[发明专利]一种烷基化油废硫酸的高效处理方法

说明书

本发明提供一种烷基化油废硫酸的高效处理方法，属于环保领域，在连续流反应器烷基化反应结束后，通过气液分离器与理想连续流烷基化反应器的合理衔接，提高酸/烃分离效率和精度，酸烃分离后的低浓度硫酸通入毫米通道反应器，使水及低沸点酸溶杂质汽化，从而实现废酸的浓缩和回收过程的耦合，显著降低了酸耗，提高了废酸的回收利用率。

技术领域

本发明属于环保领域，涉及一种烷基化油废硫酸的高效处理技术。

背景技术

汽油是一种主要由C₄～C₁₂脂肪烃和环烷烃类以及一定量芳香烃组成的透明可燃性液体。汽油是用量最大的轻质石油产品之一，是引擎的一种重要燃料。目前车用汽油已经成为我国燃料消费的第二大产品，其中以催化裂化汽油为主。而随着环保要求日益严格，对尾气排放的限制更加苛刻，以美国为代表的全球开始推行含氧燃料和新配方汽油等清洁燃料，这使得我国现有汽油工艺面临严峻挑战，而具有市场前景可观、环境友好、辛烷值高等优点的烷基化汽油成为一个突破点。

烷基化技术是生产清洁汽油的一种重要技术。异丁烷与低分子烯烃（一般可以包括C₃～C₅烯烃，目前使用最多的是丁烯），在强酸催化剂（通常是硫酸或氢氟酸）的作用下反应生成的烷基化汽油（异辛烷为主要成分），是一种异构烷烃混合物。它与含有大量烯烃的催化汽油和大量芳烃的重整汽油相比，具有辛烷值高、两种辛烷值的差值小、挥发性低、不含烯烃芳烃、硫含量低等优点，将其调入汽油中可以稀释降低汽油中的烯烃、芳烃、硫等有害组分的含量，同时提高汽油的辛烷值和抗爆性能，是理想的清洁车用汽油组分。

烷基化汽油主要是在酸性催化剂下，由C₄烷烃和C₄烯烃合成。硫酸是烷基化的传统工业催化剂。尽管氢氟酸和硫酸在活性、选择性和催化剂寿命上均具有良好性能，但其在生产过程中所造成的环境污染、设备腐蚀和人身伤害等问题，使得异丁烷烷基化的工业应用受到了很大限制。目前，硫酸法烷基化技术存在的不足为：反应器的传质强化设计少，物料在反应器中返混度高，传质效率不佳；反应器传热强化设计不佳，难以准确控制全部反应物料在设定的温度下反应，导致副反应增加；反应器系统联动控制要求高，系统复杂，操作弹性差；反应物在反应区停留时间较长，调整工艺参数时反应器响应等待时间较长，装置可调节性差；对硫酸法烷基化非均相催化反应的过程强化程度低，反应区容积大，装备效率不高，安全性偏低。

工业上采用的硫酸法烷基化装置基础酸耗均在50~70kg/t，产生的大量粘度较大的胶状液体废酸，处理困难，给生态环境带来严重污染。废酸中除还有部分水以外，还含有部分有机物（聚合油）。聚合油的主要成分是烯烃、二烯烃、烷基磺酸、硫酸酯以及溶解其中的硫化物（硫化氢、硫醇等），单体种类达300多种。目前工业上废酸的回收多采用焚烧法，将废硫酸加热到1000~1100℃的高温下完全裂解生成SO₂、CO₂和H₂O，再经过净化和干吸工段，最后将SO₂氧化成SO₃，实现硫酸的回收和浓缩。该工艺能耗巨大，成本较高，且裂解炉气中的SO₃和水分对设备腐蚀严重。

发明内容

本发明提供一种烷基化油废硫酸的高效处理方法，其特征在于按照下述步骤进行：在连续流反应器烷基化反应结束后，将反应器出口末端连接到气液分离器，将气相烷烃与酸液和烷基化油进行有效的分离，酸烃分离后的低浓度硫酸通入毫米通道反应器，使水及低沸点酸溶杂质汽化，从而实现硫酸的浓缩与回收过程的耦合，回收酸质量浓度可达95~98%，循环使用性能较好。

所述的连续流反应器为毫米通道反应器，通道水力直径为0.5mm~10mm。