国内C4烃叠合-加氢工艺制异辛烷技术进展及应用前景分析

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2018-2318

摘要/Abstract

摘要：

我国C₄资源非常丰富，其利用主要集中在烯烃。本文介绍了国内C₄烃的来源、产量以及主要的利用途径。为了满足严苛的环保要求，国内大部分甲基叔丁基醚（MTBE）装置即将停产，采用叠合-加氢工艺生产异辛烷是取代MTBE的新技术路线。本文从叠合-加氢工艺的反应原理入手，针对国内外几种典型的已工业化应用的叠合-加氢工艺，从工艺技术特点、催化剂类型、产品的关键指标进行了综合分析；对叠合-加氢催化剂的研究进展进行了深入研究；对叠合-加氢工艺的发展前景进行了评述；针对叠合-加氢工艺目前存在的不足提出了今后研究方向。通过研究表明，叠合-加氢工艺是当下应对C₄烃资源过剩、提高汽油质量、提高国内C₄烃综合利用的重要途径。

关键词: C₄烃, 异丁烯, 叠合-加氢工艺, 异辛烷, 叠合催化剂, 加氢催化剂

Abstract:

The utilization of abundant C₄ resources in China is mainly in olefins. This paper introduces the sources, production and the main utilization ways of C₄ hydrocarbons in China. In order to meet the stringent environmental requirements, most merhyl tert-butyl ether （MTBE） plants in China will be shut down soon. The superposition-hydrogenation process is a new technology to replace the MTBE one in the production of isooctane. According to different reaction principles of the superposition-hydrogenation processes, this paper comprehensively analyzes the technological characteristics, catalyst types and key indicators of several typical industrial superposition-hydrogenation processes. The research progress of superposition-hydrogenation catalysts is deeply discussed and the development prospects and shortcomings of current superposition-hydrogenation processes are reviewed. The research shows that the superposition-hydrogenation is an important way to deal with the surplus of C₄ hydrocarbon resources, and to improve the quality of gasoline.

Key words: C₄ hydrocarbon, isobutene, superposition-hydrogenation process, isooctane, superposition catalyst, hydrogenation catalyst

中图分类号:

TQ221.1⁺8

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图/表 7

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项目	间接烷基化	直接烷基化
原料	异丁烯	异丁烷和C₃～C₅烯烃
典型工艺	InAlk	Stratco
	NexOctane	Exxonmobil
	Alkylate 100SM	CDAlky
	CDIsoehter	Alkylene
	OilHyd
反应过程	二聚（异丁烯二聚成异辛烯）-加氢（异辛烯加氢成异辛烷）	加氢（双烯烃选择性加氢成单烯烃）-异构（1-丁烯异构化为2- 丁烯）－烷基化（异丁烷和异丁烯摩尔反应）
催化剂	树脂催化剂，反应条件温和	液体酸催化剂，具有腐蚀性、毒性
工艺特点	无需设定异丁烷量	较严格的烷烯比
	增加加氢工段可代替MTBE装置	工业化应用相对广泛
	辛烷值高	更加绿色环保
产品质量	异辛烷含量高，辛烷值高（RON=97～103），蒸汽压稍低（11.7kPa）	异辛烷含量低，辛烷值略低（RON=97～99），蒸汽压略高（31kPa）

项目	间接烷基化	直接烷基化
原料	异丁烯	异丁烷和C₃～C₅烯烃
典型工艺	InAlk	Stratco
	NexOctane	Exxonmobil
	Alkylate 100SM	CDAlky
	CDIsoehter	Alkylene
	OilHyd
反应过程	二聚（异丁烯二聚成异辛烯）-加氢（异辛烯加氢成异辛烷）	加氢（双烯烃选择性加氢成单烯烃）-异构（1-丁烯异构化为2- 丁烯）－烷基化（异丁烷和异丁烯摩尔反应）
催化剂	树脂催化剂，反应条件温和	液体酸催化剂，具有腐蚀性、毒性
工艺特点	无需设定异丁烷量	较严格的烷烯比
	增加加氢工段可代替MTBE装置	工业化应用相对广泛
	辛烷值高	更加绿色环保
产品质量	异辛烷含量高，辛烷值高（RON=97～103），蒸汽压稍低（11.7kPa）	异辛烷含量低，辛烷值略低（RON=97～99），蒸汽压略高（31kPa）

典型工艺	技术开发商	原料	催化剂	提高剂	产品辛烷值
典型工艺	技术开发商	原料	催化剂	提高剂	研究法	马达法
Alkylate 100SM	Lyondel/Aker Kvaerner	混合C₄	耐高温树脂催化剂	叔丁醇或仲丁醇	101	97
CDIsoehter	Snamprogett/CDTECH	混合C₄	耐高温树脂催化剂	—	97～103	94～98
InAlk	UOP	异丁烯	固体磷酸催化剂或阳离子交换树脂	低碳醇	97	101
NexOctane	Fortum/Kellogg	混合C₄	耐高温树脂催化剂	叔丁醇	99	96
OilHyd	上海石化院/兰州石化公司	混合C₄	固体磷酸催化剂	—	100	99
齐鲁石化C₄叠合工艺	中国石化齐鲁研究院	混合C₄	阳离子交换树脂	—	99.7	93.7
石科院异丁烯叠合工艺	中国石化石科院	混合C₄	固体酸催化剂	—	100	99

典型工艺	技术开发商	原料	催化剂	提高剂	产品辛烷值
典型工艺	技术开发商	原料	催化剂	提高剂	研究法	马达法
Alkylate 100SM	Lyondel/Aker Kvaerner	混合C₄	耐高温树脂催化剂	叔丁醇或仲丁醇	101	97
CDIsoehter	Snamprogett/CDTECH	混合C₄	耐高温树脂催化剂	—	97～103	94～98
InAlk	UOP	异丁烯	固体磷酸催化剂或阳离子交换树脂	低碳醇	97	101
NexOctane	Fortum/Kellogg	混合C₄	耐高温树脂催化剂	叔丁醇	99	96
OilHyd	上海石化院/兰州石化公司	混合C₄	固体磷酸催化剂	—	100	99
齐鲁石化C₄叠合工艺	中国石化齐鲁研究院	混合C₄	阳离子交换树脂	—	99.7	93.7
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国内C₄烃叠合-加氢工艺制异辛烷技术进展及应用前景分析

Advance on the preparation of isooctane by C₄ hydrocarbon superposition-hydrogenation and its application

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