硫酸烷基化技術是煉化企業生產高辛烷值汽油組分(烷基化油)的核心工藝之一,其核心是利用硫酸作為催化劑,使異丁烷與烯烴發生烷基化反應,生成清潔、高辛烷值的汽油調和組分。
硫酸烷基化技術的反應過程可概括為以下 3 個關鍵步驟:
催化活化:在濃度為 98%~99% 的濃硫酸催化下,烯烴(主要是丙烯、丁烯)首先被質子化,形成活潑的碳正離子。
烷基化反應:碳正離子與異丁烷發生親電取代反應,生成更大的碳正離子中間體。
產物生成:中間體通過氫轉移反應生成最終的烷基化油(主要是異辛烷),同時重新生成碳正離子,維持反應循環。
該反應為低溫放熱反應,需嚴格控制溫度(通常在 0~10℃)以減少副反應,保證產物質量。

目前煉化企業應用的硫酸烷基化工藝主要有兩種,其技術特點差異明顯,具體對比如下:
要保證硫酸烷基化裝置穩定運行并產出高質量烷基化油,需重點控制以下 4 個要素:
催化劑濃度:硫酸濃度需維持在 90% 以上,低于此值會導致催化活性下降,副反應(如聚合、疊合)增多,需定期排出廢酸并補充新酸。
反應溫度:控制在 0~10℃,溫度過高會加劇烯烴聚合,生成重質副產物;溫度過低則會降低反應速率,影響生產效率。
酸烴比:通常控制在(1.5~2.5):1,足夠的酸量可保證烯烴充分溶解和活化,減少副反應,同時帶走反應熱量。
原料純度:原料中需嚴格控制水、硫、氧等雜質含量(如水含量≤50ppm),雜質會破壞催化劑活性,導致設備腐蝕或生成不合格產物。
