硫酸烷基化工艺腐蚀分析及应对措施研究
2019-10-21戈晓佩
中国化工贸易·中旬刊 2019年3期
戈晓佩
摘 要:硫酸烷基化是采用浓硫酸作为催化剂的一种工艺,在应用过程中,对设备的腐蚀比较严重。基于此,本文介绍了硫酸烷基化的工艺内容和工艺原理,分析了硫酸烷基化腐蚀性产生的主要方式与作用机理,提出原料把控、硫酸浓度控制、酸烃比的控制、脂类物质控制等几个主要应对措施,以降低硫酸烷基化的腐蚀性。
关键词:硫酸烷基化;腐蚀性分析;应对措施;原料把控
硫酸烷基化工艺采用硫酸法,在石油冶炼过程中,将异丁烷与丁烯烷基化(碳四烷基化、异丁烷烷基化),这种工艺是提高辛烷值,进行汽油调和组分的重要工艺之一。与固体酸法和氢氟酸法相比,硫酸烷基化工艺具有较高的环境保护等级,生产过程对于设备、操作人员与周边环境来说更为安全,但硫酸耗损量大,并需要废酸处理设备。
1 硫酸烷基化工艺腐蚀性分析
硫酸烷基化工艺的主要反应原理如下:
C4H8+ H2SO4→(C4H9)HSO4
(C4H9)HSO4+ C4H10→ C8H18+ H2SO4
该工艺将异丁烷—丁烯作为进料,与制冷剂一起进入转化反应器。硫酸作为催化剂,帮助异丁烷—丁烯完成烷基化反应,生产烷基化油。这一反应中包含自聚、断裂、异构化、酯化等多种副反应。硫酸烷基化工艺中的腐蚀性主要来源于硫酸的腐蚀性,作为催化剂,硫酸烷基化工艺要应用到大量的硫酸(H2SO4),这一化学物质是一种最活泼的二元無机强酸,能和绝大多数金属发生反应,高浓度的硫酸有强烈吸水性、腐蚀性和氧化性[1]。硫酸在常温下能够使石油冶炼设备和石油运输管道中的铁、铝等金属钝化,在炎热天气中,能够与包括金、铂在内的大部分金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身被还原成SO2,S,H2S或金属硫化物,这些反应生成物同样具有一定的毒性。……
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