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原料 （1）不同烯烃原料的影响 在硫酸烷基化反应条件下，大部分1－丁烯可以异构化为2－丁烯，使得烷基化产品的辛烷值得以提高。 （2）原料中杂质的影响及其脱除方法 象氢氟酸烷基化一样，大多数原料中的杂质在硫酸烷基化反应后进入酸相，使得硫酸被污染，从而降低了硫酸的催化活性。如果以98.5%的硫酸作为新鲜酸，当酸浓度下降到90.0％时即被认为是必须更新的废酸。人们发现最显著污染硫酸的4种杂质是乙烯、丁二烯、硫化物和水。 ①乙烯 假如气体分馏装置未能很好的除去C2时，乙烯就可能被引入烷基化装置。在硫酸催化时，由于乙烯不会与异丁烷反应发生烷基化反应，当乙烯进入烷基化反应器时，乙烯与硫酸生成呈弱酸性的硫酸氢乙酯，这个硫酸氢乙酯不再作为烷基化的催化剂使用。这种乙烯杂质的影响还具有累积性，因此，即使原料中含有痕量的乙烯，也能造成每天数百公斤的乙烯进入酸相，从而出现数吨甚至十余吨的废酸。假如突然有相当量的乙烯进入到烷基化反应器中，这些乙烯对酸的影响可以使烷基化反应不再发生，甚至发生叠合反应。 ②丁二烯 假如催化装置或焦化装置的裂化深度相当深，那么就可能在液化气中找到相当量的丁二烯，这些丁二烯也是不能发生烷基化反应的，它们与酸接触后新生成的反应产物也是酸溶性的。与乙烯相比，丁二烯更难以用分馏的方法从烷基化原料中除去。因此，当上游裂化装置的裂化深度无法改变的时候，可以考虑用选择性加氢的方法将丁二烯转化为丁烯。 ③硫化物 一般在烷基化原料进入装置之前，都要进行液化气脱硫和脱硫醇，经过这样处理的烷基化原料中的硫含量一般在10ppm以下。但是硫化物对硫酸的稀释作用是非常显著的，每吨硫化物可以造成16~60t硫酸报废。每吨硫化物要求补充20t新鲜酸。如果硫化物是甲基硫醇，按等摩尔分子反应，每吨硫醇硫将使53.7t的硫酸由98.55稀释到90％而报废。实际上的消耗大约为45t，H2S和COS对酸的影响较小，一般在15~18t之间。 硫化物除了加速酸的报废外，还能使硫酸的催化作用倾向于聚合反应和其他不希望的副反应。因此，烷基化的上游装置，液化气脱硫和脱硫醇操作的好坏，对烷基化装置的操作有很大的影响。 ④水 水能造成硫酸的稀释是不言而喻的。因此要重视烷基化原料中水的影响。液化气中的水在呈溶解状态时大约在500ppm左右。更应当引起重视的是C4馏分携带的超过饱和状态的游离水，上游装置操作不当可能使C4馏分所携带游离水的量是溶解水的几倍，对酸的稀释速度相当快。脱除这种携带水的办法是在烷基化原料进装置前先进入一个填料容器，使携带的细小的水珠聚集后分离出去。如果在进入填料分水器之前先用反应物冷却一下进料的物流，其效果就会更好。 填料分水器中的填料可以用岩盐，用这样的填料可以完全除去游离水，有时溶解水也可部分除去。在分水器的下部可以收集到盐水，经过一段使用后，只要将分水器中的盐界面恢复到应有的高度就可以了。 从分馏部分循环到反应部分的异丁烷也可能携带相当数量的水分，为了干燥这部分异丁烷，可以将这个物流与废酸相接触，这种干燥法既经济效果又好。 当然也可象氢氟酸烷基化那样使用分子筛来干燥硫酸烷基化原料，在硫酸价格比较贵的情况下，则可以考虑用分子筛干燥剂。 原料水含量的增加除了使催化剂硫酸报废外，含水较多的硫酸还容易造成烷基化装置的设备腐蚀，这也是应当充分加以重视的间题。 7.3.5.2反应器及工艺流程 硫酸烷基化装置的工艺技术，几十年来经历了很大的发展，无论是操作条件、反应部分和分馏部分都有较大改变。按释放热量是直接蒸发还是换热器来区分，可将反应器流程分为两大类：自冷冻流程（用蒸发部分反应物的方法来除去反应热）和反应物流出制冷流程。 自冷冻反应器系统有两种形式：一种是喷射乳液泵循环反应系统，另一种是阶梯反应器系统。 （1）反应器 自冷冻反应器系统和反应流出物冷冻系统都使用卧式反应器。自冷冻反应器体系，是指异丁烷在反应器里蒸发释热的系统。 （2）工艺流程 目前两种主要的硫酸法烷基化工艺是美国Stratco公司的流出物致冷式硫酸烷基化反应工艺和美国Kellogg公司的阶梯式反应器硫酸烷基化工艺。 ①反应流出物致冷式流程 反应流出物致冷式硫酸烷基化装置的工艺流程见图7-9。整个工艺由反应、制冷压缩、流出物精制和产品分馏、化学处理四部分组成。 ②阶梯式反应器硫酸烷基化工艺。
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