液化石油气C4烷基化三生三世硫酸氢异丁酯

液化石油气C4烷基化三生三世硫酸氢异丁酯
这么重要的东西，感觉好神秘，工艺包里也没提起你，本是为主反应立有功绩，却常被当作杂质。
上一世为硫酸，无色透亮不要有任何杂质干扰，质量分数98%以上。“那含量为100%岂不更好？”这是不对的！100%的酸没有水的参与，不能电离，是不能参与反应的。
这一世为硫酸氢异丁酯（本文的主角(CH3)3C-HSO4），参与C4烷基化的反应，做异丁烷和丁烯反应的催化剂，让它们成功牵手为烷基化油。丁二烯、丙烯、甲醇、二甲醚、水、硫化物，不要来干扰我，我成就了你们为酸溶性油，你们的干扰会使我失去反应的活性。生成的硫酸产物会降低硫酸的含量，硫酸质量分数在90%以下便很难催化反应了。
经酸沉降槽酸烃分离后，部分硫酸氢酯随烃类进入后处理系统便进入了下一世的轮回。在烃中对烷基化油硫含量有影响，对设备有腐蚀，不再是有用的“红娘”，而是要被尽力清除的杂质。
液化石油气C4的烷基化反应是在酸性催化剂的作用下，异丁烷与丁烯的加成反应，主反应符合碳正离子链式反应机理。副反应主要有自聚、断裂、异构化、酯化等。碳正离子的稳定性为叔碳正离子>仲碳正离子>伯碳正离子>甲基即3。>2。>1。>CH3+。
反应原料为：



烯烃与氢质子H+形成碳正离子，属于硫酸于烯烃加成，符合马氏加成规则。
反应方程式如下：

其中(CH3)3C+为叔丁基碳正离子结构稳定，CH3CH2-CH+-CH3为伯碳正离子可经过氢转移，异构化为更为稳定的(CH3)3C+。
叔丁基碳正离子夺取氢负离子，增长了碳链，并保证叔丁基碳正离子继续存在。
反应方程式如下：

增长的碳正离子从异丁烷中摘取一个氢负离子而停止增长，生成需要的烷基化油。
反应方程式如下：

以上为理论上的主反应得到产物2，2，4-三甲基戊烷和2，4-二甲基己烷。在实际的反应中存在丁烯的二聚和多聚、断裂反应、氢负离子转移、歧化反应等多种反应，因此得到C6、C7、C8、C9+等多种混合物的产物。其中C8化合物占大多数，2，2，4-三甲基戊烷、2，3，4-三甲基戊烷、2，3，3-三甲基戊烷含量较多。
从以上反应可以看出，我们的主角：硫酸氢异丁酯（(CH3)3C-HSO4）起到至关重要的作用。
经反应生成的酸烃混合物，在酸沉降槽中进行酸烃分离。硫酸氢异丁酯有很强的极性，根据相似相溶原理，硫酸氢异丁酯极易溶于酸中，随循环酸进入反应中起催化作用。极少量的硫酸氢异丁酯随烃进入后处理系统，整个后续处理都要与硫酸氢异丁酯做斗争。酸沉降槽中的酸烃分离至关重要。
在酸洗的过程中，少量的硫酸氢异丁酯可以进行酸解，其余的溶解在浓酸中，返回反应器继续起到催化作用。若不经酸洗，硫酸氢异丁酯没有返回反应的途径，则硫酸氢异丁酯进入后续的处理系统被消耗掉，每排出一份硫酸氢异丁酯，就消耗一份C4烯烃。
硫酸氢异丁酯可以在碱洗过程中被碱水中和水解，反应方程如下：

在碱水中水解因生成的H+可以被OH-中和，有利于水解的进行。生成的叔丁醇大部分溶解在水中被排出，少量的则带入烷基化油中，对烷基化油的品质有负面影响，降低烷基化油的辛烷值增加烷基化油的氧含量。温度对硫酸氢异丁酯，提高碱水温度，有利于提高硫酸氢异丁酯的水解速率。
水洗可以除去Na+、OH-等杂质，同时可使硫酸氢异丁酯水解。水解反应速度满，HSO4-为亲水基，可以携带H2O进入后续的处理。经凝聚脱水器和脱水罐后，少量的硫酸氢异丁酯水解出硫酸，使脱水罐排出的水程酸性。
经脱异丁烷塔，少量的硫酸氢异丁酯可在重沸器上热分解，分解产生的二氧化硫和水可腐蚀设备，分解产生的聚合物可附着在重沸器列管上影响换热效果。
最终的剩余的硫酸氢异丁酯进入的烷基化油中，为烷基化油硫含量的主要来源。
历经三生三世，硫酸氢异丁酯走完光辉而后坎坷的征程。
（说明：本文仅代表我一家之言，欢迎各位老师指导纠正。）

楼主写的很生动形象，分析的也很透彻，期待以后更多分享。

xuexile

谢谢楼主

会技术  还文笔好  赞一个先

好文，顶一个。
在重沸器里分解的硫酸氢异丁酯怎么处理呢？有没有什么添加剂抑制其腐蚀作用？

大连海鑫化工 发表于 2017-3-22 14:32
好文，顶一个。
在重沸器里分解的硫酸氢异丁酯怎么处理呢？有没有什么添加剂抑制其腐蚀作用？

没有必要添加。

大连海鑫化工 发表于 2017-3-22 14:32
好文，顶一个。
在重沸器里分解的硫酸氢异丁酯怎么处理呢？有没有什么添加剂抑制其腐蚀作用？

版主说的极有道理，极微量的硫酸酯，没必要加抑制剂。一是，量极少；二是，加抑制剂影响油的品质；三是，在换热器使用寿命内能保持其换热效果。

奔跑郭继波45 发表于 2017-3-23 13:36
版主说的极有道理，极微量的硫酸酯，没必要加抑制剂。一是，量极少；二是，加抑制剂影响油的品质；三是， ...

多谢指教

大连海鑫化工 发表于 2017-3-23 13:51
多谢指教

呵呵，大家互相学习。

补齐化学方程式，不好意思是手写的。

烷基化和废酸 发表于 2017-3-21 15:36
楼主写的很生动形象，分析的也很透彻，期待以后更多分享。

咱休闲大区的版主。不错，也谢谢你推荐

沙漠里的游鱼 发表于 2017-5-21 22:19
咱休闲大区的版主。不错，也谢谢你推荐

应该的，有人才应该跟老大推荐。

见解深刻，文采卓绝

谢谢楼主,谢谢分享 赞一个

我们的烷基化汽油硫含量高，请赐教，谢谢

受教了，不错。