煤制油粗產(chǎn)品作為LAB原料的可行性分析

梅峰彪

(兗礦集團有限公司煤制油二期籌備處，陜西 榆林 719000)

線性烷基苯(或稱直鏈烷基苯，LAB)是洗滌劑行業(yè)中使用最廣泛的表面活性劑-線性烷基苯環(huán)酸鹽(LAS)的原料，而合成線性烷基苯的主要原料是α-烯烴。在傳統(tǒng)工業(yè)中線性烷基苯原料不易獲得，α-烯烴除了乙烯或丙烯齊聚外，一般由石蠟裂解或正構(gòu)烷烴脫氫制得，但這幾種方法均需要較長加工流程。現(xiàn)對煤制油粗產(chǎn)品生產(chǎn)線性烷基苯提出了生產(chǎn)方案及內(nèi)容。

1 線性烷基苯主要生產(chǎn)路線

目前，線性烷基苯生產(chǎn)主要有四條工藝路線[1-2]：

(1)正構(gòu)烷烴氯化，生成的氯化烷烴在三氯化鋁催化劑存在下和苯進行烷基化反應。

(2)正構(gòu)烷烴氯化，生成的氯化烷在脫氯化氫生成相應的內(nèi)烯烴，然后再和苯烷基化。

(3)正構(gòu)烷烴在鉑催化劑上直接脫氫生成烯烴(Pacol路線)，再經(jīng)HF催化劑下和苯烷基化生成線性烷基苯(UOP路線)。

(4)蠟裂解烯烴，以三氯化鋁為催化劑，與苯進行烷基化反應生成烷基苯。

除此之外美國UOP公司與西班牙Cepsa公司的子公司Petresa公司共同開發(fā)的固體酸工藝(Detal工藝)。該技術(shù)是使用裝有固體催化劑的固定床反應器，在一定條件下反應。免去HF和AlCl3催化劑出現(xiàn)的廢酸處理這一過程。但因催化劑對原料的進料要求比較高需一系列的原料處理過程，同時該催化劑也需頻繁再生保持活性。

不論UOP的HF工藝還是Detal工藝在原料處理上均使用較多預處理過程以達到原料符合反應要求。使用煤油或輕柴油為原料時，原料需經(jīng)過預處理加氫脫除氧氮硫雜質(zhì)、分子篩脫蠟、正異構(gòu)烷烴分離、正構(gòu)烷烴脫氫、二烯烴飽和等一系列處理步驟，將原料處理合格后進入烷基化反應單元。使用液體石蠟為原料時，原料需經(jīng)過正構(gòu)烷烴脫氫、二烯烴飽和等一系列處理步驟。雖然使用液體石蠟時，裝置投資及處理步驟較少，但運行過程中液體石蠟價格較高，會大幅增加運行生產(chǎn)成本。

2 煤制油粗產(chǎn)品性質(zhì)

煤制油主要技術(shù)分為“煤直接液化”和“煤間接液化”兩種。采用“直接液化”技術(shù)產(chǎn)出的粗產(chǎn)品中多為環(huán)烷烴和芳烴，α-烯烴或直鏈烷烴較少不適宜作為線性烷基苯原料。 國內(nèi)“間接液化”技術(shù)主要分為低溫鐵基漿態(tài)床工藝、高溫鐵劑漿態(tài)床工藝、高溫鐵基循環(huán)流化床工藝和高溫鈷基固定流化床工藝。其各種類型費托合成裝置主要產(chǎn)品組成如表1[2]。

表1 主要的費-托合成油工業(yè)生產(chǎn)類型的一般組成

表1(續(xù))

國內(nèi)現(xiàn)運行煤制油裝置均未低溫鐵基催化劑費托合成技術(shù)，該種技術(shù)下的產(chǎn)品組成富含直鏈烴，從1表中可看出低溫鐵基催化劑費托合成裝置中富含α-烯烴和正構(gòu)烷烴，不含芳烴。低溫鐵基漿態(tài)床費托合成裝置生產(chǎn)的柴油或煤油餾分可通過分離過程就獲得優(yōu)質(zhì)的，適合作為制備LAB、脂肪醇的優(yōu)質(zhì)原料。

3 煤制油粗產(chǎn)品為原料制備烷基苯的方案

國內(nèi)擁有“鐵基催化劑費托合成技術(shù)”為上海兗礦能源科技研發(fā)有限公司公司和中科合成油技術(shù)公司。根據(jù)部分訊息兩種費托合成技術(shù)產(chǎn)品中C11～C13組分含量約為8%左右，而其中烯烴含量約為70%。故百萬噸煤制油裝置生產(chǎn)出的C11～C13組分烯烴約為6萬t。適合配套建設(shè)年產(chǎn)10萬噸的線性烷基苯裝置。因烷烴和苯在烷基苯反應條件下極少發(fā)生反應，故整個方案僅設(shè)置分離裝置即可。將費托合成裝置產(chǎn)的煤柴油餾分中C11～C13組分切割分離出，直接送入烷基苯裝置。若想擴大產(chǎn)品規(guī)模，同時可在反應產(chǎn)品分離出的烷烴后設(shè)置烷烴脫氫和二烯烴飽和等兩套裝置，將未進行反應的烷烴轉(zhuǎn)化成α-烯烴進入烷基化裝置，增加生產(chǎn)規(guī)模。

該種技術(shù)比傳統(tǒng)技術(shù)路線省去預處理加氫脫除氧氮硫雜質(zhì)、分子篩脫蠟、正異構(gòu)烷烴分離、烷烴脫氫、二烯烴飽和等一系列過程，比傳統(tǒng)原油餾分加工大大節(jié)約投資。

4 結(jié)論

線性煤制油工廠大多因生產(chǎn)出的產(chǎn)品利潤低，造成企業(yè)難盈利或薄盈利。C11～C13組分在大多線性煤制油廠內(nèi)大多加工為柴油餾分或液體石蠟餾分，產(chǎn)品效益低。2018年中國輕質(zhì)烷基苯平均價格約為12000元/t，重質(zhì)烷基苯平均價格約為9000元/t，同時觀察今年烷基苯價格成逐年上升趨勢。可建議部分工廠將該餾分段產(chǎn)品轉(zhuǎn)化加工路線，生產(chǎn)烷基苯以提高企業(yè)效益。