油品添加劑異辛烷的生產(chǎn)技術(shù)探討

閆雪成

摘 要 隨著環(huán)境保護(hù)的要求日益嚴(yán)格，對(duì)車(chē)用汽油添加劑提出了更高的要求，在油品中適量的添加異辛烷，能夠有效減少尾氣污染，是油品中理想的添加劑，具有非常廣泛的發(fā)展前景。異辛烷中主要的加工方法就是烷基化法，離子液體烷基化法是我國(guó)首創(chuàng)的綠色環(huán)保工藝，對(duì)改善環(huán)境保護(hù)有著十分重要的意義。

關(guān)鍵詞 油品添加劑；異辛烷；生產(chǎn)工藝；技術(shù)

自2017年1月1日起，全國(guó)開(kāi)始全面推廣符合國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)用油，油品的升級(jí)，能夠降低汽車(chē)尾氣中的有害成分，是我國(guó)的一項(xiàng)重大舉措，我國(guó)油品中的烯烴、芳烴等有害物質(zhì)的含量比歐V、美國(guó)的含量標(biāo)準(zhǔn)都要高，我國(guó)雖然在不斷提高汽油的標(biāo)準(zhǔn)，但是降下來(lái)的只有硫和錳，烯烴與芳烴等有害物質(zhì)的含量幾乎沒(méi)有變化。

1 異辛烷合成機(jī)理

異辛烷合成的方式有：異丁烯二聚加氫間接烷基化、異丁烷與異丁烯反應(yīng)直接烷基化，兩者通過(guò)直接與間接的方式得到產(chǎn)物，兩種工藝都可以使用碳正離子化學(xué)中的鏈增長(zhǎng)進(jìn)行合成。間接烷基化法需要在溫度適宜的情況下，異丁烯二聚得到2，2，4-三甲基-1-戊烯，用硫酸做催化，將異丁烯轉(zhuǎn)換為混合烯烴，其分子量比原來(lái)的大，混合烯烴在催化劑的反映下生產(chǎn)異辛烷。直接烷基化法的反應(yīng)機(jī)理與異丁烯二聚加氫相似，異丁烷是一種負(fù)氫離子，將負(fù)氫離子傳給正離子，生成異辛烷，異丁烷會(huì)隨著負(fù)氫離子轉(zhuǎn)換為叔丁基正離子[1]。

2 異辛烷生產(chǎn)工藝

異辛烷生產(chǎn)包括的系統(tǒng)有原理處理系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、分餾系統(tǒng)等，當(dāng)原料醚C4經(jīng)加氫脫出丁二烯后，與芳后混合進(jìn)入脫輕烴塔脫出，然后與脫異丁烷塔混合進(jìn)入烷基化反應(yīng)器中，以硫酸為催化劑，將物料加入酸沉降器中，將硫酸分離，形成異辛烷，在工藝加工過(guò)程中異辛烷裝置中生成的廢棄硫酸進(jìn)行裂解，制取SO2爐氣，并用酸洗凈化，兩轉(zhuǎn)兩吸接觸法工藝使硫酸再生，再生后的濃硫酸將全部返回異辛烷裝置中。

2.1 間接烷基化

UOP公司開(kāi)發(fā)的INALK工藝采用的是疊合、烯烴飽和技術(shù)，采用固態(tài)酸催化劑，將烯烴與異丁烯在疊合的裝置中發(fā)生反應(yīng)個(gè)，生成異構(gòu)烯烴混合物，在去除環(huán)氧后，進(jìn)入到穩(wěn)定塔生產(chǎn)烷烴汽油。INALK與傳統(tǒng)的工藝相比，有自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，INALK工藝不用專(zhuān)門(mén)設(shè)定異丁烯的量，用于提高產(chǎn)品的質(zhì)量。還可以根據(jù)不同的操作以及現(xiàn)場(chǎng)的條件，選取不同的催化劑，通過(guò)優(yōu)化操作條和增加氫段等措施，是現(xiàn)有的催化疊合裝置能夠改造成INALK工藝裝置。Kellogg Brown & Root （KBR）開(kāi)發(fā)的異辛烷工藝，是采用了成熟的二聚加氫技術(shù)，異丁烯二聚發(fā)生反應(yīng)后生產(chǎn)異辛稀，在液相進(jìn)行，催化劑采用的是酸性離子，反應(yīng)器為液相固定床。通過(guò)蒸餾系統(tǒng)將異辛烷進(jìn)行回收，并將其進(jìn)行加工，該工藝手法結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，MTBE裝置也使用該工藝，將該工藝代替MTBE，操作上不會(huì)受到太大的影響。

2.2 直接烷基化

（1）液體酸烷基化

液體酸烷基化分為氫氟酸與濃硫酸，其中氫氟酸屬于揮發(fā)性物質(zhì)，降低氫氟酸的揮發(fā)性是需要重點(diǎn)研究。采用revap的工藝方法能夠讓空氣中的酸點(diǎn)降至最低，然后利用催化劑將沸點(diǎn)進(jìn)行分離，或者采用蒸氣壓的方式將其分離，以此降低氫氟酸的揮發(fā)效果，將霧化點(diǎn)降到最低，此種工藝主要應(yīng)用在工業(yè)的生產(chǎn)中。硫酸烷基在近年來(lái)的發(fā)展中在市場(chǎng)上占據(jù)了一定的地位，從反應(yīng)物與催化劑的混合進(jìn)行分析，臥式攪拌工藝成熟，采用葉輪攪拌反應(yīng)器，將酸烴進(jìn)行攪拌混合，反應(yīng)的溫度控制在6攝氏度之內(nèi)，然后反應(yīng)物會(huì)經(jīng)過(guò)酸洗到達(dá)分餾單元中，但是此種工藝也存在一定的問(wèn)題，在工作的過(guò)程中容易被酸腐蝕掉，需要經(jīng)常對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換，由于低溫下的硫酸年度高，功率大，造成節(jié)能消耗的壓力也大。

（2）固體酸烷基化

固體酸烷基化工藝方法是一種較為環(huán)保的液體酸法，在未來(lái)的發(fā)展中將會(huì)成為主流的方向，其中以Alkyclean工藝為主，該工藝的催化劑是沸石，載體是鉑金，鉑金在載體上形成酸性中心，完成烷基化，該工藝具有無(wú)毒的特質(zhì)，使用的壽命時(shí)間長(zhǎng)，該工藝采用的反應(yīng)器是ATM，三臺(tái)機(jī)器串聯(lián)高速運(yùn)轉(zhuǎn)工作，三臺(tái)機(jī)器分別實(shí)現(xiàn)緩和再生、烷基化以及加溫后再生的作用，三臺(tái)設(shè)備輪番工作，連續(xù)運(yùn)行。K-SAAT采用ExSact沸石催化劑，屬于負(fù)載加氫金屬催化劑，此種催化劑不僅從酸性中心選擇，內(nèi)部也是經(jīng)過(guò)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，生成高辛烷值的烷基化油，加快了催化劑內(nèi)部的傳遞，防止催化劑的失效。給工藝采用兩臺(tái)固定床，分別進(jìn)行工作與再生的功能，K-SAAT工藝投入費(fèi)用非常低，與硫酸法相比，再生費(fèi)用降低了80%，發(fā)展前景樂(lè)觀。此種工藝采用的催化劑是濃硫酸的固體，然后將濃硫酸吸附在載體中。主要包括原料處理，烷基化反應(yīng)以及脫硫、脫酸等，主要反應(yīng)器是固定床系統(tǒng)，F(xiàn)BA工藝反應(yīng)系統(tǒng)效率高，能耗低，腐蝕效率慢，可用于常規(guī)材料的制作中，制造成本低，發(fā)展前景好。

（3）離子液體烷基化

離子液體烷基法是在異辛烷最常用的一種方法，具有非常高的反應(yīng)活性特質(zhì)，同時(shí)還具有固體酸獨(dú)有的特點(diǎn)，不易揮發(fā)性。以離子液體為催化的烷基化工藝，每年有十二萬(wàn)噸的裝置，并一次成功，是世界上首套離子液體烷基化生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)技術(shù)是離子液體催化碳四烷基化，催化劑為符合離子催化劑，此種催化劑不易揮發(fā)，腐蝕性小，環(huán)境污染小，能夠循環(huán)再生等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的催化材料，采用此種工藝生產(chǎn)出的烷基化油不含硫、烯烴與芳烴等有毒物質(zhì)，馬達(dá)值達(dá)到了97以上，是最理想的清潔汽油調(diào)和組成，在市場(chǎng)上的發(fā)展前景十分廣闊[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

異辛烷是一種辛烷值高、無(wú)硫、無(wú)氧，是目前我國(guó)最為流行的一種油品添加劑，最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠減少空氣的污染。在油品中添加異辛烷，能夠在一定的程度上降低汽油中存在的有害物質(zhì)，比如烯烴和芳烴等，同時(shí)還能夠促進(jìn)汽油的充分燃燒，減少汽車(chē)尾氣造成的污染，社會(huì)的發(fā)展推動(dòng)著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量也在不斷地提高，因此，對(duì)身邊的一切事物都提出了更高的要求，我國(guó)在環(huán)境保護(hù)方面要做出成績(jī)，對(duì)汽車(chē)尾氣嚴(yán)格治理。研究出更為先進(jìn)的油品添加劑，大大減少汽車(chē)尾氣污染，使人們的生活質(zhì)量得到有力的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖傳豪.油品添加劑異辛烷及其生產(chǎn)技術(shù)[J].濮陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，30（5）：95-97.

[2] 王家祥，王凱，袁本旺.異辛烷生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展[J].當(dāng)代化工，2016，45（7）：

1480-1484.