烷基化让油品更清洁

洞妖

本文由 马后炮化工论坛转载自互联网
随着环保法规日益严格，清洁燃料生产成了炼油厂的重中之重。虽然炼油厂有催化裂化汽油、重整生成油、异构化油以及醚化油等很多汽油调和组分，但烷基化油与其他燃料组分相比，不含烯烃、芳烃，硫含量极低的优势显而易见。
自上世纪90年代以来，越来越多的国家开始实施不同阶段的清洁燃料标准升级，对烯烃和芳烃含量的限制逐渐提高，烷基化装置的能力随之不断增加。全世界烷基化能力已从2000年的8084万吨/年增加到2012年初的9034万吨/年，年增幅1.0%；全球炼油能力则从2000年的40.63亿吨/年增加到2012年的44.48亿吨/年，年增幅仅0.8%。目前世界烷基化能力最大的国家当属美国，2012年为4959万吨/年，占世界烷基化总能力的54.9%，占美国炼油总能力的6.4%。
烷基化技术分为直接烷基化和间接烷基化两类。全球间接烷基化现有装置数量不多，且主要是甲基叔丁基醚（MTBE）禁用后由MTBE生产装置改造而来。直接烷基化技术应用相对较广。根据所使用催化剂的不同，大体上可以分为硫酸法和氢氟酸法。全球48%的烷基化产能采用硫酸法，52%采用氢氟酸法。美国的烷基化装置产能中，硫酸法和氢氟酸法基本平分天下。欧洲的烷基化装置产能中，约80%采用氢氟酸法，20%采用硫酸法。国内烷基化老装置氢氟酸法居多，仅中石油抚顺、中海油惠州、西太平洋石油石化的装置采用硫酸法。近两年兴起的地炼新装置则主要是硫酸法。
催化重整汽油和催化裂化汽油是汽油的重要组成部分，也是汽油苯含量的重要来源，相对而言，催化重整汽油是汽油苯含量最为主要的来源，降低汽油苯含量的关键在于重整汽油苯含量的降低。目前，化学转化法降苯技术主要有加氢饱和降苯和烷基化降苯两种。加氢饱和降苯技术成熟，但不可避免地带来重整汽油辛烷值损失和氢耗问题，该技术以CDC
Hydro工艺、Bensat工艺和Benfree工艺为代表。烷基化降苯技术可克服加氢饱和降苯技术的缺点，以BenzOUT技术为代表，已在北美炼厂成功应用。
由埃克森美孚研究工程公司成功开发的可降低汽油苯含量的BenzOUT技术，通过富含苯的物流与乙烯、丙烯等低碳烯烃进行化学反应，将苯转化为高辛烷值的烷基芳香烃。在不损失辛烷值和氢耗的情况下，为炼厂满足汽油苯含量要求提供了一个低成本替代方案。
BenzOUT工艺为固定床工艺。与丙烯一道进入装置的丙烷通过产品稳定塔从BenzOUT产品中分出，可以得到符合要求的丙烷产品。通过BenzOUT技术降苯以后得到的产品就是蒸汽压降低的轻重整油。其反应器可以用单床层也可以用多床层，取决于进料中的含苯量和所需要的苯转化率。利用现有的管式反应器或固定床反应器进行改造都是可行的。该工艺采用埃克森美孚研究工程公司开发的高活性沸石催化剂，运行周期长，可以进行器外再生进一步延长催化剂寿命。
除了降低苯含量外，BenzOUT技术在经济上也有一定优势，全部重整生成油的抗爆指数提高2~3个单位，可以提高重整装置的灵活性，重整装置可加工全馏分石脑油，提高产氢量和辛烷值。