碳四烴綜合應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)展

王曉峰(大連華油工程項(xiàng)目管理有限公司, 遼寧 大連 116000)

碳四烴綜合應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)展

王曉峰(大連華油工程項(xiàng)目管理有限公司, 遼寧 大連 116000)

對碳四烴的資源利用時(shí)，可以作為生產(chǎn)燃料油以及增產(chǎn)乙烯和丙烯的原材料，然后通過深加工進(jìn)行生產(chǎn)高附加值的化工產(chǎn)品方面進(jìn)行有效的利用。本文對于其在進(jìn)行生產(chǎn)燃料油時(shí)產(chǎn)生的謎化、烷基化以及為芳構(gòu)化等技術(shù)進(jìn)行了介紹；同時(shí)介紹了碳四烴作為蒸汽裂解的原材料之一，在生產(chǎn)中將其進(jìn)行催化裂解以及催化歧化從而可以對乙烯以及丙烯進(jìn)行增產(chǎn)的技術(shù)以及其他化工利用的技術(shù)，以期為同行利用碳四烴資源提供參考。

碳四烴；綜合利用

1 燃料油方面

(1)醚化 作為碳四烴重要的一種衍生物甲基叔丁基醚(MTBE)，其辛烷值為110，主要就是作為抗爆劑以及高辛烷值運(yùn)用，對于汽油的辛烷值其具有有效的調(diào)節(jié)作用。雖然某些專家認(rèn)為MTBE在進(jìn)行制作時(shí)對環(huán)境具有一定的影響，但是我國汽車用油其辛烷值比較低，根據(jù)當(dāng)前的情況來看，在今后的幾年里，我國汽油產(chǎn)業(yè)高辛烷值的重要調(diào)和成分仍是MTBE。MTBE的生成來源于碳四烯烴的醚化，此過程主要是促使不同的丁烯與甲醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。現(xiàn)在，我國生產(chǎn)MTBE的工藝主要采用的都是混相床-催化精餾工藝，這種工藝是將發(fā)生反應(yīng)的材料經(jīng)過預(yù)反應(yīng)器到混相床反應(yīng)器，促使不同的丁烯轉(zhuǎn)化率可達(dá)到80%～90%，最后經(jīng)過催化精餾塔使之達(dá)到99%。在當(dāng)前社會環(huán)境下，傳統(tǒng)的裂解和煉廠混合碳四產(chǎn)物仍是生產(chǎn)MTBE的主要原料。近年來隨著煤炭制造烯烴產(chǎn)業(yè)的新興與崛起，該產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)乙烯丙烯核心工藝中也會附加的產(chǎn)生煤基混合碳四這一原料，相應(yīng)的這部分原料如果被用于MTBE的聯(lián)產(chǎn)過程中，就會創(chuàng)造出意想不到的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)烷基化 由于環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，為了降低汽車尾氣等有害物質(zhì)的排放量，人們對清潔環(huán)保、高辛烷值的汽油成分的需求越來越高。烷基化油，作為現(xiàn)在汽油的調(diào)和成分，它已被人們稱為“綠色環(huán)保的汽油調(diào)和成分”。它的主要成分是經(jīng)過異丁烷與丁烯進(jìn)行烷基化學(xué)反應(yīng)得到的，而這一反應(yīng)主要是在酸性催化劑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在此基礎(chǔ)上得到生成三甲基戊烷、二甲基己烷和甲基庚烷等重要組分化合物。因此烷基化油就會具有很高的辛烷值，同時(shí)含有非常低的烯烴和芳烴，經(jīng)過燃燒后清潔性能非常好。當(dāng)然，催裂化裝置中的混合碳四餾的成分中也含有很多的異丁烷成分，這些異丁烷成分也可以作為聯(lián)產(chǎn)烷基化的重要原料物。目前烷基化的工藝技術(shù)主要分為液體和固體兩種形式，具體的液體工藝包含氫氟酸法和硫酸法，在這兩種液體工藝中，相比較氫氟酸，硫酸烷基化中的濃硫酸催化劑不容易揮發(fā)，而且安全性高。雖然硫酸法工藝有一定的優(yōu)勢條件，但它對設(shè)備的腐蝕性及酸渣造成環(huán)境污染等缺點(diǎn)仍然不能被忽視。

(3)芳構(gòu)化 芳構(gòu)化，也可以成為芳烴，它是由烯烴在酸性物質(zhì)的催化作用下，經(jīng)過裂變、聚合及環(huán)化等化學(xué)反應(yīng)過程中生成的。如果將碳四烯烴通過芳構(gòu)化反應(yīng)后，一方面會生產(chǎn)出如苯、甲苯和二甲苯(BTX)等芳烴，同時(shí)還可以制造出具有高辛烷值的汽油。但是特別要注意的是在芳構(gòu)化的過程中，要依據(jù)生產(chǎn)不同的目標(biāo)產(chǎn)物采用合理有效的生產(chǎn)工藝條件，這樣才能實(shí)現(xiàn)工藝的化工應(yīng)用價(jià)值。比如要生產(chǎn)高辛烷值的汽油成分時(shí)，就要嚴(yán)格控制原料中苯的含量，工藝過程中就要選用合適的異構(gòu)化功能的催化劑限制苯的含量，從而得到的汽油才能符合綠色環(huán)保要求。

2 增產(chǎn)乙烯和丙烯

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為石油化工業(yè)的基礎(chǔ)原料乙烯和丙烯的需求量，在世界范圍內(nèi)越來越高，所以提高乙烯和丙烯的產(chǎn)量迫在眉睫。如何快速的提高乙烯和丙烯的產(chǎn)量呢？如果在裂解原料物種增加碳四烴，工藝生產(chǎn)過程中不僅可以交換出一些石腦油，同時(shí)還可以提升含有高附加值如丁二烯等產(chǎn)品的收率，隨之增加丙烯收率，此過程中乙烯的收率稍微弱，三烯的收率也提高了，這樣就能得到很好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益。同時(shí)碳四烴主要是通過催化裂解與催化歧化兩種工藝技術(shù)提高乙烯和丙烯產(chǎn)量的。

3 化工利用

將碳四烴中的化學(xué)成分丁二烯經(jīng)過分離后得到的碳四，或者將煉廠混合碳四中的成分分離，利用不同的方法從而生產(chǎn)出許多含有高附加值的化工產(chǎn)品，這就是碳四烴的化工應(yīng)用技術(shù)原理。下面為大家重點(diǎn)介紹三種化學(xué)工藝在生產(chǎn)實(shí)踐過程中的應(yīng)用，即為丁二烯、丁烯以及丁烷。合成橡膠的重要成分是丁二烯，工業(yè)生產(chǎn)中90%的丁二烯都被用于合成橡膠。有所不知的是裂解碳四的主要成分就是丁二烯，它是生產(chǎn)丁二烯非常廉價(jià)的原料。工藝過程中通常采用抽提法將丁二烯從裂解碳四中分離出來。隨著石油煉化企業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國國內(nèi)市場上丁二烯出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，導(dǎo)致丁二烯的價(jià)格漲幅非常高，這就使得人們對丁烯脫氫制造丁二烯這一工藝技術(shù)也越來越關(guān)注。可以通過丁烯的齊聚反應(yīng)在化工企業(yè)生產(chǎn)中得到齊聚汽油和柴油，齊聚汽油不僅擁有很高的辛烷值，而且所含有芳烴的量特別低。另一方面C8和C12烯烴則是丁烯齊聚的主要產(chǎn)品，這些產(chǎn)物已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于日常生活的工業(yè)生產(chǎn)中。

4 結(jié)語

隨著國內(nèi)外大型石油煉化企業(yè)全球一體化進(jìn)程的快速發(fā)展，充分利用碳四烴實(shí)現(xiàn)企業(yè)更多的經(jīng)濟(jì)效益這一現(xiàn)狀，也得到了越來越多的企業(yè)的關(guān)注，這些為烴的綜合利用的相關(guān)研究技術(shù)奠定了很好的基礎(chǔ)與支持。

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[2]李濤.碳四餾分中異丁烷的利用方案研究[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì),2015,02:1-6.

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