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2014年国内外烷基化油工艺路径对比及需求市场前景展望2014/10/04

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。

我们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。

烷基化技术从所使用的原料路线上分为两大类：直接烷基化和间接烷基化。全球间接烷基化现有装置数量不多，且主要是MTBE 禁用后由MTBE 生产装置改造而来。直接烷基化应用相对较广。

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。

硫酸烷基化是以催化裂化的液态烃经气体精馏分离出来的碳四(C4)中的异丁烷和丁烯为原料，以89%-98%的硫酸为催化剂，在低温下液相反应生成该辛烷值汽油组分--烷基化油的加工工艺过程。硫酸浓度控制在89%-98%之间，这是因为虽然硫酸浓度越高活性越高，烷基化油的收率越高，质量越好。但使用浓度过高的发烟硫酸会造成SO3和异丁烷反应，对后序设备造成严重腐蚀；其二浓硫酸具有强氧化性，会促使烯烃氧化；其三在浓硫酸中烯烃的溶解度比烷烃高得多，使烷/烯比严重失调，副产物增多。硫酸浓度也不能太低，过低的酸浓度将对设备造成腐蚀和降低产品质量。实际生产中许多因素会造成硫酸浓度下降，比如原料中含有的水分和硫化物等杂质，烷烯比控制的高低，反应温度等等。

为了得到质量好的工业异辛烷，硫酸得到最大的利益、最小的消耗，硫酸浓度必须控制在≥89%，用98%-99%的新硫酸来调节，根据酸浓度的下降幅度用计量泵及时补充新酸。补充新酸的同时，为了保持酸烃比例稳定，必然会排出一定量的低浓度废酸，外排废酸量和补充新酸量成正比。

因此在整个工艺生产过程中，硫酸浓度的在线分析与控制，对产品品质的保障和废酸量的控制尤为重要。

硫酸浓度在线分析仪原理--MPR E-Scan

MPR E-Scan自带的LED光源发出一束平行光，MPR E-Scan自检测判断此光线光强，并通过增益电路提高LED灯电压，以补偿LED老化衰减，保证此LED光源光强稳定。此光强一致的光线经聚光镜聚光、棱镜反射面反射到棱镜和被测介质接触面，在此接触面，此束光线会发生全反射和折射变成两束光线，入射光线中入射角大于被测介质临界角的光线会发生全反射，入射角小于临界角的光线则折射进入被测介质。全反射回来的光线经棱镜另一反射面的反射，被MPR E-Scan传感器内的高分辨率CCD(3648像素）传感器接收住，在CCD传感器上，有反射光线照射到的像素会产生高电压，形成明场，没有被反射光线照射到的像素没有电压，形成暗场，MPR E-Scan通过判断此明暗场界限，判断被测介质的临界角，再根据折光指数已知且恒定的棱镜（蓝宝石）折光指数和计算公式，计算出被测介质的折光指数，并进一步按照被测介质和折光指数浓度良好的线性关系转换成相应质量浓度显示和输出。