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异辛烷装置影响因素分析--第1页
..
异辛烷装置影响反应的主要因素
1、酸烃乳化程度
决定硫酸烷基化反应速度的控制步骤是异丁烷向酸相传质的过
程,因此,硫酸法烷基化中,速度(空速)或者说酸烃乳化程度对
烷基化反应过程影响很大。
由于硫酸粘度很大(温度低),异丁烷在硫酸中的溶解度又很
低,因此酸烃的分散和传质要相对困难的多,使用高效反应器也显
得非常重要。
另一个影响酸烃乳化程度的关键因素是搅拌功率,试验表明,
增加搅拌速度可使烷基化油的辛烷值几乎呈直线上升。
酸烃比对酸烃乳化程度也有一定的影响,酸过量对形成以酸为
连续相、烃为分散相的酸烃乳化液是有益的。因为硫酸的粘度、表
面力较大,酸烃之间的密度差也比较大,酸烃比小时容易使得处于
分散相的烃类聚集而从酸相中分离出来。
根据操作经验,循环乳液可以改善酸烃的乳化程度,可使得20~
30%的烃相被携带进入乳液中,可以使装置中的藏量降低,也使得
酸耗降低以致减少补充酸的数量。
2、异丁烷浓度和烷烯比
异丁烷在反应器烃相中的浓度可以说是完成烷基化反应过程的
动力。酸相在反应器中循环,烃相异丁烷的浓度涉及到酸烃界面异
丁烷的浓度及对酸相重新饱和的作用,这对烷基化反应有着重要的
影响。加入烃相中丙烷和正丁烷的浓度较高,则异丁烷的浓度就要
下降,丙烷和正丁烷表面上看起来对烷基化反应是惰性的,但由于
异丁烷浓度的下降,对烷基化反应是有害的。
实践证明,反应流出物的烃相中,异丁烷最低安全浓度是38~
50%,也有人认为是62~70%(体),低于这个浓度,反应器可能
产生较多的聚合反应;而高于这个浓度,则每提高10%,烷基化油
的马达法辛烷值可提高0.5~0.7个单位。
--可修编.
异辛烷装置影响因素分析--第1页
异辛烷装置影响因素分析--第2页
..
提高异丁烷的浓度不但可以提高产品烷基化油的辛烷值,而且
还可以降低酸耗。因为降低异丁烷的浓度将导致大量硫酸脂生成而
增加酸耗。
尽管反应器中异丁烷的浓度是很重要的操作变量,但人们往往
习惯于使用进反应器前的烷烯比,即一般所说的外比,目前一般控
制外比为8~12。另一种烷烯比是指反应器部异丁烷对烯烃的比例
——即比。比是含烯烃的物料进入反应器后与酸催化剂相接触时,
异丁烷与烯烃的比。从理论上讲,比是表示发生烷基化反应瞬间的
异丁烷和烯烃的比例。它包括了外比、进料分散、乳液循环等因素,
也就是说,外比大,烯烃原料进入反应器后分散的好,及循环乳液
中含有较多异丁烷且循环速度较大,那么比就可能达到很高值,如:
1000:1。但由于比数据很难测定,故人们很少使用。反应器流出
物中烃相异丁烷的浓度可以作为反应器中反应物烃相异丁烷浓度
的代表,测定也是可以实现的,但实际上,它不是独立的变量,冷
剂冷冻液的质量、循环异丁烷的质量以及新鲜进料的质量固定时反
应物中异丁烷的浓度才固定不变。
随着烷烯比的增加,不同烯烃的烷基化产品质量、辛烷值都有不同
的程度的上升,但进一步
增加烷烯比,辛烷值的增加渐趋缓慢。一般来说,最为理想的
反应条件下,在较高烷烯比的条件下(大于20~100),烷基化油
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