復(fù)合離子液體碳四烷基化新技術(shù)：為油品升級(jí)貢獻(xiàn)“中國方案”

　　傳統(tǒng)濃硫酸與氫氟酸烷基化工藝存在嚴(yán)重的設(shè)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(xué)(北京)開發(fā)的復(fù)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(jí)，尤其是滿足國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)汽油的生產(chǎn)，提供了一種新的解決方案。該項(xiàng)目獲得2017年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

　　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(qiáng)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(diǎn)，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(shè)備腐蝕及環(huán)境問題。

　　為攻克這一難題，中國石油大學(xué)(北京)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室離子液體研究團(tuán)隊(duì)從2000年開始進(jìn)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(yīng)機(jī)理的研究基礎(chǔ)上，發(fā)明了一種替代液體濃硫酸或氫氟酸的新型復(fù)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(shí)現(xiàn)了三大創(chuàng)新突破，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)合成了兼具高活性和高選擇性的雙金屬復(fù)合離子液體，發(fā)明了分步協(xié)控補(bǔ)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(yīng)器、新型旋液分離器等專用設(shè)備。

　　在項(xiàng)目研究取得突破后，研究團(tuán)隊(duì)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(fù)合離子液體碳四烷基化工業(yè)裝置，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化運(yùn)行。

　　2014年1月，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織*對(duì)這套工業(yè)化裝置進(jìn)行了72小時(shí)連續(xù)運(yùn)行考核。現(xiàn)場(chǎng)考察*組這樣評(píng)價(jià)：該10萬噸/年復(fù)合離子液體碳四烷基化工業(yè)裝置運(yùn)行穩(wěn)定，工藝先進(jìn)合理、成熟可靠、清潔安全。裝置運(yùn)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(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，是世界首套復(fù)合離子液體碳四烷基化工業(yè)生產(chǎn)裝置，整體達(dá)到國際*水平。

　　經(jīng)過3年運(yùn)行，2016年5月，石化聯(lián)合會(huì)再次對(duì)該工業(yè)裝置的長周期運(yùn)轉(zhuǎn)情況及技術(shù)成熟度進(jìn)行了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)考核。經(jīng)鑒定，該裝置在3年的運(yùn)行過程中，復(fù)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(jì)3年的運(yùn)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(shí)經(jīng)濟(jì)效益顯著，3年內(nèi)共產(chǎn)生燃油消費(fèi)稅2.9億元，企業(yè)利潤3700萬元，直接經(jīng)濟(jì)效益3.27億元。

　　離子液體研究領(lǐng)域領(lǐng)軍人物、美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)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(jì)吸引力，是石化領(lǐng)域的先驅(qū)。”