6.2.3. Температура

Для термодинамически равновесных смесей алканов повыше­ние температуры увеличивает содержание малоразветвленных структур, что связано со снижением октанового числа (табл. 6.4).

Повышение температуры при алкилировании увеличивает ве­роятность распада карбкатионов, что приводит к увеличению со­держания в алкилате алканов с меньшим, чем в основном про­дукте, числом атомов углерода в молекуле. Это приводит к сни­жению октанового числа алкилата. Снижение октанового числа с возрастанием температуры алкилирования происходит прибли­зительно линейно на 0,1 пункт/°С.

В пределах применяемых температур диэлектрические постоян­ные серной кислоты и фтороводорода настолько высоки, что ассо­циация противоионов в ионные пары не происходит. Снижение вязкости кислот с повышением температуры при прочих равных условиях ускоряет массопередачу между фазами, и ско­рость реакции возрастает.

В случае сернокислотно­го алкилирования повыше­ние температуры больше 15°С сильно интенсифици­рует реакции окисления и сульфирования, в результате чего резко возрастает рас­ход кислоты. При темпера­туре ниже 5°С сильно уве­личивается вязкость кисло­ты, что затрудняет создание эмульсии кислота — углево­дороды. Этим определяются температурные пределы сернокислот­ного алкилирования и обычно оно проводится при 7—10°С. Фтороводородное алкилирование наиболее экономично проводить при отводе тепла реакции и охлаждении реагентов водой, что соответ­ствует температурному интервалу 25—40 °С.

6.2.4. Содержание изобутана

Высокое значение отношения изобутан:алкены в реакционной пленке кислоты, как следует из рассмотрения механизма алкили­рования, обеспечивает подавление реакций ионов с алкенами. Это приводит к повышению выхода алкилата на прореагировавшие алкены, улучшению его качества и снижению расхода серной кис­лоты вследствие подавления образования диенов. При фтороводородном алкилировании уменьшается образование растворимых в кислоте фторидов. Для подавления реакций карбкатионов с про­дуктами алкилирования, приводящих их к вторичному алкилированию и деструкции, в зоне реакции должно быть высоким зна­чение отношения изобутан:алкилат. При разделении кислотной и углеводородной фаз отстаиванием алкены присутствуют только в следовых количествах, и вторичное алкилирование изоалканов алкилата невозможно. Однако возможно протекание автоалкилирования изоалканов алкилата и их деструкция, что приводит к снижению выхода и качества алкилата и увеличению расхода кис­лоты. Поэтому высокое значение отношения изобутан : продукты важно и в отстойной зоне.

Содержание изобутана в пленке кислоты, по-видимому, пропор­ционально содержанию его в углеводородной фазе. Значение от­ношения изобутан: алкены в углеводородной фазе не является полной характеристикой, так как не учитывает содержание нормальных алканов, снижающих содержание изобутана в углеводо­родном потоке на выходе из реактора.

Минимальное значение отношения изобутан:алкены, при ко­тором удается проводить сернокислотное алкилирование, состав­ляет ≈3:1, при этом очень велик расход серной кислоты (до 250 кг/т алкилата). Возрастание отношения изобутан:алкены на границе раздела фаз непрерывно повышает выход и качество ал­килата и снижает расход кислоты до очень высоких — порядка (400÷700):1—значений. Концентрация изобутана на выходе из реактора не должна быть меньше ≈60%. При применении в ка­честве катализатора фтороводорода вследствие значительно луч­шей растворимости в нем изобутана требования к содержанию изобутана значительно ниже, хорошие результаты алкилирования получаются при меньших отношениях изобутан:алкены, но и в этом случае увеличение содержания изобутана повышает качество алкилата и его выход.