低温硫酸法烷基化工艺?啥意思啊
洛阳智达石化工程有限公司设计的
世界第一套工业化CDALky低温烷基化装置开车一次成功
2013年5月20日,由洛阳智达石化工程有限公司设计的CDALky烷基化装置在山东神驰化工集团有限公司一次开车成功,生产出合格产品,顺利投入正常运行,这标志着世界上第一套工业化CDALky低温硫酸法烷基化装置建成投产,受到业主的广泛好评。
设计能力为20万吨/年烷基化油的装置采用了美国LUMMUS公司CDALky硫酸烷基化工艺技术路线,从中试一步放大为工业规模,洛阳智达石化工程有限公司承担了从可研、总体设计、联动试车、投料试车等全方位的技术支持。该工艺采用酸烃泵循环固定床填料的反应器,反应温度低至0°~-3°,烯烃转化率100%,生产出的产品研究法辛烷值高达97.3以上,酸耗仅为50公斤/吨油,烷基化油收率达80-85%,正丁烷纯度达95%,在原料C4硫含量600PPM的情况下,产品硫含量低于10PPM,达到设计标准。
该装置的顺利投产,为山东神驰化工集团有限公司带来显著的经济效益和社会效益,同时也为洛阳智达石化工程有限公司和国际知名企业的合作积累了经验。
根据所用催化剂的不同,可分氢氟酸法烷基化和硫酸法烷基化两种。
氢氟酸法烷基化流程(见图)通常由原料预处理、反应、产品分馏及处理、酸再生和三废治理等部分组成。预处理的目的主要是控制原料的含水量(低于20ppm)以免造成设备严重腐蚀,同时要严格控制硫、丁二烯C2、C6和含氧化合物等杂质含量。由于烃类在氢氟酸中的溶解度较大,烷基化反应速度非常快,仅几十秒钟即可基本完成,故可使用一管式反应器。反应温度20~40℃,压力0.7~1.2MPa。为抑制副反应进行,需将大量异丁烷循环回反应进料中,使异丁烷与烯烃进料保持 (8~12):1的体积比。反应热靠酸冷却器带走。酸再生的目的主要是去除反应中生成的叠合物及原料中带入的水,以酸溶性油自再生器底排出,使氢氟酸浓度维持在90%左右。烷基化油从主分馏塔底排出,循环异丁烷从塔的侧线抽出。如要生产航空燃料,则所得烷基化油还需进行再蒸馏,自塔顶分出轻烷基化油作航空汽油组分。自系统排出的含氢氟酸的废气或废液均需经过处理,最后以氯化钙进行反应,使之变成惰性的氟化钙。生产每吨烷基化汽油约消耗氢氟酸0.4~0.6kg。
硫酸法烷基化的基本过程与氢氟酸法相似。主要问题是酸耗高,1t烷基化油需消耗70~80kg硫酸,同时副产大量稀酸。如附近没有硫酸厂或酸提浓设施,将对环境造成严重的污染。
有机物分子碳、氮、氧等原子上引入烷基,合成有机化学品的过程称为烷基化。被烷基化物主要有烷烃及其衍生物、芳香烃及其衍生物。烷烃及其衍生物,包括脂肪醇、脂肪胺、羧酸及其衍生物等。通过烷基化,可在被烷基化物分子中引入甲基、乙基、异丙基、叔丁基、长碳链烷基等烷基。
也可引入氯甲基、羧甲基、羟乙基、睛乙基等烷基的衍生物,还可引入不饱和烃基、芳基等。芳香烃及其衍生物,包括芳香烃及硝基芳烃、卤代芳烃、芳磺酸、芳香胺类、酚类、芳羧酸及其酯类等。
通过烷基化,可形成新的碳碳、碳杂等共价键,从而延长了有机化合物分子骨架,改变了被烷基化物的化学结构,赋予了其新的性能,制造出许多具有特定用途的有机化学品。有些是专用精细化学品,如非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚、邻苯二甲酸酯类增塑剂、相转移催化剂季铵盐类等。
烷基化过程条件:
烷基化是放热反应,反应热一般为80~120kJ/mol,因此,反应热的移除至关重要。从热力学观点来看,在很宽的温度范围内,均可使反应接近完全,只在温度很高时,才有明显的逆反应。液相反应所用催化剂一般活性较高,反应可在较低温度(0~100°C)下进行。
采用适当的压力是为了维持反应物呈液相以及调节反应温度。为了减少烯烃的聚合以及多烷基化物的生成,常采用较高的烷烯或苯烯摩尔比(5~14:1)以及较短的停留时间。
工业上为了使苯和烷基化剂得到有效利用,常将多烷基化物循环送回反应器,使之与苯发生烷基转移反应,以生成一烷基苯。原料中的乙炔、硫化物和水对催化剂有害,应预先除去。
气相烷基化所用催化剂活性一般较低,故须在较高温度(150~620°C)下进行反应,压力通常在1.4~4.1MPa,苯烯摩尔比为3~20:1。原料中的硫化物及水易使催化剂中毒,必须预先脱除。
以上内容参考 百度百科-烷基化;百度百科-烷基化反应
2、应用与作用:有机物分子碳、氮、氧等原子上引入烷基,合成有机化学品的过程称为烷基化。被烷基化物主要有烷烃及其衍生物、芳香烃及其衍生物。烷烃及其衍生物,包括脂肪醇、脂肪胺、羧酸及其衍生物等。通过烷基化,可在被烷基化物分子中引入甲基、乙基、异丙基、叔丁基、长碳链烷基等烷基。也可引入氯甲基、羧甲基、羟乙基、睛乙基等烷基的衍生物,还可引入不饱和烃基、芳基等。芳香烃及其衍生物,包括芳香烃及硝基芳烃、卤代芳烃、芳磺酸、芳香胺类、酚类、芳羧酸及其酯类等。
基本信息
中文名
烷基化反应
外文名
Alkylation reaction
应用学科
化学合成
主要分类
C-烷基化、N-烷基化、O-烷基化
简介
应用与作用
有机物分子碳、氮、氧等原子上引入烷基,合成有机化学品的过程称为烷基化。被烷基化物主要有烷烃及其衍生物、芳香烃及其衍生物。烷烃及其衍生物,包括脂肪醇、脂肪胺、羧酸及其衍生物等。通过烷基化,可在被烷基化物分子中引入甲基、乙基、异丙基、叔丁基、长碳链烷基等烷基。也可引入氯甲基、羧甲基、羟乙基、睛乙基等烷基的衍生物,还可引入不饱和烃基、芳基等。芳香烃及其衍生物,包括芳香烃及硝基芳烃、卤代芳烃、芳磺酸、芳香胺类、酚类、芳羧酸及其酯类等。
通过烷基化,可形成新的碳碳、碳杂等共价键,从而延长了有机化合物分子骨架,改变了被烷基化物的化学结构,赋予了其新的性能,制造出许多具有特定用途的有机化学品。有些是专用精细化学品,如非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚、邻苯二甲酸酯类增塑剂、相转移催化剂季铵盐类等。
烷化剂
烷基化试剂又称为烷化剂、烃化剂许,多烃的衍生物可作烷化剂。
①卤烷:氯甲烷、碘甲烷、氯乙烷、溴乙烷、氯乙酸和氯化苄等。
②醇类:甲醇、乙醇、正丁醇、十二碳醇等。
③酯类:硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、磷酸i甲酯、磷酸三乙酯、对甲基苯磺酸甲酯和乙酯等。
④不饱和烃:乙烯、丙烯、高碳a烯烃、丙烯腈、丙烯酸甲酯和乙炔等。
⑤环氧化合物:环氧乙烷、环氧丙烷等。
⑥醛或酮类:甲醛、乙醛、丁醛、苯甲醛、丙酮和环己酮等。
卤烷、醇类和酯类是取代反应的烷化剂,不饱和烃和环氧化物是加成反应的烷化剂。醛类、酮类是脱水缩合反应的烷化剂。
正丁醚主要靠浓硫酸除去,硫酸用量加大,反应加快,可通过吸水使平衡正向移动,但同时丁醇的氧化、碳化、消去增多(产生1-丁烯,重排2-丁烯,两者再与HBr加成得2-溴丁烷)。
正丁醇溴化法:正丁醇与氢溴酸混合,滴加入硫酸,加热回流反应1.5h,蒸馏得溴丁烷粗品,用水洗至pH为6~7,用无水氯化钙脱水即得。
扩展资料
主要用途
可用作稀有元素萃取溶剂及有机合成的中间体及烷基化剂;还可用作生产塑料紫外线吸收剂及增塑剂的原料;用作制药原料(如合成“丁溴东莨菪碱”。
可用于肠、胃溃疡、胃炎、十二指肠炎、胆石症等,合成麻醉药盐酸丁卡因等);用作合成染料、香料合成原料、可制备功能性色素的原料(如压敏色素、热敏色素、液晶用双色性色素);半导体中间原料等。
烷基化车间就是有硫酸、氢氟酸腐蚀危害、汽油易燃爆等危险因素,生产技术是成熟的,如果设备先进可靠、人员技术合格,生产是比较安全。