组分经冷凝器冷凝，进入回流罐，不凝气排至燃料气管网，冷凝液部分顶回流，部分作为液化气送出装置。

塔底C4馏分经换热、冷却至40℃进入烷基化部分。

反应部分烯烃与异丁烷的烷基化反应，主要是在酸催化剂的作用下，二者通过中间反应生成汽油馏分的过程。

C4馏分与脱异丁烷塔来的循环异丁烷混合经换冷至11℃，经脱水器脱除游离水（10ppm）后与闪蒸罐来的循环冷剂直接混合，温降至3℃分两路进入烷基化反应器。

反应完全的酸-烃乳化液经一上升管直接进入酸沉降器，分出的酸液循下降管返回反应器重新使用，90%浓度废酸排至废酸脱烃罐，从酸沉降器分出的烃相流经反应器内的取热管束部分汽化，汽-液混合物进入闪蒸罐。

净反应流出物经泵抽出经换热、加热至约31℃去流出物精制和产品分馏部分继续处理。

循环冷剂经泵抽出送至反应进料线与原料C4直接混合，从闪蒸罐气相空间出来的烃类气体至制冷压缩机。

制冷压缩部分从闪蒸罐来的烃类气体进入压缩机一级入口，从节能罐顶部来的气体进入二级入口，上述气体被压后进入节能罐,在其内闪蒸,富含丙烯的气体返回压缩机二级入口液体去闪蒸罐,经降压闪蒸温度降低出至抽出丙烷碱洗罐碱洗，以中和可能残留的微量酸，从罐抽出的丙烷经丙烷脱水器脱水后送出装流出物精制和产品分馏部分目的是脱除酸脂（99.2%的硫酸+12%的NaOH）。

换热后的反应流出物进入酸洗系统,与酸在酸洗混合器内进行混合后,进入流出物酸洗罐，绝大部分酸脂被吸收。

流出物烃类和酸在酸洗罐中分离，烃类流出物酸含量低于10ppm，酸则连续进入反应器作为催化剂使用。

烷化工艺流程
《烷化工艺流程》
烷化是一种在化学工业中广泛运用的重要工艺流程，用于生产烷烃类化合物，如乙烷、丙烷等。

烷化过程通常包括烷烃与烷基化试剂进行反应，生成较长链的烷基化合物。

该过程通常应用于原油精炼和烷烃类化合物的工业生产中。

烷化工艺流程的主要步骤包括原料准备、催化剂选择、反应条件控制等。

首先，需要准备好烷烃原料和烷基化试剂，其中烷烃原料通常来自于天然气或石油提炼，而烷基化试剂则是用于引发烷化反应的重要物质。

在催化剂选择上，通常选择具有高活性和烷烃选择性的固体酸性催化剂，如氧化铝、硅铝酸等。

此外，还需要合理控制反应条件，包括温度、压力和反应物比例等参数，以确保反应的高效进行。

在实际操作中，烷化工艺流程通常采用连续式反应器进行进行，将烷烃和烷基化试剂通过反应器进行充分混合反应，产生烷基化合物。

此外，还需要对反应产物进行分离和纯化，以得到高纯度的烷基化合物。

在实际工业生产中，烷化工艺流程已经在燃料生产、润滑油生产和化学原料生产等领域得到广泛应用。

总之，《烷化工艺流程》是一项重要的化工工艺技术，对于烷烃类化合物的生产具有重要意义。

随着化工技术的不断发展和进步，相信烷化工艺流程将会在未来得到更加广泛的应用和推广。

硫酸法烷基化的工艺原理和反应系统王欢(大庆炼化公司炼油生产二部，黑龙江 大庆 163000)摘要：烷基化技术包括很多种，其中硫酸法烷基化主要指STRATCO 硫酸法烷基化技术中流出物制冷技术，此工艺技术成熟可靠，有着酸资源丰富，价格便宜，可回收，能够连续保持活性等优点。

该工艺中硫酸腐蚀性较强，设备易腐蚀，消耗酸较大，容易产生大量的酸渣，装置需要长周期运行。

文章主要探讨硫酸法烷基化的加氢硫酸法烷基化和烷基化反应原理和主要的工艺流程。

关键词：硫酸法烷基化；工艺原理；工艺流程中图分类号：TQ111文献标志码：A文章编号：1008-4800(2021)08-0160-02DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2021.08.077The Process Principle and Reaction System of Sulfuric Acid AlkylationWANG Huan (Daqing Refining & Chemical Company Production Department II , Daqing 163000, China)Abstract: There are many kinds of alkylation technologies, among which sulfuric acid alkylation mainly refers to the effluentrefrigeration technology in STRATCO sulfuric acid alkylation technology. This process is mature and reliable, has the advantages of rich acid resources, low price, recyclability, and continuous activity. In this process, the sulfuric acid is more corrosive, the equipment is easy to corrode, the consumption of acid is large, and it is easy to produce a large amount of acid slag, the device needs long-term operation. This paper mainly discusses the principle and main process flow of hydrosulfuric acid alkylation and alkylation reaction of sulfuric acid alkylation.Keywords: sulfuric acid alkylation; process principle; process flow0 引言伴随时代的发展，油气生产的标准越来越为严格，在石油炼制工业产业中，通过烷基化技术的运用，可以提高汽油成分中的辛烷值和抗暴性能，从而提高汽油的整体效率，满足化工产业的发展需求。

烷基化工艺流程烷基化是一种重要的有机合成化学反应，通过在烷烃分子中引入烷基基团，可以得到更多的有机化合物，这对于化工行业来说具有重要意义。

烷基化工艺流程是一个复杂的过程，需要精确的控制和操作。

下面将详细介绍烷基化工艺流程的步骤和关键技术。

1. 原料准备。

烷基化的原料通常是烷烃和烷基化剂。

烷烃是一类碳氢化合物，如乙烷、丙烷等，而烷基化剂则是一种能够引入烷基基团的化合物，如卤代烷、醇等。

在进行烷基化反应之前，需要对这些原料进行准备工作，包括纯化、浓缩等处理，以确保反应的高效进行。

2. 催化剂选择。

在烷基化反应中，催化剂起着至关重要的作用。

催化剂能够降低反应的活化能，加速反应速率，提高产物的选择性。

常用的烷基化催化剂包括氧化钾、氧化钠、氯化铝等，选择合适的催化剂对于反应的成功进行至关重要。

3. 反应条件控制。

烷基化反应的条件控制是烷基化工艺流程中的关键环节。

包括反应温度、压力、反应时间等参数的控制。

通常来说，烷基化反应需要在一定的温度和压力下进行，同时需要控制反应时间以达到理想的产率和产物纯度。

4. 分离提纯。

烷基化反应结束后，需要对产物进行分离和提纯。

通常采用蒸馏、结晶、萃取等方法进行分离，得到目标产物。

在这一步骤中，需要注意对废弃物的处理，以确保环境友好和资源利用。

5. 产品储存。

最后，得到的烷基化产物需要进行储存。

在储存过程中，需要注意产品的稳定性和安全性，选择合适的储存容器和条件，以确保产品的质量和安全。

总结来说，烷基化工艺流程是一个复杂的过程，需要对原料、催化剂、反应条件、分离提纯和产品储存等环节进行精确控制。

只有在严格遵循工艺流程和技术要求的情况下，才能得到高质量的烷基化产物，这对于化工行业来说具有重要意义。

烷基化工艺说明(总38页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录1概述 (3)2 工艺设计技术方案 (4)3 原料及产品性质 (5)4 装置物料平衡 (7)5 工艺流程简述 (8)6 主要设备选型说明 (14)7 消耗指标及能耗 (14)8 装置定员 (21)9 环境保护 (22)10 职业安全卫生 (23)11 装置对外协作关系 (29)12 设计执行的标准目录 (31)1 概述该烷基化装置采用硫酸烷基化工艺，公称规模为16万吨/年。

设计依据DUPONT 公司提供的硫酸烷基化工艺包；装置概况装置原料：本装置原料为上游MTBE装置提供的未反应碳四馏分、加氢裂化液化气，前处理所需的少量氢气由制氢装置提供。

装置建设规模：根据MTBE装置所提供的液化气量及液化气中的烯烃含量，实际可生产烷基化油约万吨/年，本装置设计规模为16万吨/年烷基化油。

装置建设性质：在酸催化剂的作用下，液化气中的异丁烷与烯烃反应生成高辛烷值汽油调合组分-烷基化油。

设计原则：1）选用成熟可靠的工艺技术和控制方案，使设计的装置达到安、稳、长、满、优操作。

2）优化工艺流程并推广应用新工艺、新技术、新设备、新材料，降低生产成本同时降低装置能耗，提高产品质量档次。

3）在保证技术先进、装置生产安全可靠的前提下，降低能耗并尽量降低工程造价，节省投资。

4）为了降低工程投资，按照“实事求是、稳妥可靠”的原则，提高国产化程度，所需设备立足国内解决，只引进在技术、质量等方面国内难以解决的关键设备、仪器、仪表。

5）采用DCS 集中控制，优化操作，以提高装置的运转可靠性，提高产品收率和质量。

6）严格执行国家、地方及主管部门制定的环保和职业安全卫生设计规定、规程和标准，减少“三废”排放，维护周边生态环境，实行同步治理，满足清洁生产的要求。

装置组成：本装置由原料精制、反应、流出物精制和产品分馏、化学处理等几部分组成。

烷基化过程烷基化是指烷烃与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所取代。

由于异构化烷烃中的叔碳原子比正构烷烃中的伯碳原子上的氢原子活泼得多，因此必须用异构烷烃作为烷基化原料。

一．烷基化工艺反应原料：从液化气分离得到异丁烷和丁烯。

主要反应：在无水氯化铝、硫酸、氢氟酸或者固体超强酸等酸性催化剂作用下，异构丁烷与丁烯合成高辛烷值的异构烷烃。

反应机理：正碳离子机理。

反应产物：研究法辛烷值可达96，不含低相对质量的烯烃，排气中烟雾少，不引起振动，道路辛烷值也好。

用作航空汽油和车用汽油的高辛烷值调和组分。

烷基化所使用的烯烃原料和催化剂不同，烷基化的反应过程和所得产物也有所不同。

在过于苛刻的反应条件下，一次反应物和原料还可以发生裂化、叠合、异构化、歧化和自身烷基化等副反应，在生成低沸点和高沸点的副产物以及脂类和酸油。

（1）硫酸法烷基化（2）氢氟酸法烷基化二．硫酸法烷基化工艺条件（1）反应温度反应温度随着烯烃的种类和催化剂浓度的不同而变化，一般在0-30℃范围内，丙烷烷基化时约30℃，对丁烷则约0-20℃.温度过高则副产物反应增加，温度过低则反应速度低，而且烃类和硫酸的乳化液变得稠而不易流动，因此工业上很少采用低于0℃的反应温度。

（2）异丁烷循环为了抑制烯烃的叠合等副反应，反应系统中有大量的过剩异丁烷进行循环以维持高的异丁烷对烯烃的比例，原料中的异丁烷与烯烃的体积比（液体）为20-40,而在反应器内由于大量的异丁烷循环，其比值一般为500-700.前一种比值称为外比，后者称为内比。

除此之外，异丁烷-烯烃的原料并不是一次全部加入到第一个反应段而是分批加入五个反应段，这样对提高内比有利。

催化剂中的烯烃浓度大小对产生副反应的程度关系很大，除了要控制异丁烷与烯烃的比值外，还应当控制烯烃的进料速度，通常控制在0.1-0.6m3（催化剂）/h。

（3）原料纯度原料中含乙烯会增大催化剂的消耗量，而且生成的硫酸酯混入产品并腐蚀设备，因此应避免乙烯混入原料。

烷基化技术及其工业应用研究烷基化技术是一种在有机化学中常用的合成工艺，通过将烷基基团引入分子结构来改变化合物的性质和用途。

烷基化技术在化工领域有着广泛的应用，涉及到石油化工、医药、农药、香料等多个领域。

本文将介绍烷基化技术的基本原理、工业应用情况以及相关研究进展，以期为相关领域的科研工作者提供参考。

一、烷基化技术的基本原理烷基化是将烷基基团引入有机化合物中的一种重要方法，其主要原理是通过亲核取代反应或自由基取代反应将烷基基团引入分子结构中。

亲核取代反应通常发生在含有亲核试剂的条件下，亲核试剂会攻击有机分子中的一个原子，将亲核试剂中的原子或基团引入到有机分子中；而自由基取代反应则是利用自由基试剂引发的自由基反应来引入烷基基团。

烷基化反应可以是SN1、SN2、自由基取代反应等多种机理的反应，具体的反应机理取决于反应条件、底物结构和试剂选择等多种因素。

二、烷基化技术的工业应用1. 石油化工领域在石油化工领域，烷基化技术被广泛应用于燃料添加剂和润滑油添加剂的生产中。

通过对烯烃或芳烃进行烷基化反应，可以得到一系列烷基苯、烷基甲苯、烷基醚等化合物，这些化合物可以作为高效的燃料添加剂使用，能够提高燃料的辛烷值、改善燃料的抗爆性能和清洁燃烧特性。

烷基化技术还可以用于生产各类润滑油添加剂，提高润滑油的抗磨性、抗氧化性和降低润滑油的流变性能。

2. 医药领域在医药领域，烷基化技术被广泛应用于药物合成中。

烷基化反应可以在天然产物的化学修饰中发挥重要作用，通过引入烷基基团可以增强化合物的药效活性、改善其药代动力学性质、降低毒性等。

烷基化技术还可以用于合成新药物分子，通过合成含有特定烷基结构的化合物来寻找新型药物。

3. 农药和香料领域在农药和香料领域，烷基化技术也有着广泛的应用。

烷基化反应可以用于农药的合成，通过引入烷基基团可以提高农药的杀虫效果、改善作用范围和持久性。

烷基化技术还可以用于生产各类香料和香精，为食品、日化产品、香水等行业提供原料。

烷基化工艺技术进展一、绪论- 烷基化反应的概述- 烷基化在工业上的重要性- 烷基化工艺技术的研究进展二、烷基化反应机理- 烷基化反应的化学过程- 化学反应动力学- 分子模拟和计算机模拟在烷基化反应机理研究中的应用三、烷基化催化剂的发展- 常见烷基化催化剂的分类- 非金属催化剂的发展- 过渡金属催化剂的研究进展四、烷基化反应工艺技术的改进- 新反应机构的开发和设计- 反应条件的优化- 原料选择和纯化工艺的改进五、烷基化反应应用- 烷基化在有机化合物合成中的应用- 烷基化在石化化工中的应用- 烷基化未来的发展趋势六、结论- 烷基化反应工艺技术的发展趋势- 烷基化的重要性和应用价值- 烷基化反应的研究仍有待进一步加强。

一、绪论烷基化反应是一种将非烷基的分子转化为烷基的化学反应，是有机化学中的重要反应之一。

由于烷基化产物具有良好的稳定性和化学惰性，它们在工业和生活中得到了广泛的应用。

例如，烷基化反应被应用于工业生产中的各个领域，如石油炼制、医药和化妆品制造等。

此外，烷基化反应还在有机合成领域具有重要的地位。

在工业上，烷基化反应被用来生产各种高附加值的化合物，如有机酸、脂肪酸甲酯、清洁剂、润滑油、溶剂等。

通过烷基化反应，可以使原料转化为更有价值的化合物，从而提高了原料利用率和经济效益。

近年来，随着化学工艺和分析方法的进步，烷基化反应的研究也越来越深入。

烷基化反应机理、催化剂和反应条件的研究和改进，使得烷基化反应的产率和选择性得到了很大提高。

同时，基于烷基化反应开展的新反应机制的研究，也为合成更为复杂的化合物提供了新的思路和方法。

本文将对烷基化工艺技术的进展进行阐述。

第二章将介绍烷基化反应的机理，包括化学反应动力学以及分子模拟和计算机模拟在烷基化反应机理研究中的应用。

第三章将讨论常见烷基化催化剂的分类，并介绍非金属催化剂和过渡金属催化剂的研究进展。

第四章将介绍烷基化反应工艺技术的改进，包括新反应机构的开发和设计、反应条件的优化以及原料选择和纯化工艺的改进。