中國(guó)啟動(dòng)首個(gè)離子液體烷基化裝置

在中國(guó)環(huán)保部嚴(yán)格的汽車排放控制標(biāo)準(zhǔn)和日益嚴(yán)格的工廠操作安全標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)下，中國(guó)的煉油廠正著手實(shí)施基于離子液體催化劑的新型汽油烷基化技術(shù)。2018年11月，中國(guó)石油哈爾濱石化有限責(zé)任公司離子液體烷基化裝置開(kāi)工成功，該裝置規(guī)模為150 kta，采用中國(guó)石油天然氣股份有限公司(簡(jiǎn)稱中國(guó)石油)、中國(guó)石油大學(xué)(北京)和中國(guó)東北煉油化工有限公司合作開(kāi)發(fā)的離子液體烷基化技術(shù)，是世界上首套離子液體烷基化工業(yè)裝置。該裝置是4套新的烷基化裝置中的第1套，4套裝置的總能力將超過(guò)500 kta。其他包括中國(guó)石化九江分公司和安慶分公司以及中國(guó)石油格爾木煉油廠的3套裝置在建。目前，總計(jì)有10套離子液體催化異丁烷烷基化裝置的許可證已與中國(guó)的主要國(guó)有煉油廠達(dá)成協(xié)議。這些裝置的產(chǎn)能從50 kta到400 kta不等。

該新烷基化技術(shù)被稱為“離子烷基化”，其基礎(chǔ)是復(fù)合離子液體(CIL)化學(xué)，試驗(yàn)結(jié)果表明，離子烷基化反應(yīng)生成的烷基化汽油的辛烷值和揮發(fā)性與硫酸烷基化相當(dāng)。均相CIL催化劑采用改性的酸性氯鋁酸鹽離子液體。添加劑(據(jù)報(bào)道其中一種包括氯化亞銅)會(huì)改變烷基化產(chǎn)物的分布，使其更接近HF或H2SO4催化的烷基化產(chǎn)物。

目前，雪佛龍公司也正在將其離子液體催化烷基化技術(shù)商業(yè)化。該公司在其位于美國(guó)猶他州鹽湖城的煉油廠運(yùn)營(yíng)了5年的一個(gè)小型示范裝置中驗(yàn)證了該項(xiàng)技術(shù)。雪佛龍公司于2016年9月向霍尼韋爾UOP公司發(fā)放了“ISOALKY”技術(shù)的許可證。2017年，雪佛龍公司開(kāi)始將其鹽湖城煉油廠的氫氟酸(HF)烷基化裝置改造為ISOALKY技術(shù)，改造預(yù)計(jì)很快完成，將在2020年全面投入使用。由HF烷基化轉(zhuǎn)化為離子液體烷基化所需的3年改造期可以看出工藝改進(jìn)實(shí)屬不易。從一種烷基化技術(shù)到另一種烷基化技術(shù)的轉(zhuǎn)化可能非常昂貴。例如，從HF烷基化轉(zhuǎn)化為H2SO4烷基化所產(chǎn)生的費(fèi)用估計(jì)約為同等規(guī)模新建H2SO4烷基化裝置成本的80%。雖然H2SO4烷基化裝置的操作被認(rèn)為比HF烷基化裝置更安全，但缺乏顯著的經(jīng)濟(jì)效益，使煉油廠不愿做出改變。雖然離子液體催化劑可以降低與酸溢出相關(guān)的危害，同時(shí)還具有減少腐蝕的性能優(yōu)勢(shì)，但迅速?zèng)Q定是否采用ISOALKY技術(shù)進(jìn)行裝置改造還是可能面臨上述挑戰(zhàn)。事實(shí)上，無(wú)論是中國(guó)石油的工藝，還是雪佛龍UOP公司的工藝，對(duì)于新建烷基化裝置來(lái)說(shuō)，可能都會(huì)更為有利。

硫酸烷基化工藝，如杜邦清潔技術(shù)公司的STRATCO工藝，可能仍然是新型離子液體催化烷基化技術(shù)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。杜邦公司于2018年7月成功獲得為科威特PRIZe煉油廠建造STRATCO裝置的許可證，該煉油廠是迄今為止最大規(guī)模的新建煉油廠。2018年11月，杜邦公司宣布了與洛杉磯Krotz Springs的Alon煉油公司合作的另一個(gè)STRATCO的許可證。

杜邦清潔技術(shù)公司最近宣布推出的DuPontTMConvExSMHF烷基化轉(zhuǎn)化技術(shù)可以大大降低HF烷基化裝置轉(zhuǎn)化為硫酸烷基化裝置的成本。杜邦公司聲稱，其新技術(shù)將使轉(zhuǎn)化成本降低到相當(dāng)于新建H2SO4烷基化裝置成本的40%～60%。