異辛烷原料純度的高低對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響
? ? ?異辛烷在色譜分析和有機(jī)合成中廣泛應(yīng)用,這也就對(duì)高純異辛烷的需求大量增加,目前有異辛烷有兩種生產(chǎn)工藝,一種是異丁烯進(jìn)行二聚加氫,另一種是異丁烷和丁烯反應(yīng)。在異辛烷生產(chǎn)制備中的原料雜質(zhì)成分對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響有多大呢?
乙烯的影響
? ? ? 乙烯是簡(jiǎn)單的烯烴,雖然與丁烯相似,同樣具有不飽和雙鍵,但是它們對(duì)于烷基化反應(yīng)的影響卻大不相同。當(dāng)乙烯進(jìn)人到烷基化反應(yīng)容器中時(shí),與丁烯不同的是,丁烯與烷烴發(fā)生烷基化反應(yīng);乙烯與烷基化反應(yīng)中的催化劑硫酸反應(yīng),其產(chǎn)物為硫酸氫乙酯。反應(yīng)生成的硫酸氫乙酯將繼續(xù)與烷基化反應(yīng)容器中的硫酸反應(yīng),進(jìn)一步將硫酸濃度降低,對(duì)硫酸產(chǎn)生很大的稀釋作用。原料中的乙烯對(duì)烷基化的影響還具有累積性,因此即使原料中乙烯的含量很少,也將在合成反應(yīng)過(guò)程中逐漸累積,產(chǎn)生大量廢酸。
丁二烯的影響
? ? ? 烷基化是指的烷烴與烯烴發(fā)生加成反應(yīng),烯烴中的不飽和雙鍵斷裂,生成烷烴的過(guò)程,這也是一種碳鏈的加長(zhǎng)過(guò)程。原料是石油催化裂化中的碳四組分中的異丁烷和丁烯以及異丁烯。在異辛烷的制備過(guò)程中,實(shí)際也是鏈增長(zhǎng)的過(guò)程。原料中的丁二烯不與異丁烷發(fā)生烷基化反應(yīng),雖然具有預(yù)定系的相似結(jié)構(gòu)。丁二烯與硫酸反應(yīng)生成溶于酸的酯類化合物,另外一種反應(yīng)方向是生成重質(zhì)酸溶性疊合物。重質(zhì)酸溶性疊合物是一種重質(zhì)油,其粘稠度較高,它的存在將造成產(chǎn)品異辛烷的干點(diǎn)升高,產(chǎn)品的辛烷值和收率都將嚴(yán)重下降。如要分離其中的重質(zhì)酸溶性疊合物,將要損失一部分酸,將造成原料的極大浪費(fèi)。
硫化物的影響
? ? ? 在原料進(jìn)人烷基化反應(yīng)容器之前,為脫除部分含硫雜質(zhì),保證原料純度以及產(chǎn)品質(zhì)量,一般都要進(jìn)行液化氣脫硫和脫硫醇階段。通過(guò)脫硫,是原料中的硫化物含量降低至10ug/g以下。硫化物對(duì)烷基化反應(yīng)的影響,主要是通過(guò)影響酸的作用,硫化物對(duì)硫酸具有非常大的稀釋作用。原料中每含有一噸硫化物,將造成15- -60噸的硫酸的損失。
? ? ? 如果原料中的硫化物是以甲基硫醇的形式存在,每噸硫醇可使其重量5倍的硫酸的濃度降低十個(gè)百分點(diǎn)。原料中硫化物的存在除了增加硫酸的消耗之外,還能使得硫酸的催化作用傾向于聚合反應(yīng)以及一些其他的副反應(yīng),這將直接導(dǎo)致產(chǎn)品純度的降低,含雜大幅上升。
水的影響
? ? ? 原料中含有水分,最直接的影響就是能降低酸濃度。硫酸被稀釋后,不僅將對(duì)烷基化反應(yīng)的催化作用產(chǎn)生巨大影響,而且被稀釋后的硫酸將對(duì)烷基化反應(yīng)容器產(chǎn)生腐蝕。液化氣中的水分呈飽和狀態(tài)的時(shí)候大約在500ug/g左右,更為嚴(yán)重的是,C4餾分所攜帶的自由水,這部分水是超過(guò)飽和狀態(tài)的,這部分水的含量一般是氣體飽和水分的幾倍之多,這將更加加劇硫酸的稀釋。
二甲醚、甲醇等含氧化合物的影響
? ? ? 大部分烷基化的原料均來(lái)自于C4,而世界上的C4烴大部分來(lái)自于石油工業(yè)中的催化裂化過(guò)程。我國(guó)煉油廠副產(chǎn)豐富的C4資源凹,在上世紀(jì)八十年代以前,大部分的丁二烯被用作工業(yè)或者民用燃料。近年來(lái),由于分離技術(shù)的迅速發(fā)展,化工行業(yè)對(duì)C4烴的利用獲得了很大的發(fā)展。烷基化反應(yīng)是在酸性催化劑的參與下,烷烴與烯烴的加成反應(yīng),在反應(yīng)過(guò)程中烷烴分子的活潑氫原子倍烯烴所取代。從氫原子活潑性的角度分析,異構(gòu)烷烴中的叔碳原子上的氫原子比正構(gòu)烷烴伯碳原子上的氫原子活潑,更容易在烷基化反應(yīng)中被取代。因此參與烷基化反應(yīng)的烴多為異構(gòu)烷烴。通常烷基化的異構(gòu)烷烴為異丁烷,烯烴一般為含碳數(shù)為3--6的烯烴。目前所使用的烷基化催化劑主要是硫酸和氫氟酸。在烷基化過(guò)程中,反應(yīng)容器中的二甲醚和甲醇等雜質(zhì)也將消耗大量的酸,并且會(huì)降低烷基化油的辛烷值。
? ? ? 制備異辛烷的原料中通??赡芎械碾s質(zhì)組分為乙烯、丁二烯、硫化物、水分以及二甲醚和甲醛等含氧化合物。雜質(zhì)組分除了對(duì)烷基化反應(yīng)本身產(chǎn)生影響之外,更多的是通過(guò)影響烷基化反應(yīng)的催化劑硫酸而對(duì)烷基化反應(yīng)間接產(chǎn)生影響。雜質(zhì)組分的存在將導(dǎo)致原料利用率從降低,產(chǎn)品質(zhì)量降低,發(fā)生副反應(yīng)從而產(chǎn)生工業(yè)廢棄物,這將直接導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞。
? ? ? 異辛烷儲(chǔ)存用儲(chǔ)罐存放,原理火種及熱源地,也要與氧化劑分開(kāi)存放,禁止一切易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。另外,儲(chǔ)存區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。在作業(yè)時(shí)要避免與身體接觸,做好一切防護(hù),避免吸入或食入。異辛烷的禁忌物品有強(qiáng)氧化劑,強(qiáng)酸,強(qiáng)堿,鹵素。
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