復合離子液體碳四烷基化新技術(shù)：為油品升級貢獻“中國方案”

　　傳統(tǒng)濃硫酸與氫氟酸烷基化工藝存在嚴重的設備腐蝕及潛在環(huán)境污染與人身危害等問題，開發(fā)環(huán)境友好的新型碳四烷基化工藝一直是世界煉油工業(yè)*具挑戰(zhàn)性的課題。中國石油大學(北京)開發(fā)的復合離子液體碳四烷基化技術(shù)解決了這些問題，為汽油清潔化生產(chǎn)和全面質(zhì)量升級，尤其是滿足國Ⅵ標準汽油的生產(chǎn)，提供了一種新的解決方案。該項目獲得2017年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

　　碳四烷基化是利用煉廠副產(chǎn)品液化氣中的異丁烷與丁烯，在強酸催化下生成異辛烷為主的烷基化汽油過程。烷基化汽油具有辛烷值高、無硫、無烯烴、無芳烴等優(yōu)點，是清潔汽油必不可少的調(diào)和組分。但傳統(tǒng)碳四烷基化工藝以液體濃硫酸或氫氟酸為催化劑，帶來了設備腐蝕及環(huán)境問題。

　　為攻克這一難題，中國石油大學(北京)重質(zhì)油國家重點實驗室離子液體研究團隊從2000年開始進行離子液體催化碳四烷基化研究，在酸性離子液體催化碳四烷基化反應機理的研究基礎上，發(fā)明了一種替代液體濃硫酸或氫氟酸的新型復合離子液體催化劑，這是一種綠色、安全、環(huán)保的碳四烷基化新技術(shù)。

　　該技術(shù)實現(xiàn)了三大創(chuàng)新突破，創(chuàng)新性地設計合成了兼具高活性和高選擇性的雙金屬復合離子液體，發(fā)明了分步協(xié)控補充B酸和L酸活性組分的再生技術(shù)，還開發(fā)了新型靜態(tài)混合反應器、新型旋液分離器等專用設備。

　　在項目研究取得突破后，研究團隊與山東德陽化工有限公司合作，于2013年初建成了世界首套10萬噸/年復合離子液體碳四烷基化工業(yè)裝置，并實現(xiàn)了工業(yè)化運行。

　　2014年1月，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織*對這套工業(yè)化裝置進行了72小時連續(xù)運行考核?，F(xiàn)場考察*組這樣評價：該10萬噸/年復合離子液體碳四烷基化工業(yè)裝置運行穩(wěn)定，工藝先進合理、成熟可靠、清潔安全。裝置運行期間未見安全隱患和環(huán)境危害隱患，與濃硫酸和氫氟酸烷基化相比更加安全環(huán)保。該裝置可以生產(chǎn)無硫、無芳、無烯的超清潔汽油調(diào)合組分，具有良好的環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益，是世界首套復合離子液體碳四烷基化工業(yè)生產(chǎn)裝置，整體達到國際*水平。

　　經(jīng)過3年運行，2016年5月，石化聯(lián)合會再次對該工業(yè)裝置的長周期運轉(zhuǎn)情況及技術(shù)成熟度進行了工業(yè)現(xiàn)場考核。經(jīng)鑒定，該裝置在3年的運行過程中，復合離子液體催化劑的活性指數(shù)控制在1.10以上，產(chǎn)品的研究法辛烷值保持在95以上。累計3年的運行數(shù)據(jù)顯示，該裝置與濃硫酸和氫氟酸烷基化相比更加安全環(huán)保，符合綠色發(fā)展的要求;同時經(jīng)濟效益顯著，3年內(nèi)共產(chǎn)生燃油消費稅2.9億元，企業(yè)利潤3700萬元，直接經(jīng)濟效益3.27億元。

　　離子液體研究領域領軍人物、美國總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎得主Kenneth R.Seddon教授表示：“相比之前的硫酸法，該技術(shù)增加了裝置40%的處理容量(約每天248噸)，極具經(jīng)濟吸引力，是石化領域的先驅(qū)?！?