Продукт процесса алкилирования изобутана олефинами (преимущественно бутиленами), идущего с применением в качестве катализатора серной или фтористоводородной кислоты. Алкилат представляет собой широкую бензиновую фракцию, состоящую почти целиком из изопарафиновых углеводородов и имеющую октановое число 90—98 (ММ). Использование в качестве катализаторов алкилирования серной и фтористоводородной кислот связано с их хорошей избирательностью, относительной дешевизной и возможностью продолжительной работы установок благодаря регенерации или непрерывному восполнению активности катализатора. Алкилирование протекает с положительным тепловым эффектом. Поэтому для поддержания оптимальной температуры (0-10 для сернокислотного и 25-30°С для алкилирования в присутствии фтористого водорода) из реакционной зоны необходимо непрерывно отводить тепло реакции. Давление в реакторах поддерживается на уровне 0,3-1,2 МПа, обеспечивающем сжижение всего углеводородного сырья при температурах процесса.
Для подавления реакций полимеризации олефинов необходимо, чтобы концентрация последних в реакционной смеси была значительно ниже стехиометрической, что достигается разбавлением реакционной смеси изобутаном, непрерывно циркулирующим в системе. Соотношение изобутан: олефины в углеводородной смеси, поступающей на алкилирование, составляет от 4:1 до 10:1, чаще — (6-7): 1. Для обеспечения хорошего контакта исходного сырья с катализаторами осуществляют их интенсивное перемешивание, а также применяют различные поверхностноактивные вещества, добавляемые к реакционной массе. Для полного завершения реакции при фтористоводородном алкилировании требуется 5-10 мин, а при сернокислотном — 20-30 мин.
В отечественной нефтеперерабатывающей промышленности применяется процесс сернокислотного алкилирования в различных вариантах. На современных заводах большой производительности преимущественно используют установки алкилирования с каскадными самоохлаждающимися реакторами ), в которых тепло реакции снимается за счет испарения части реагирующих компонентов. В реакторе имеется несколько зон смешения и две зоны отстоя. Циркулирующий изобутан и серная кислота поступают в первую зону смешения. Исходное сырье равномерно распределяется по всем зонам смешения. В первой отстойной зоне отделяется от углеводородов основная масса кислоты, а во второй — ее небольшая оставшаяся часть. Основной углеводородный поток из реактора после отделения остатков кислоты проходит нейтрализацию щелочью и водную промывку и направляется в ректификационную колонну для выделения избыточного непрореагировавшего изобутана, который направляется в первую секцию реактора. Остаток изобутановой колонны направляется в бутановую колонну, а затем в колонну для перегонки дебутанизированного алкилата. С верха этой колонны уходят пары целевой фракции— легкого алкилата, а с низа — тяжелый алкилат, выкипающий выше 170 С и используемый как компонент дизельного топлива.
Выход суммарного алкилата составляет 170-200% на вступившие в реакцию алкены. Удельный расход серной кислоты на установках с каскадным реактором равен 60100 кг на тонну алкилата.