烷基化技术前景及进展
烷基化系列基础知识及发展前景

烷基化系列基础知识及发展前景深度好文‖烷基化系列基础知识及发展前景,值得收藏!一、烷基化利用加成或置换反应将烷基引入有机物分子中的反应过程。
烷基化反应作为一种重要的合成手段,广泛应用于许多化工生产过程。
1、简介烷基化是烷基由一个分子转移到另一个分子的过程。
是化合物分子中引入烷基(甲基、乙基等)的反应。
如汞在微生物作用下在底质下会烷基化生成甲基汞或二甲基汞。
工业上常用的烷基化剂有烯烃、卤烷、硫酸烷酯等。
铅的烷基化产物为烷基铅,其中四乙基铅常作为汽油添加剂,作防爆剂(烷基化工艺图如图一所示)。
图一:烷基化工艺图在标准的炼油过程,烷基化系统在催化剂(磺酸或者氢氟酸)的作用下,将低分子量烯烃(主要由丙烯和丁烯组成)与异丁烷结合起来,形成烷基化物(主要由高级辛烷,侧链烷烃组成)。
烷基化物是一种汽油添加剂,具有抗爆作用并且燃烧后产生清洁的产物。
烷基化物的辛烷值由所用的烯烃种类和采用的反应条件有关。
大部分原油仅含有有10%-40%可直接用于汽油的烃类。
精炼厂使用裂解加工,将高分子量的烃类转变成小分子量易挥发的产物。
聚合反应将小分子的气态烃类转变成液态的可用于汽油的烃类。
烷基化反应将小分子烯烃和侧链烷烃转变成更大的具有高辛烷值的侧链烷烃。
将裂解,聚合和烷基化相结合的过程可以将原油的70%转变为汽油产物。
另一些高级的加工过程,例如烷烃环化和环烷脱氢可以获得芳烃,也可以增加汽油辛烷值。
现代化炼油过程可以将输入的原油完全转变为燃料型产物。
在整个炼油过程中,烷基化可以将分子按照需要重组,增加产量,是非常重要的一环。
2、反应类型图二:反应式烷基化反应可分为热烷基化和催化烷基化两种。
由于热烷基化反应温度高,易产生热解等副反应,所以工业上都采用催化烷基化法。
主要的催化烷基化有:①烷烃的烷基化,如用异丁烯使异丁烷烷基化得高辛烷值汽油组分;②芳烃的烷基化,如用乙烯使苯烷基化;③酚类的烷基化,如用异丁烯使对甲酚烷基化。
烷基化也可以指金属烷基化,最典型的例子。
2024年烷基化催化剂市场前景分析

2024年烷基化催化剂市场前景分析引言烷基化催化剂是一种广泛应用于化工领域的催化剂,用于烃类分子的烷基化反应。
随着石化工业的不断发展和石油资源的稀缺性,烷基化催化剂市场呈现出良好的前景。
本文将对烷基化催化剂市场的发展趋势和前景进行分析。
市场规模烷基化催化剂市场的规模在过去几年中呈现出稳定增长的态势。
根据市场研究机构的数据显示,2019年全球烷基化催化剂市场规模达到XX亿美元。
预计在未来几年内,随着需求的增加以及技术的进步,市场规模将进一步扩大。
市场驱动因素1. 增长的石油化工行业石油化工行业是烷基化催化剂市场的主要驱动因素之一。
随着全球石油化工行业的不断发展,对烷基化催化剂的需求也在增加。
烷基化催化剂作为一种重要的催化剂,广泛应用于石油化工过程中的烷化反应,因此市场需求与石油化工行业的发展密切相关。
2. 持续增长的能源需求能源需求的增长也是推动烷基化催化剂市场发展的重要因素。
随着全球人口的不断增加和经济的快速发展,对能源的需求也在不断增加。
烷基化催化剂在能源产业中具有重要的应用,特别是在石油和天然气加工领域,因此随着能源需求的增长,对烷基化催化剂的需求也将相应增加。
3. 技术创新和改进技术创新和改进也推动着烷基化催化剂市场的发展。
随着科技的不断进步,烷基化催化剂的性能得到了显著提升。
新型催化剂的开发和改进使得烷基化反应的效率和产率得到了提高,同时也降低了生产成本。
这些技术创新和改进为烷基化催化剂市场的发展提供了更好的机遇。
市场前景展望未来,烷基化催化剂市场具有良好的发展前景。
1. 亚洲地区市场潜力巨大亚洲地区作为全球石油化工产业的主要中心,对烷基化催化剂的需求持续增长。
特别是中国、印度等国家的能源需求增长迅速,驱动了烷基化催化剂市场的发展。
亚洲地区的市场潜力巨大,将会成为烷基化催化剂市场的主要增长驱动力。
2. 绿色化工的发展随着全球环境保护要求的提高,绿色化工成为行业的发展方向。
烷基化催化剂在绿色化工领域具有重要意义,可以在减少污染物排放和提高产品质量方面发挥作用。
烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用

烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用烷基化技术是一种重要的石油加工技术,广泛应用于汽油升级领域。
烷基化技术可以提高汽油的辛烷值和抗爆性能,改善其燃烧性能和清洁性能,有利于提高发动机的燃烧效率和降低尾气排放。
本文将就烷基化技术的发展现状、重要性及在汽油升级中的关键作用进行探讨。
一、烷基化技术的发展现状烷基化技术是一种将烯烃、芳烃等碳链较长的烃类化合物转化为碳链较短的烃类化合物的加工技术。
烷基化技术主要包括饱和烃的异构化和分子量减小,目前主要通过在酸性催化剂作用下进行触媒裂化实现。
随着石油工业的发展和汽车排放标准的不断提高,烷基化技术也不断得到了发展和完善。
现如今,烷基化技术已成为汽油升级的核心技术之一,其在提高汽油质量、改善汽油性能方面发挥着重要作用。
1. 提高汽油的辛烷值辛烷值是衡量汽油抗爆性能的重要指标,辛烷值越高,汽油的抗爆能力越强。
烷基化技术可以将碳链较长的烃类化合物转化为较短的烷烃,提高汽油中的烷烃含量,从而提高汽油的辛烷值。
烷基化技术不仅可以提高汽油的辛烷值,还可以调整汽油中各种组分的比例,使汽油的性能更加稳定。
2. 改善汽油的燃烧性能3. 减少尾气排放高辛烷值和优质的燃烧性能不仅可以提高发动机的效率,还可以降低尾气中有害物质的排放。
烷基化技术可以改善汽油的清洁性能,使汽油的燃烧更加充分,减少未完全燃烧产生的有害气体的生成,降低尾气排放的污染。
随着汽车工业的快速发展和环保要求的不断提高,烷基化技术在汽油升级中的作用将会越来越重要。
未来,随着科学技术的不断进步,新型高效的烷基化技术将会不断涌现,烷基化技术将更加高效、环保,能够更好地满足汽油升级的需求。
随着新能源汽车的逐渐普及,传统燃油车的市场需求将逐渐下降,石油产品的需求也将逐渐减少,这将对炼油行业提出更高的技术要求,烷基化技术将会得到更广泛的应用和发展。
烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用

烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用烷基化技术是一种重要的燃料改性技术,它可以通过在分子链上引入烷基基团,提高燃料的辛烷值和抗爆性能,从而改善汽油的品质。
烷基化技术在汽油升级中发挥着关键作用,随着研究的深入和技术的不断创新,烷基化技术取得了长足的进展。
烷基化技术的发展历程烷基化技术最早可以追溯到20世纪50年代,最初是通过烷基化剂(如三甲基铝)将辛烷值较低的汽油转化为辛烷值更高的高辛烷值汽油。
随着科学技术的不断发展,烷基化技术也得到了很大的改进和提高。
90年代初期,超碰联邦制的若干实验室就开始利用超碰的特性提高汽油标号以改善机动车的爆震性能,从而避免震荡和未点燃发生。
从那个时期起,烷基化技术逐渐成为改善汽油品质的重要手段,并在实际应用中取得了显著的效果。
烷基化技术的原理烷基化技术是通过在分子链上引入烷基基团来提高汽油的辛烷值和改善抗爆性能。
一般来说,烷基化技术包括烷基化剂的选择、反应条件的控制和产品分离纯化等关键步骤。
烷基化剂通常选择具有较高活性和选择性的催化剂,如硫酸铝、氯化铝等。
而反应条件的控制主要包括反应温度、压力、催化剂用量和反应时间等参数的优化。
产品的分离纯化则需要采用适当的分离技术,如蒸馏、萃取、结晶等,以获得高纯度的烷基化产品。
烷基化技术的进展近年来,烷基化技术在反应催化剂、反应条件和分离纯化等方面取得了显著的进展。
在催化剂方面,研究人员不断开发新型烷基化催化剂,如固体酸催化剂、离子液体催化剂等,以提高烷基化反应的活性和选择性。
在反应条件方面,利用计算机模拟和实验优化相结合的方法,可以更精准地控制烷基化反应的各项参数,从而提高产品的产率和纯度。
在分离纯化方面,采用超临界流体萃取、离子液体萃取等新型分离技术,可以有效地提高产品的纯度和收率。
烷基化技术在汽油升级中的关键作用烷基化技术在汽油升级中发挥着重要的关键作用。
通过烷基化技术可以有效提高汽油的辛烷值,从而降低燃烧过程中的爆震倾向,提高车辆的燃油利用率。
烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用

烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用烷基化技术是一种利用催化剂将C3-C5烯烃与异丁烷(i-C4H10)或正丁烷(n-C4H10)发生加成反应制备高辛烷值烷基脂肪烃的技术。
随着汽车工业的快速发展,汽油需求不断增加,汽油的烷值也成为了汽油品质的重要指标之一。
高烷值的汽油能够提高发动机效率、减少尾气排放和降低油耗。
在石油行业,烷基化技术被广泛应用于汽油升级,可以生产高质量、低芳烃、低硫的优质汽油。
烷基化技术从20世纪50年代开始应用于工业生产,在过去的几十年中得到了不断改进和完善。
近年来,烷基化技术的研究取得了许多进展。
首先,研究人员利用新型催化剂,改进了传统烷基化工艺,增加了催化剂的反应活性和寿命,减少了反应废物的生成。
例如,ZSM-5分子筛催化剂可以使反应生成的异构体比例更加均衡,从而制备出更加优质的汽油产品。
其次,研究人员大力推广和应用生物质烷基化技术,利用生物质(如植物油、动物脂肪等)作为原料,制备出优质的生物质柴油和生物质汽油。
生物质烷基化技术是一项有前景的技术,可以有效减少对传统石油资源的依赖,达到能源可持续利用的目标。
烷基化技术在汽油升级中的关键作用不可忽视。
烷基化可以将C3-C5烯烃转化为高辛烷值的烷基脂肪烃,从而提高汽油烷值,使其更具市场竞争力。
另外,烷基化可以破坏芳构化合物,减少汽油中的有毒物质和臭氧生成物的生成,有助于保护环境。
烷基化技术的应用还可以充分利用低质燃料资源,降低裂化炉负荷,提高油品加工利用率,对于提高企业的经济效益具有重要意义。
总之,烷基化技术是一项重要的石油加工技术,具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和完善,烷基化将在未来的汽油升级过程中继续发挥重要的作用。
烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用

烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用烷基化技术是一种重要的石油化工技术,它在石油加工和化学工业中有广泛的应用。
烷基化技术是将低碳烷烃与具有活性的烷基试剂反应,形成高碳烷烃的化学反应。
近年来,烷基化技术得到了快速发展,主要体现在以下几个方面:催化剂的研究和开发取得了重要进展。
传统的烷基化反应通常需要高温和高压条件,而新型的催化剂可以在较低的温度和压力下进行反应,提高反应的选择性和产率。
固体酸催化剂成为烷基化反应的关键,在反应中能够有效地催化烷烃与烷基试剂的反应,提高反应速率和产品质量。
催化剂的寿命得到了有效延长。
高温高压的反应条件容易导致催化剂的失活,而新型的催化剂具有较好的稳定性和耐温性,可以降低催化剂的失活速度,延长催化剂的使用寿命。
反应条件的优化使得反应的选择性和产率得到了明显提高。
通过调节反应温度、压力、催化剂的用量和反应时间等参数,可以控制反应的适当进行,提高目标产物的选择性和产率。
烷基化技术在汽油升级中起着关键作用。
汽油是一种重要的能源,其质量对机动车的性能和环境影响至关重要。
烷基化技术可以将低碳烷烃与长碳链烷烃进行反应,生成高烷值的汽油组分,从而提高汽油的辛烷值和抗爆性能。
烷基化技术还可以将不饱和烃和芳香烃进行烷基化反应,将其转化为饱和烃,提高汽油的稳定性和可燃性。
汽油中的烷烃和芳香烃含量对汽车的尾气排放和空气污染具有重要影响。
烷基化技术可以通过调整反应条件和催化剂的选择,降低汽油中的芳香烃含量,减少尾气中的有毒气体排放,提高空气质量。
烷基化技术还可以使汽油中的硫含量降低,减少尾气中的硫氧化物排放,减少大气污染。
烷基化技术的进展为汽油升级提供了重要的手段。
通过研究和开发新型催化剂,优化反应条件,可以提高汽油的辛烷值和抗爆性能,降低有毒气体和污染物的排放,有利于保护环境和改善空气质量。
烷基化技术的未来发展将继续关注催化剂的研究和开发,优化反应条件,并与其他技术相结合,促进汽油质量的不断提高。
烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用

烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用【摘要】烷基化技术是一种重要的汽油升级技术,其在汽油生产中起着关键作用。
本文首先介绍了烷基化技术的发展历程,然后详细讨论了烷基化技术在汽油生产中的应用及改善汽油性能的方法。
烷基化技术通过提升汽油质量,降低排放,实现了汽油升级的关键作用。
未来,烷基化技术仍有发展空间,对汽油升级仍具有重要性。
烷基化技术在汽油升级中扮演着不可或缺的角色,对提高汽油质量和降低排放起着至关重要的作用。
【关键词】烷基化技术、汽油升级、发展历程、汽油生产、性能改善、质量提升、关键作用、降低排放、未来发展、重要性、总结。
1. 引言1.1 烷基化技术简介烷基化技术是一种重要的烃化反应工艺,通过在烷烃分子中引入烷基基团,提升烷烃分子链长度,改善燃料的抗爆燃性能和汽车的动力性能。
烷基化技术可以在典型的H-ZSM-5催化剂存在下进行,该催化剂可以将低碳烷烃如甲烷、乙烷、丙烷等转化为较长链的烷烃,提高汽油的辛烷值和抗爆燃性。
烷基化技术的优势在于可以通过简单的反应方式,快速高效地将短链烷烃转化为高辛烷值的烷烃,使得汽油的性能得到显著提升。
在炼油工业中,烷基化技术已经成为一项至关重要的技术,被广泛用于汽油的生产中。
通过烷基化技术,可以有效提高汽油的辛烷值,减少底物的不饱和度,提高汽油的稳定性和抗爆燃性。
烷基化技术还可以提高汽油的动力性能和清洁性能,降低机动车尾气的有害排放物含量,减少对环境的污染。
烷基化技术在汽油升级中发挥着关键作用,是炼油工业中不可或缺的重要技术之一。
1.2 汽油升级的重要性优质汽油能够提高发动机的功率和燃烧效率,使汽车行驶更加顺畅,提高驾驶体验。
高质量的汽油能够减少发动机的磨损,延长发动机的使用寿命,减少维修和更换的频率,降低维护成本。
提升汽油质量可以降低尾气排放中有害物质的含量,减少对大气环境和人体健康的影响。
优质汽油还可以提高车辆的燃油效率,减少能源消耗,降低能源成本,有助于节能减排和可持续发展。
烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用

烷基化技术进展及其在汽油升级中的关键作用【摘要】烷基化技术是一种重要的炼油技术,通过向烃类分子添加烷基基团来提高汽油的品质。
本文首先介绍了烷基化技术的定义和汽油升级的重要性,然后分析了烷基化技术的发展历史和原理,以及在汽油升级中的应用和对汽油质量的提升。
还探讨了烷基化技术在减少尾气污染中的作用。
结论部分强调了烷基化技术在汽油升级中的关键作用,提出了未来烷基化技术的发展方向,并对整篇文章进行总结。
烷基化技术的不断进步和应用将有助于提高汽油的质量、减少尾气污染,推动石油工业向更加环保和高效的方向发展。
【关键词】烷基化技术、汽油升级、发展历史、原理、应用、汽油质量、尾气污染、关键作用、发展方向、总结1. 引言1.1 烷基化技术的定义烷基化技术是一种重要的石油化工技术,利用催化剂将直链烷烃转化为分支烷烃的过程。
在这个过程中,直链烷烃中的一个或多个氢原子被取代,形成较高辛烷值的分支烷烃。
这种反应可以通过烷基化催化剂催化完成,常见的催化剂包括氯化铝等。
烷基化技术的应用范围较广,不仅可以用于汽油升级,还可以用于生产各种烷烃类化合物。
烷基化技术在石油化工生产中扮演着至关重要的角色,对优化产品结构、提高产品质量有着显著的影响。
通过烷基化技术,可以改善燃料的燃烧性能,降低车辆的排放污染,提高动力性能,延长发动机寿命等。
烷基化技术在现代化工生产中有着重要的地位和作用。
1.2 汽油升级的重要性汽油作为燃料在我们日常生活中扮演着至关重要的角色。
汽油的质量直接影响着发动机的性能和运行效率,同时也对车辆的环保性能有着重要影响。
为了提高汽油的质量,降低尾气排放,保护环境和人类健康,汽油升级技术显得尤为重要。
汽油升级技术的主要目的是通过改良生产工艺和添加特定的添加剂,提高汽油的辛烷值、清洁度和稳定性。
辛烷值的提高可以提升发动机的抗爆性能,从而提高燃烧效率;清洁度的提高可以减少发动机内部积碳和减少有害气体的排放;稳定性的提高可以延长汽油的保存时间,避免变质。
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烷基化技术前景及进展陈立江;史会兵;赵倩倩【摘要】烷基化油是一种具有低蒸汽压、不含烯烃及芳烃等有害杂质的理想汽油高辛烷值调和组分,随着汽油质量标准不断升级,以及环保要求日益严格,烷基化油在汽油池中的重要意义也日益突出.本文介绍了烷基化油在汽油质量升级中的重要作用,介绍了传统的氢氟酸法烷基化和硫酸法烷基化的技术特点及工业现状,以及固体酸烷基化和离子液体烷基化等新型烷基化技术的研究现状及工业化进展,并对烷基化技术的未来发展方向做出展望.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)019【总页数】3页(P1-3)【关键词】烷基化;氢氟酸;硫酸;固体酸;离子液【作者】陈立江;史会兵;赵倩倩【作者单位】山东京博石油化工有限公司, 山东滨州 256500;山东京博石油化工有限公司, 山东滨州 256500;山东京博石油化工有限公司, 山东滨州 256500【正文语种】中文【中图分类】TE65烷基化油是以异辛烷为主的C8异构烷烃混合物,其马达法辛烷值(MON)可达到90~95,研究法辛烷值(RON)可达到93~98,研究法辛烷值RON与马达法辛烷值MON差值一般不会大于3,更加适宜与催化裂化加氢汽油配合调合。
烷基化油作为汽油调合组分其硫含量极低,不含芳烃、烯烃,不含氧,且辛烷值明显高于催化汽油组分。
汽油池中调入烷基化油可起到如下积极影响:(1)提升汽油池整体辛烷值,弥补了辛烷值空缺;(2)稀释了催化汽油组分中硫、氮和烯烃等有害杂质的含量;(3)对于重整汽油组分中的芳烃尤其是苯含量也有相应的稀释作用[1]。
由于烷基化油优质的调合贡献,因此在规定的蒸气压下,容许在调合汽油中增加经济性相对更好的汽油组分的加入量。
在催化汽油脱硫降烯的过程中,我国汽油池中轻端辛烷值(碳五至碳八)的下降较为显著,这一趋势导致了池中调合组份辛烷值以及馏份分布不均衡、重端组份辛烷值贡献偏大的状况。
相关汽油抽样检测结果表明,92#汽油的辛烷值按照馏程的分布呈现两头大、中间小的特点。
其中60~120 ℃馏分段的辛烷值最低,小于60 ℃的轻端馏分辛烷值的贡献主要来源于烯烃组分,大于120 ℃馏分段的辛烷值贡献主要来源于芳烃组分。
辛烷值与馏份分布的不均衡,会对汽油发动机的燃烧和排放造成影响,出现汽车加速性能不佳、冬天车辆启动困难、爬坡劲小等一系列问题。
因为历史、技术发展等方面的原因,美国、日本和欧洲等国家和地区的汽油池组成相对比较均匀合理。
与欧美国家相比,我国汽油池中催化裂化汽油比例过高,而烷基化汽油和异构化汽油的比例严重不足,高硫、高烯烃、高比重的汽油池性质阻碍了汽油质量升级的步伐。
为满足国五和国六标准的要求,一方面需要对催化裂化汽油进行降硫、降烯烃的技术改造,另一方面,需要对汽油池的结构进行调整,增加重整汽油、烷基化汽油、异构化汽油和醚化汽油的比例。
目前我国炼油企业普遍采用甲基叔丁基醚(MTBE)作为汽油高辛烷值的调合组分,但由于汽油国家标准中对于氧含量有严格的限制(不大于2.7%),且伴随着乙醇汽油的发展汽油池中也将限制MTBE的加入量。
随着汽油京六Ⅵ标准的出台,烯烃、芳烃、苯等多项环保指标含量的降低,将使得调和汽油对烷基化汽油的掺混比例再度提高。
天然气的广泛使用和高油价、日益严格的汽油标准,给烷基化装置提供了良好的发展机遇[2],因此利用液化气中丁烯和异丁烷资源生产烷基化油是油品升级进程的必然趋势。
未来烷基化汽油供给有可能出现不足的状态。
2000-2012年国内汽油产量达到6.7%的复合增速,2012年国内汽油达到8975.60万吨的产量,同比增长达到10.25%,2014年国内汽油产量达到1.1亿吨,假如未来国内汽油产量每年保持6%的增速,那么到2017年,全国全面实施国V标准[3],预计汽油需求量为1.29亿吨,烷基化油的需求总量预计将达到774万吨,将超过2017年烷基化油的总产量。
根据以上测算,我国未来的烷基化油供应可能出现的缺口超过200万吨;未来烷基化油的最优添加比例将由6%(国V)提升至8%~10%(国Ⅵ),2019年中国将实施国Ⅵ标准,汽油需求量预计将达到1.5亿吨,烷基化油的需求量将达到1200~1500万吨,市场潜力巨大。
目前广泛采用的烷基化技术依然是液体酸烷基化技术,主要是硫酸(SA)法烷基化工艺和氢氟酸(HF)法烷基化工艺。
目前主要的氢氟酸法烷基化有Phillips公司与Mobil公司合作开发的REVAP工艺、UOP和Texaco合作开发的Alkad工艺以及后期UOP公司收购了PHILLIPS公司后推出的AlkyPlus工艺等。
硫酸法烷基化代表技术为美国DUPONT公司的STRATCO急冷烷基化工艺和美国LUMMUS公司的CDAlky低温烷基化工艺。
2.1.1 氢氟酸法烷基化拥有氢氟酸法烷基化技术最早的两家公司是UOP公司和PHLLIPS公司,两种技术反应条件相似,但反应系统存在如下差别:UOP烷基化工艺采用的是酸强制循环、内部再生技术;而PHLLIPS烷基化工艺采用的是酸重力循环、酸再接触技术[4]。
由于PHLLIPS烷基化工艺的催化剂采用重力循环方式,取消了高酸介质处的转动设备,因而减少了酸泄漏点,提高了装置的安全性。
近年来,PHILLIPS公司被UOP收购,UOP公司继而结合两家技术的优点推出了AlkyPlus技术[5],该技术将UOP等温反应器技术与原PHILLIPS的重力酸循环技术及酸沉降器设计理念相融合。
在新的反应系统中,装置降低了30%的酸内存量,安全性显著提高。
氢氟酸烷基化所用催化剂具有剧毒、易挥发等特性,若发生泄露情况,就会在厂区的低空处形成严重危害员工人身健康的气溶胶。
因此,氢氟酸法烷基化技术在近年来的研究方向主要偏重于改进工艺及设备的安全性,减少易故障点,增加水幕装置,促进泄露催化剂扩散等一系列措施,从而提高装置的安全性[6]。
2.1.2 硫酸法烷基化技术目前,主要的硫酸法烷基化专利商为DUPONT公司和LUMMUS公司,其中,采用DUPONT公司技术的烷基化装置占80%左右[7]。
DUPONT公司的STRATCO工艺的反应器是一台卧式列管式换热器(带有搅拌叶轮),单台处理能力达到5~10万吨/年,反应过程中的酸烃混合采用机械搅拌实现;在第九届烷基化油市场峰会召开之际,杜邦公司宣布,该技术用于在天津石化新建一套烷基化装置,将于2017初开工建设,并在2017年末或2018年初启用。
该STRATCO工艺的特点是反应温度低、产品辛烷值高、酸耗及腐蚀速率低,而且反应器能力提高。
LUMMUS公司的CDAlky工艺是一种可降低硫酸消耗的新型低温硫酸烷基化技术,采用一台立式降流反应器,单台处理能力达到38万吨/年。
与传统的采用螺旋桨搅拌的工艺过程相比,由于该工艺采用的是一种需要不搅拌的反应器,因此CDAlky烷基化反应器能够在较低温度下运行,反应温度为-3 ℃,不仅能够降低酸耗,同时能够明显改善硫酸催化剂的性能并增加高辛烷值产品的收率。
该技术第一家获转让的是于2013年投产的宁波海越新材料有限公司60万吨/年烷基化装置。
除山东神驰(20万吨/年)、宁波海越(60万吨/年)、广西钦州天恒石化(20万吨/年)、云天化(24万吨/年)四家企业获得了工艺许可之外,LUMMUS公司日前也宣布,已与陕西延长石油集团签署CDAlky烷基化技术许可合同,将向延长石油下属延安石油化工厂提供CDAlky烷基化技术和相应工程设计。
该CDAlky工艺的特点是流程简单,不需要碱洗以及水洗过程,能够降低投资成本,同时CDAlky工艺不存在腐蚀问题,省去了搅拌机械及设备密封维修等一系列问题,节省了维护费用[8]。
STRATCO工艺和CDAlky工艺均采用废酸再生技术,避免大量废酸的产生,能极大改善烷基化装置面临的环保问题。
另外DUPONT公司也发布了丁烷制烷基化油(BTA)工艺,丁烷制烷基化油联合工艺包括将正丁烷异构为异丁烷的异构化单元,和将异丁烷转化成异丁烯的异丁烷脱氢单元。
脱氢后生成的异丁烯产物送至烷基化单元生产高附加值的烷基化油。
DUPONT公司在中试装置上已经成功地证明了高纯度烯烃(如可作为烷基化原料生产烷基化油,为了确定100%异丁烯进料烷基化的商业可行性,杜邦在现有商业化运行的STRATCO®烷基化装置上进行了测试,成功生产出了高品质的烷基化油而且不存在任何操作问题。
得益于安全优势及环保优势,固体酸烷基化技术一度呈现替代氢氟酸烷基化和硫酸烷基化的趋势。
经过不断努力,固体酸烷基化技术已经取得重大突破,成功实现工业化,未来应用范围将会进一步扩大。
2.2.1 AlkyClean 固体酸烷基化工艺AlkyClean固体酸烷基化工艺由CB&I、Albemarle和Neste石油公司共同开发,采用固定床反应器以及特殊的AlkyStarTM固体酸催化剂,催化剂的活性载体为铂金。
该工艺主要由原料预处理、反应、催化剂再生及产品分离4个部分组成,在50~90 ℃的反应温度下液相操作,多级反应器的设计保证了烷基化反应的持续进行。
采用AlkyClean固体酸烷基化工艺的全球首套工业化装置(10万吨/年)已经在山东汇丰石化投产,生产的烷基化油产品的研究法辛烷值(RON)稳定在96~98[9]。
2.2.2 K-SAAT固体酸烷基化工艺K-SAAT固体酸烷基化工艺由KBR公司开发,采用的是Exelus公司ExSact-E的固体酸催化剂。
该催化剂可使异丁烷与各种轻烯烃(包括乙烯) 在不同的条件下进行反应,相比传统液体酸催化剂更安全环保,稳定性也更好,投资相对较低,烷基化油的产量也较高[10]。
K-SAAT固体酸烷基化工艺的特点如下:对污染物具备较高的容忍度;对原料具有较强的适应性;收率相比液体酸烷基化工艺更高;投资成本比硫酸法烷基化工艺更低;能够适用于现有液体酸烷基化装置的改造。
K-SAAT固体酸烷基化工艺的首套工业化装置已在山东东营的海科瑞林化学公司进入建设阶段,规模为10万吨/年,计划2017年开车。
这将成为我国工业化的第2套固体酸烷基化装置。
离子液体具备不挥发、蒸汽压接近零、不燃、热稳定性高及液态存在的温度范围宽等优点,被公认为是一种环境友好的体系;因同时具备固体酸的不挥发性和液体酸高密度的反应活性,近年来受到业内广泛关注。
CHEVRON、SHEL、CLG和石油大学等公司和机构有大量研究工作专注离子液体烷基化技术。
2.3.1 CILA复合离子液烷基化工艺中国石油大学(北京)成功开发了CILA复合离子液烷基化工艺,2013年9月10万/年离子液体碳四烷基化装置(ILA)在山东德阳化工有限公司投产,目前中国石化九江分公司也已与中国石油大学签订30万吨/年的离子酸烷基化装置建设协议。