烷基化油具有辛烷值较高、挥发性低、不含芳烃和烯烃、几乎不含硫等优点,是最理想的清洁汽油组分。硫酸烷基化技术在安全性与可操作性之间达到了最佳平衡,成为当今炼化企业的首选。本文以降低反应温度、提高选择性、降低酸耗为目标,按照小试实验、反应器开发、中试装置初步设计的顺序,完成了低温硫酸烷基化技术开发的探索性研究。自行建立了一套烷基化反应小试实验装置,能够实现酸烃两相的充分混合与迅速移热。考察了酸烃体积比(1:1～2.5:1)、烷烯摩尔比(4～20)、反应时间(3min～25min)、反应温度(-3℃～12℃)对烯烃转化率及烷基化产品质量的影响。使用色谱仪来检测气液两相产品组分,进一步根据液相组成数据,计算液相产物的研究法辛烷值。实验结果表明,适宜的酸烃比为1.5:1、烷烯摩尔比比为8:1、反应时间为15 min,适宜的反应温度范围为-3℃～0℃。小试实验结果表明,降低反应温度有利于提高产品选择性,但同时降低了酸烃两相的传质速率。本文进一步开发低温硫酸烷基化反应器,并开展放大评价实验。反应器采用纤维填料的型式,筛选了8种纤维材料进行失重变色等实验考察,确定中碱玻璃纤维为适宜的填料。冷漠实验确定填料适宜的填充密度为145 g/L;热模试验验证了反应器温度分布介于-4℃与3℃之间,反应器压降小于0.4MPa;进一步考察了烯烃空速、烷烯比、酸烃比对产物辛烷值的影响,结果表明放大实验与小试实验趋势相同,结果相近。根据小试与反应器评价实验结果,开展200kg/h烷基化油中试装置的初步设计,完成了PFD与PID图纸的标绘及操作细则的制定。