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烷基化技術的發展與行業趨勢

作者:188体育网站   |   时间:2019-12-16 16:01   |   浏览:107   

烷基化是在催化劑的作用下煉廠液化氣中的異丁烷與烯烴反應生成汽油調合組分-烷基化油。由于烷基化油辛烷值高、蒸汽壓低、不含烯烴及硫,因此是理想的汽油調和組分。烷基化技術在近些年來越來越受到煉化企業的重視。

目前用于規模化生產烷基化油的烷基化工藝主要有硫酸法和氫氟酸法,188体育网站雖然這兩種方法烷基化油產率高、選擇性好,但硫酸法工藝廢酸排放量大,環境污染嚴重;氫氟酸是易揮發的劇毒化學品,一旦泄漏將會給環境和周圍生態系統造成嚴重危害。此外,兩種工藝都存在生產設備腐蝕等問題。

氫氟酸烷基化工藝技術已經使用了60多年,氫氟酸烷基化工藝與硫酸烷基化工藝相比占用空間少,設計簡單,消耗的催化劑少。但是該技術存在一個嚴重的問題是氫氟酸作為一種有毒氣體擴散到大氣中,氫氟酸氣體濃度低時能刺激眼睛、皮膚和鼻子,濃度高時會威脅到生命。因此近20年新建的烷基化裝置已經基本不采用氫氟酸法。

盡管硫酸烷基化技術存在廢酸處理、設備腐蝕等問題,但由于烷基化油的生產越來越引起人們的重視,因此在開發新型技術的同時,也在不斷改進硫酸烷基化技術。目前主要的硫酸法烷基化專利商包括杜邦公司和魯姆斯,其中采用杜邦公司技術的烷基化能力居全球之首,杜邦公司擁有硫酸烷基化技術(STRATCO)和廢酸再生(MECS)整套技術,在全球烷硫酸烷基化市場中約占80%左右的份額。國內采用杜邦技術的案例為中海油惠州煉化(16萬噸/年,2009年投產),同時國內還有其他三套裝置計劃于2016年開工。

魯姆斯的CDAlky硫酸法技術近些年在國內也有較多應用,已經和即將投產的裝置包括:山東神馳(20萬噸/年,2013年5月投產)、山東海越(60萬噸/年,2014年7月投產)、廣西欽州天恒石化(20萬噸/年,2014年4月投產)、云天化(24萬噸/年,2016年投產)。

雖然研究人員不斷對氫氟酸和硫酸烷基化工藝進行改進,但始終未能從根本上解決所存在的問題,如建設成本高、耗酸量大、腐蝕性強、易造成環境污染染等。因此國內外均積極開發清潔、安全的替代烷基化技術,其中以固體酸烷基化技術和離子液體烷基化技術取得的進展最為顯著。

相對于液體酸技術而言,固體酸烷基化反應條件溫和、再生方便,同時固體酸沒有液體酸的腐蝕性和潛在危險性,對設備材質沒有特殊要求,工藝安全性高;在環保方面沒有廢酸處理帶來的負面問題,因此近些年世界許多大的石油公司和科研機構一直致力于固體催化劑的研發工作。

中國石油是目前唯一工業化應用離子液體烷基化技術的公司,該項技術由中國石油大學重質油國家重點實驗室開發,2013年9月29日12萬噸/年離子液體催化碳四烷基化(ILA)裝置在山東德陽化工有限公司投產。離子液體烷基化技術的成功應用,克服了傳統濃硫酸與氫氟酸烷基化工藝的諸多缺陷,為我國商品汽油的清潔化和全面質量升級提供了一種嶄新的解決方案。

烷基化油的巨大市場空間激發了國內企業投資建設烷基化裝置的熱情,特別是近幾年,烷基化產能增長迅速。據亞化咨詢統計,中國已建成投產60多套的烷基化裝置,合計產能1400多萬噸/年;我國還有40多套正在建設或規劃階段,預計未來五年將有800余萬噸/年的新產能的釋放。屆時,國內烷基化產能將超過2200萬噸/年。

中國烷基化產業雖然產能增長迅速且未來市場需求前景廣闊,但同時也面臨著碳四原料不足,未來市場競爭激烈以及環保壓力等多方面的挑戰。更加環保的烷基化技術(低溫硫酸法烷基化技術、離子液體烷基化技術、固體酸烷基化技術)已經在國內得到了工業應用,未來這些新型環保的烷基化技術將是我國烷基化產業提高發展質量的必然趨勢。