最新国内烷基化生产单位统计

我国烷基化装置及工艺技术发展史、现状、趋势及措施建议[摘要]全文介绍了烷基化工艺的由来，在我国的经历的三个发展阶段，阐述了烷基化油在汽油池中的作用，尤其是国V和VI标准的实施，异构化和烷基化油组分不可缺少；还列出了主要工艺技术和专利商。

分析了我国烷基化装置产能即将进入全面过剩，并给出了发展建议。

1烷基化技术由来烷基化油是由C4异丁烷与低分子烯烃（一般是C3-C5烯烃），在强酸催化剂（液体或固体催化剂）的作用下，反应生成长链异构烷烃混合物，其主要成分为异辛烷。

烷基化油与含有大量烯烃的催化汽油和大量芳烃的重整汽油相比，具有辛烷值较高、辛烷值敏感性小、调和性能优、挥发性低、不含烯烃、不含芳烃、硫含量低等优点，将其调入汽油中可以稀释降低汽油中的烯烃、芳烃组分的含量，同时提高汽油的辛烷值和抗爆性能，是理想的清洁车用汽油组分。

由于上个世纪30年代二战期间对航空汽油需求量极速上升，为解决高辛烷值航空汽油的供应而诞生的一项清洁汽油炼制工艺烷基化技术。

在我国汽油升级的发展过程中，汽油标准总体上朝着低硫、低烯烃、低芳烃的方向发展，烷基化油在汽油质量升级过程中经历了两个发展阶段，并将发挥越来越重要的作用。

2我国烷基化油的发展2.1 我国烷基化发展第一阶段上世纪八九十年代，随着国家对含铅汽油添加剂的逐步禁止，以中国石化和中国石油为主体的石化企业为解决禁铅之后带来的高辛烷值汽油组份的缺口，先后从国外引进了二十余套氢氟酸烷基化和硫酸烷基化装置。

但由于当时烷基化的主要原料--液化气价格居高不下，同时引进的装置在设备腐蚀、废酸处理以及安全操作方面存在的问题，致使这些装置大多处于开开停停的状态。

后续随着锰剂的引入以及我国重整装置建设的逐步跟上，逐渐填补了高辛烷值组份的空白，故而当初引进的烷基化装置大多废弃或者改建做了它用，只有大连石化、武汉石化、燕山石化等几套装置一直在开开停停地生产，也不是满负荷运行。

2.2 我国烷基化发展第二阶段进入本世纪以来，特别是近些年，地方炼厂炼油装置的建设具有市场响应快，效率高的特点，新上了一批烷基化装置，但同时也存在着缺乏市场统筹、一窝蜂上的问题。

烷基化油市场分析一、什么是烷基化油烷基化油是一种重要的汽油组分，其成分是以异辛烷为主的C8异构烷烃，纯度高的烷基化油也可以称为异辛烷。

炼油工业的烷基化一般是异丁烷在强酸性催化剂存在下与C3~C5烯烃发生反应生成烷基化油的过程。

自从1938年世界上烷基化工艺首次实现工业化以来，烷基化油已成为炼油厂产品组成中重要的调合组分。

通常所说的汽油标号（即辛烷值），是指汽油的抗爆性指标。

“辛烷值”就是以异辛烷命名的，异辛烷的辛烷值规定为100。

而实际上，由于烷基化油含有一部分异辛烷之外的C8异构烷烃，其辛烷值在93-97期间。

烷基化：利用加成或置换反应将烷基引入有机物分子中的反应过程。

二、烷基化油的生产工艺图1：烷基化主反应烷基化油的生产工艺原理见图1。

根据所使用催化剂的不同，大体上可以分为硫酸法和氢氟酸法。

全球48%的烷基化产能采用硫酸法，52%采用氢氟酸法。

美国的烷基化装置产能中，硫酸法和氢氟酸法基本平分天下。

欧洲的烷基化装置产能中，约80%采用氢氟酸法，20%采用硫酸法。

国内老装置氢氟酸法居多，仅中石油抚顺、中海油惠州、西太平洋石油石化的装置采用硫酸法，近两年兴起的地炼新装置则主要是硫酸法。

由于氢氟酸排放存在较严重的环境和健康威胁，在美国建设新的氢氟酸法烷基化产能几乎不可能。

因此，大多数新建的烷基化装置使用硫酸催化剂。

国内烷基化装置主要引进杜邦Stratco 硫酸法技术和菲利普斯的氢氟酸法技术。

近两年，国内地炼新建烷基化装置多采用国内消化的杜邦Stratco 技术。

但不管采用硫酸还是氢氟酸类液体酸做为催化剂合成烷基化油，均存在腐蚀、有毒和废液回收等环保问题，因此研究开发环境友好的固体酸烷基化工艺一直是其烷基化油热点研究方向。

固体酸烷基化工艺具有以下优点：消除了使用腐蚀性液体酸带来的安全问题；副产物酸溶油的生成减至最低限度；反应器不需制冷, 也无需相应的合金材料；对进料C4烯烃组成变化的敏感性降低, 并允许含有较多杂质的进料；维修费用和投资降低。

29碳四烷基化技术发展趋势曹东学1，杨秀娜2，曹国庆1（1.中国石油化工股份有限公司炼油事业部，北京 100728；2.中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁大连 116041）摘 要：随着国Ⅵ汽油质量标准正式实施和乙醇汽油逐步推广，碳四烷基化工艺越来越受到炼厂重视，它对高品质汽油生产不可或缺，并已成为提升炼厂副产碳四组分附加值的极佳选择。

文章介绍了氢氟酸法烷基化、硫酸法烷基化、离子液体法烷基化、固体酸法烷基化技术的最新研究及应用进展，归纳了世界典型碳四烷基化技术的工艺特点及其改进，探讨了碳四烷基化装置的发展趋势。

关键词：烷基化 氢氟酸 硫酸 离子液 固体酸 趋势收稿日期：2020–02–18。

作者简介：曹东学，正高级工程师，享受国务院特殊津贴，现任中国石化集团高级专家，炼油事业部首席专家，多年从事技术、科研、项目管理工作。

在石油炼制过程中，碳四烷基化是炼厂气加工的重要工艺过程，主要用于生产高辛烷值汽油调和组分。

碳四烷基化装置是指在催化剂作用下，异丁烷和丁烯（或丙烯、丁烯、戊烯的混合物）发生反应，生成以异辛烷为主的烷基化油的工业设施。

烷基化油具有辛烷值高、抗爆性好、蒸气压低、含硫低、不含烯烃和芳烃等特点，是理想的清洁汽油高辛烷值调和组分。

在汽油中调入烷基化油可以有效提升汽油整体辛烷值，同时有利于催化汽油中硫和烯烃以及重整汽油中的芳烃的优化调和。

烷基化油的辛烷值取决于所使用烯烃的种类以及所采用的生产工艺。

目前生产工艺下，以异丁烷和丁烯为原料时[1]，所得烷基化产物的研究法辛烷值可达94以上；以丙烯、丁烯、戊烯混合物为烯烃原料时，产品的辛烷值稍低。

1 概况根据文献[2]报道，结合近几年国内产能变化，并参考PIRA 对中国以外国家的统计，世界烷基化（以下所述烷基化，均指碳四烷基化）产能2019年达到115.6 Mt/a 。

从产能地区分布和使用技术看，约44%的烷基化产能分布在北美地区，主要使用液体酸烷基化技术，氢氟酸法及硫酸法各半。

烷基化技术进展状态分析报告烷基化是在催化剂的作用下炼厂液化气中的异丁烷与烯烃反应生成汽油调合组分-烷基化油。

由于烷基化油辛烷值高、蒸汽压低、不含烯烃及硫，因此是理想的汽油调和组分。

因此烷基化技术在近些年来越来越受到炼化企业的重视。

就生产工艺而言，目前用于规模化生产烷基化油的烷基化工艺主要有硫酸法和氢氟酸法，虽然这两种方法烷基化油产率高、选择性好，但硫酸法工艺废酸排放量大，环境污染严重；氢氟酸是易挥发的剧毒化学品，一旦泄漏将会给环境和周围生态系统造成严重危害。

此外，两种工艺都存在生产设备腐蚀等问题。

为了克服液体强酸腐蚀性大和对人身危害的重大缺点，近些年来，国内外一直在不断改进现有的传统技术，并积极开发新一代固体强酸烷基化催化剂及工艺以替代目前的液体酸烷基化工艺技术。

传统液体酸烷基化技术目前生产烷基化油仍主要采用传统的硫酸法和氢氟酸法烷基化工艺。

据统计，目前全球共有硫酸法烷基化装置110余套，氢氟酸法烷基化装置约120余套。

虽然氢氟酸与硫酸烷基化装置的整体运行会有所不同，但两种工艺的反应机理极其相似。

20世纪60年代，采用硫酸作为催化剂的烷基化装置数量是氢氟酸催化剂装置的3倍。

从那时起烷基化技术趋势转向使用氢氟酸，随后又回归到使用硫酸。

两种工艺在多年的相互竞争中发展，形成了各自的特点。

1）氢氟酸烷基化技术氢氟酸烷基化工艺技术已经使用了60多年，在此期间这项技术还是在不断地开发和改进。

氢氟酸烷基化工艺与硫酸烷基化工艺相比占用空间少，设计简单，消耗的催化剂少。

但它也存在不足之处，其中最具普遍性的就是分离出异丁烷、丙烷、氢氟酸和含氟化合物的成本高于硫酸烷基化技术（UOP的两个反应器串联工艺除外）。

另外，该技术还存在一个更严重的问题是氢氟酸作为一种有毒气体扩散到大气中，氢氟酸气体浓度低时能刺激眼睛、皮肤和鼻子；浓度高时会威胁到生命。

氢氟酸烷基化专利商：UOP和PHILLIPS（康菲公司）氢氟酸烷基化最大的问题是氢氟酸催化剂的挥发性、腐蚀性和毒性，受到美国环保部门的禁用，因此近20年新建的烷基化装置已经基本不采用氢氟酸法。