硫酸法烷基化与离子液法烷基化工艺技术对比

奎山宝塔石化公司：

以固体酸为催化剂的烷基化工艺目前还处于试验阶段，尚未实现工业化。迄今为止工业化的烷基化工艺仍是以液体酸为催化剂的技术。

根据所使用的催化剂不同，液体酸烷基化可以分为硫酸烷基化、氢氟酸烷基化、离子液烷基化。现将硫酸烷基化和离子液烷基化两种工艺作一比较。

1） 酸耗：H2SO4烷基化的酸耗在70～100Kg/t烷基化油，H2SO4沸点高，废酸难于再生，为解决环保问题，一般要配套建废酸再生装置，投资较高，后续环保法规升级也会带来相应问题。离子液烷基化消耗为4Kg/t烷基化油，催化剂在装置内再生，废催化剂可水解处理。

2）反应条件：H2SO4烷基化的反应温度在4～11℃，需要制冷压缩系统；离子液烷基化反应温度在15～25℃，需制冷压缩系统，但相应能耗低于硫酸法烷基化。

由于异丁烷在H2SO4中的溶解度远小，所以，H2SO4烷基化反应器中设有机械搅拌设备，从而造成H2SO4烷基化反应器结构复杂，维修量大。

离子液烷基化的反应器结构简单(静态混合器)。原料也需要干燥，正丁烷及烷基化油需要脱氯处理，但没有酸性油处理问题。

3）对原料的适应性：从降低酸耗和提高烷基化油辛烷值的角度出发，对含丁烯-1较多的液化气原料，应采用H2SO4做催化剂，因为H2SO4有较强的异构化能力，促使丁烯-1转化为丁烯-2而得到更高辛烷值的烷基化油；离子液催化工艺增加了碳四加氢异构反应器，脱除丁二烯的同时，促进了丁烯-1的异构。

4）安全与环保：H2SO4泄漏后仍为液体，相对来说对人的危害性要较HF小的多，因此劳保问题容易解决，但是H2SO4烷基化存在着酸耗大、酸渣难于处理的弊病。复合离子液对对人的危害较H2SO4更小，设备腐蚀性低，产生的废渣少，可在装置内中和后送污水处理场处理，安全与环保危险性低。

5）投资：如 H2SO4烷基化不包括废酸再生部分，两种工艺的投资相差不多，但如果H2SO4烷基化包括废酸处理，投资比离子液烷基化工艺高很多。

两种烷基化装置技术经济指标对比见下表，技术上各有特点。根据上述分析，复合离子液烷基化装置反应器结构简单，对设备腐蚀性低，废催化剂处理方便。本项目选择复合离子液烷基化技术。

表1 离子液体烷基化与浓硫酸烷基化经济估算

*注：财务费用差价=总投资差价×10%/年；

设备折旧差价=总投资差价/15年

**注：硫酸法废酸处理成本不存在增值税问题，但离子液5万元/吨的价格是包含17%增值税的，不含税价格约4.3万元/吨；

表 CILA与浓硫酸及氢氟酸烷基化工艺主要技术、经济、安全、环保等指标对比

北京中实奥杰石油科技有限公司

2014年12月5日