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乙醇汽油推广在即, 异丁烯叠合技术为炼厂解忧——访丹东明珠特种树脂有限公司副总经理 吕晓东
2018年18期 发行日期:2018-09-14作者:■ 唐茵

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        根据我国关于推广乙醇汽油的新政,炼厂大量异丁烯资源需另谋出路。国内原有1800万吨左右甲基叔丁基醚(MTBE)产能正面临生死抉择。作为国内领先的C4/C5醚化、叠合和酯化技术供应商,丹东明珠特种树脂有限公司(以下简称丹东明珠)近日完成了异丁烯叠合技术小试和中试优化工艺试验,并在山东千吨级装置上成功应用。就该技术的工艺特点、应用情况以及未来布局,丹东明珠特种树脂有限公司副总经理吕晓东接受了本刊记者的采访。

新政之下,
     MTBE路在何方

    
    【CCN】根据《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》及新出台的车用乙醇汽油标准,MTBE将不能再作为汽油添加剂使用。未来异丁烯资源的出路在哪里?现有MTBE装置怎么办?
    【吕晓东】
在新政之下,MTBE需考虑装置利用和异丁烯的出路等问题。我们在调研了多种工艺路线之后,认为在推广乙醇汽油的大背景下,异丁烯的最佳用处是利用MTBE装置进行改造,通过异丁烯叠合技术来生产二异丁烯(异辛烯)。根据需要,叠合油产品可以进行加氢生产异辛烷,也可以进一步裂解生产乙烯/丙烯等产品。
    异辛烷与MTBE相比,虽然辛烷值(RON=100,MON=100)有所降低,但蒸气压也大幅降低。异丁烯叠合法生产的异辛烷与传统的硫酸(或HF酸)烷基化油相比,辛烷值高,最重要的是其生产条件温和,对设备没有腐蚀;没有废酸生成,环保性好。
    【CCN】贵公司开发的异丁烯叠合技术和催化剂,近日已在山东千吨级装置上应用成功。这项技术具体的工艺流程是怎样的?应用效果如何?
    【吕晓东】
我公司开发的异丁烯叠合技术分为异丁烯叠合反应、抑制剂回收和烯烃饱和加氢三个单元。C4等原料进入反应器进行异丁烯预叠合反应,再进入催化蒸馏塔进行深度异丁烯叠合或分离反应。催化蒸馏塔塔顶未反C4直接出装置,可以作为丁烯-1或烷基化生产原料;塔底的异辛烯进入水洗塔,将在反应系统加入的抑制剂进行水洗处理,经水洗后异辛烯可以直接出料或进入加氢反应器进行饱和加氢,得到异辛烷产品。详见图1。叠合反应单元采用催化蒸馏技术,提高了异丁烯和丁烯-1的转化率;在烯烃叠合过程中采用反应抑制技术减少了叠合过程中三聚物和高聚物的生成。
    叠合技术适用于对异丁烯和丁烯-1都有转化需求的工业装置,未反应C4可以去烷基化等装置。利用该技术的异丁烯转化率≥90%,C8烯烃选择性≥90%;叠合油辛烷值在102左右;蒸汽单耗为1.6~1.85吨/吨C8烯烃产品。
  
利旧改造,
    算好几笔“经济帐”

   
    【CCN】原有的MTBE装置改造成叠合装置,需要对哪些工艺环节进行调整?大约需要多少投资?
    【吕晓东】
可以利用原有的MTBE装置进行改造,根据客户需求,确定是否需要新增一套加氢单元;根据不同客户需求,叠合反应单元可采用催化蒸馏技术,以提高异丁烯、丁烯-1的转化率;依据原料碳四不同采用合适的加氢催化剂,使叠合烯烃高转化率地生成烷烃;根据业主装置和原料的不同特点,可以设计合适的工艺路线。MTBE装置改造成叠合装置的关键点在于反应系统的外循环取热,装置改造完以后,仍然可以通过关闭外循环系统的阀门切换生产MTBE,灵活性强。叠合反应工段本身改造投资并不大,改造费用小于500万元。
    【CCN】新增一套加氢单元需新增多少投资?如果叠合反应单元采用催化蒸馏技术提高异丁烯的转化率,是否要增加投资?
    【吕晓东】
如果新增一套碳八烯烃加氢单元,加氢装置界区内占地面积约2000平方米,界区内投资估算2000万元左右。不含加热炉的加氢装置对原料碳四的硫含量有一定要求,要求碳四原料硫含量≤1ppm。加氢装置的投资大小最终以设计院核算为准。我公司的加氢技术和加氢催化剂由中国石化大连石油化工研究院(原抚顺石化研究院)提供。一些规模较大的企业原来就有加氢装置,可以通过利旧改造降低成本。
    如果叠合反应单元采用催化蒸馏技术提高异丁烯的转化率,可以利用原有的催化蒸馏塔,在塔内反应段装填催化蒸馏组件或催化蒸馏模块催化剂,如果原有MTBE装置的催化蒸馏塔内是散装催化剂装填结构,也可以改造成装填催化蒸馏组件或催化蒸馏模块催化剂结构。改造费用小于30万元。
    【CCN】在这项工艺中,树脂催化剂的寿命直接影响着装置的收益,公司开发的专用型树脂催化剂的寿命大约是多少?采用了哪些举措延长催化剂的寿命?
    【吕晓东】
我们根据异丁烯叠合反应工艺特点研发了专用型树脂催化剂DH-01。在其制备过程中,调整了产品的生产工艺,使得高分子聚合物的大孔型结构更有利于C8~C12组分在树脂颗粒内部的扩散效果,在保留其催化活性高、选择性好的基础上,提高了产品的抗污染性能,能减轻物料中带有的胶质及低聚物在树脂催化剂颗粒内部的沉积。有效延长了催化剂的使用寿命。该催化剂有交换容量高、孔结构合理、低温活性好等特点。
    正常工况下,DH-01叠合催化剂的使用寿命≥12个月。

未来布局,
      强强联合谱新章

    
    【CCN】国家车用乙醇汽油政策一出台,国内外诸多从事炼化树脂工艺包开发的公司均在关注异丁烯利用的新方向,并相应进行技术开发和推广,您觉得丹东明珠公司的竞争优势在哪里?
    【吕晓东】
丹东明珠是由国企化工三厂转制而来,于1965年建厂;是中国树脂催化剂行业的领军企业;树脂催化剂研发和工业应用技术底蕴深厚,工人素质较高。首家完成国内多套引进醚化、丁烯水合、丙烯水合、酯化、净化等装置中树脂催化剂国产化工作;有百余套MTBE、轻汽油醚化装置20年技术服务经验。
    在异丁烯叠合工艺包的开发上,我公司将多年的C4综合利用工程经验和自身的催化剂进行有机结合。在C4/ C5叠合技术及树脂催化剂研发、评价上和中国石化工程建设有限公司(SEI)、中国石化上海石油化工研究院、中国石化齐鲁石化研究院、中国石油大学、中国石油华东设计院有限公司、中国石油东北炼化有限公司沈阳分公司、中国石油东北炼化有限公司葫芦岛分公司、山东齐鲁石化工程有限公司、山东海成石化工程设计有限公司、长岭炼化岳阳工程设计有限公司等多家科研院所、大专院校和设计单位进行战略合作,形成了有丹东明珠自身特点的叠合工艺包和催化剂。
    我公司2018年与淄博鑫泰石化有限公司及长岭炼化工程设计有限公司就5万吨MTBE装置兼顾异丁烯叠合工艺设计达成合作;2018年8月完成了中国石油兰州石化公司50万吨碳五叠合工艺包工作,目前由中国石油华东设计院有限公司进行工程设计工作。
    【CCN】未来在技术推广方面有哪些计划?
    【吕晓东】
我们与对叠合技术感兴趣的相关中石油、中石化及地炼客户进行了深度技术交流。目前,为多家客户提供了详细的装置改造方案。其中,在淄博鑫泰石化有限公司的新建5万吨MTBE装置中,将叠合工艺流程直接加到现有MTBE设计中,待国家禁用MTBE后,可以直接由MTBE转换到C4叠合生产。
    此外,我公司还有乙基叔丁基醚(ETBE)的工艺技术和树脂催化剂,ETBE也是异丁烯利用的新途径。异丁烯还可以用来生产甘油叔丁基醚产品,作为柴油添加剂使用。

    我公司树脂催化剂应用的异丁烯叠合装置为5000吨和6000吨,装置规模过小。目前我们正与客户洽谈合作,商讨进行万吨级异丁烯叠合装置工业应用事宜,装置预计在2018年11月开车。





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