帶您看烷基化裝置

        隨著成品油“國五”全國實施日期的日益臨近，烷基化逐漸成為一個熱門的話題，同時，主要的標準制定機構、北京政府也打算于近期實施“國六”成品油標準。那么，烷基化油將是國內煉油商繞不過的東西。

   一、烷基化油

   烷基化油，學名工業異辛烷，是一種高辛烷值的組分，并且由于其RON、MON高，含硫低，芳烴含量低，芳烴低，烯烴低的“兩高，四低”的特點，收到廣大煉油商及社會調油商的歡迎。

   二、生產過程

  烷基化油，原料是煉油廠或者社會上的C4輕烴資源，在容器中與濃硫酸或者其它物質產生烷基化反應，生產烷基化油。主要化學反應如下：

圖一 烷基化主要反應

    三、產能情況

  各技術的產能情況如下圖：一半以上的市場是杜邦的Stratco工藝，的產能約有3920萬噸/年；其次是UOP/COP（兩者已經合并）的工藝，產能約有4400萬噸/年，剩下的基本就是一些非主流的工藝，的產能相對較小。

圖二 各商*

  國內90年代左右進口的20套裝置多數是UOP的HF工藝，總產能約100萬噸/年。近期，國內煉油商新建項目多用CD-TECH技術，或者STRATCO技術。

    四、各商工藝介紹

圖三 各介紹

   HF工藝的主要商是UOP公司，其工藝中的HF由于腐蝕及劇毒的原因，使用該工藝的煉廠較少，北美也就有四家煉油廠使用該技術。其特點是工藝流程相對簡單，設備相對少，沒有廢酸處理的煩惱，但是缺點是產品收率相對較低，HF消耗大，需要設置泄漏應急處理設備。

圖四 HF技術操作參數

HF法流程圖：

圖五 HF技術工藝流程圖

  硫酸法烷基化我國目前約有8套裝置，其優點是酸資源豐富，價格便宜，選擇性好，裝置運行周期較長。但是，低濃度的硫酸腐蝕性較強，工藝消耗酸較大，會產生大量的酸渣污染，需要配套廢酸再生裝置。

圖六 H2SO4操作參數

圖七 H2SO4主要商

    H2SO4法流程圖：

圖八 H2SO4工藝流程一

圖九 H2SO4工藝流程二

  固體酸催化劑應用于異丁烷一丁烯的烷基化生產，具有強酸性、易分離回收、以活化再生、便于連續操作、腐蝕性小的優點。酸類型主要分為固載酸類、分子篩、和固體*酸。采用固體催化劑烷基化丁藝利用輕烯烴生產的烷基化油可以達到或超高過采用常規液體酸催化劑生產的烷基化油的質量 同體催化劑工藝的安全性、方便性遠勝于液體酸烷基化丁藝。

圖十 固體法操作參數

圖十一 固體法主要商

圖十二 固體法工藝流程

  雙金屬復合陰離子的離子液體催化劑，使其能夠有效促進碳四烷基化的目標反應，并抑制聚合與裂化等副反應，表現出高催化活性和高選擇性。以重碳四為原料時，中試烷基化油中理想產物*基戊烷的選擇性高達90％以上，所得烷基化油的研究法辛烷值高達100以上。

圖十三 固體法操作參數

圖十四 固體法主要商

五、國內液化氣及碳四資源

圖十五 碳四主要來源

    國內的碳四資源，主要來源于煉廠氣分離或者乙烯碳四分離。按照國內煉廠2億噸/年的催化裂化裝置計算，煉廠氣可提供的碳四資源約1000萬噸/年；而乙烯裂解裝置規模約2700萬噸/年，相應的醚后碳四產量約270--300萬噸/年，那么國內總體可以提供的碳四資源約1300--1500萬噸/年，進口量約500萬噸/年。合計國內碳四資源消費量約2000萬噸/年，異丁烯資源量約有300--500萬噸/年。

圖十六 碳四主要利用

    按照上圖可知，國內丙烷脫氫、異丁烷脫氫的裝置產能約500萬噸/年，那么，2015年可供利用的碳三、碳四資源約有1000萬噸/年，可以撐起1200萬噸/年的MTBE裝置或者烷基化裝置。

六、國內MTBE及烷基化裝置產能

圖十七 烷基化裝置及其它裝置產能

    截止2014年，國內烷基化裝置產能約800萬噸/年，MTBE產能約1200萬噸/年，異構化產能約400萬噸/年，芳構化產能約1300萬噸/年，上述幾類裝置合計約3700萬噸/年，而國內可提供的碳四資源1500萬噸/年，那么大量的碳四資源需要進口。如果就異丁烯的資源來看，1000萬噸/年的異丁烯資源，只用來生產MTBE或者烷基化油，那么只能撐起1200萬噸/年的裝置。

    今后，烷基化或者MTBE裝置是否擴能改造呢？就目前來看，MTBE擴能的沖動減少了，烷基化裝置的擴能可能性較大。

圖十八 烷基化裝置產能分布一

圖十九 烷基化裝置產能分布二

    從遠期來看，預計2018年，全國烷基化裝置產能將達到1800萬噸/年，相比2014年增加約1000萬噸/年。從上圖可知，擴能zui多的就是中石油、中石化兩家企業，產能占全國總產能比例分別從2015年的5%、4%，上升至2018年的10%、11%。也就是說，兩桶油會擠占約360--400萬噸/年的異丁烯資源。可供社會的碳三、碳四資源量將會減少。

    1）新增異丁烯產能。傳統催化裂化、乙烯裂解的異丁烯產能有限，新增的主要是丙烷脫氫、丁烷脫氫的裝置產能。根據預測，2020年預計將新增200萬噸/年的產能，異丁烯預計新增20萬噸/年。

    2）乙烯裂解。按照預測，2020年預計新增300萬噸/年的產能，異丁烯產能新增30萬噸/年。

    3）煉油產能。2020年新增約1億噸/年，異丁烯約180萬噸/年

    上述合計后，2020年，全國新增加的異丁烯量zui多為250萬噸/年。仍然有大約400萬噸--600萬噸/年的烷基化產能需要通過外購解決，否則烷基化裝置的開工率僅能維持60-70%。

七、汽油消費預測

    2015年，國內汽油表觀消費約1.15億噸/年。2010-2014年，地煉汽柴油資源量也保持年均20%左右的增長。我國汽油資源更多地依賴加油站進行銷售，并且私家車主對油品品牌和品質要求較高，地煉在零售網絡尚未健全的情況下，投放的柴油資源增加幅度明顯大于汽油，地煉生產柴汽比從2008年的1.5上升到2011年的2.3，2011年以后由于我國柴油需求疲軟，地煉生產柴汽比同步向下調整。2015年上半年，地煉獲取原油數量進一步增加，柴油資源量同比大幅增長34%，以低價資源沖擊主營公司份額，兩大集團銷售柴汽比從2014年的1.6大幅降低。按照中國石油經濟研究院的預測，2020年汽油表觀消費達到1.60億噸/年，相應的烷基化油需求約1600萬噸/年，那么估計約有200萬噸/年的烷基化油需要進一步消化，整個市場的烷基化油將供過于求。

八、小結

    由于國六標準于2019年開始實施，烷基化油的需求將會增加，但是隨著三桶油陸續新建烷基化裝置，國內烷基化產能富余量約200萬噸/年。同時，由于三桶油自身消費的原因，可供市場的醚后碳四資源也將減少，將來碳四資源的市場爭奪將更為激烈，擁有自身資源或者進口廉價資源的裝置競爭力更強。