油品添加剂异辛烷的生产技术探讨

闫雪成

摘 要 随着环境保护的要求日益严格，对车用汽油添加剂提出了更高的要求，在油品中适量的添加异辛烷，能够有效减少尾气污染，是油品中理想的添加剂，具有非常广泛的发展前景。异辛烷中主要的加工方法就是烷基化法，离子液体烷基化法是我国首创的绿色环保工艺，对改善环境保护有着十分重要的意义。

关键词 油品添加剂；异辛烷；生产工艺；技术

自2017年1月1日起，全国开始全面推广符合国V标准的汽车用油，油品的升级，能够降低汽车尾气中的有害成分，是我国的一项重大举措，我国油品中的烯烃、芳烃等有害物质的含量比欧V、美国的含量标准都要高，我国虽然在不断提高汽油的标准，但是降下来的只有硫和锰，烯烃与芳烃等有害物质的含量几乎没有变化。

1 异辛烷合成机理

异辛烷合成的方式有：异丁烯二聚加氢间接烷基化、异丁烷与异丁烯反应直接烷基化，两者通过直接与间接的方式得到产物，两种工艺都可以使用碳正离子化学中的链增长进行合成。间接烷基化法需要在温度适宜的情况下，异丁烯二聚得到2，2，4-三甲基-1-戊烯，用硫酸做催化，将异丁烯转换为混合烯烃，其分子量比原来的大，混合烯烃在催化剂的反映下生产异辛烷。直接烷基化法的反应机理与异丁烯二聚加氢相似，异丁烷是一种负氢离子，将负氢离子传给正离子，生成异辛烷，异丁烷会随着负氢离子转换为叔丁基正离子[1]。

2 异辛烷生产工艺

异辛烷生产包括的系统有原理处理系统、制冷系统、分馏系统等，当原料醚C4经加氢脱出丁二烯后，与芳后混合进入脱轻烃塔脱出，然后与脱异丁烷塔混合进入烷基化反应器中，以硫酸为催化剂，将物料加入酸沉降器中，将硫酸分离，形成异辛烷，在工艺加工过程中异辛烷装置中生成的废弃硫酸进行裂解，制取SO2炉气，并用酸洗净化，两转两吸接触法工艺使硫酸再生，再生后的浓硫酸将全部返回异辛烷装置中。

2.1 间接烷基化

UOP公司开发的INALK工艺采用的是叠合、烯烃饱和技术，采用固态酸催化剂，将烯烃与异丁烯在叠合的装置中发生反应个，生成异构烯烃混合物，在去除环氧后，进入到稳定塔生产烷烃汽油。INALK与传统的工艺相比，有自身独特的优点，INALK工艺不用专门设定异丁烯的量，用于提高产品的质量。还可以根据不同的操作以及现场的条件，选取不同的催化剂，通过优化操作条和增加氢段等措施，是现有的催化叠合装置能够改造成INALK工艺装置。Kellogg Brown & Root （KBR）开发的异辛烷工艺，是采用了成熟的二聚加氢技术，异丁烯二聚发生反应后生产异辛稀，在液相进行，催化剂采用的是酸性离子，反应器为液相固定床。通过蒸馏系统将异辛烷进行回收，并将其进行加工，该工艺手法结构紧凑，成本较低，MTBE装置也使用该工艺，将该工艺代替MTBE，操作上不会受到太大的影响。

2.2 直接烷基化

（1）液体酸烷基化

液体酸烷基化分为氢氟酸与浓硫酸，其中氢氟酸属于挥发性物质，降低氢氟酸的挥发性是需要重点研究。采用revap的工艺方法能够让空气中的酸点降至最低，然后利用催化剂将沸点进行分离，或者采用蒸气压的方式将其分离，以此降低氢氟酸的挥发效果，将雾化点降到最低，此种工艺主要应用在工业的生产中。硫酸烷基在近年来的发展中在市场上占据了一定的地位，从反应物与催化剂的混合进行分析，卧式搅拌工艺成熟，采用叶轮搅拌反应器，将酸烃进行搅拌混合，反应的温度控制在6摄氏度之内，然后反应物会经过酸洗到达分馏单元中，但是此种工艺也存在一定的问题，在工作的过程中容易被酸腐蚀掉，需要经常对设备进行更换，由于低温下的硫酸年度高，功率大，造成节能消耗的压力也大。

（2）固体酸烷基化

固体酸烷基化工艺方法是一种较为环保的液体酸法，在未来的发展中将会成为主流的方向，其中以Alkyclean工艺为主，该工艺的催化剂是沸石，载体是铂金，铂金在载体上形成酸性中心，完成烷基化，该工艺具有无毒的特质，使用的寿命时间长，该工艺采用的反應器是ATM，三台机器串联高速运转工作，三台机器分别实现缓和再生、烷基化以及加温后再生的作用，三台设备轮番工作，连续运行。K-SAAT采用ExSact沸石催化剂，属于负载加氢金属催化剂，此种催化剂不仅从酸性中心选择，内部也是经过进行的设计，生成高辛烷值的烷基化油，加快了催化剂内部的传递，防止催化剂的失效。给工艺采用两台固定床，分别进行工作与再生的功能，K-SAAT工艺投入费用非常低，与硫酸法相比，再生费用降低了80%，发展前景乐观。此种工艺采用的催化剂是浓硫酸的固体，然后将浓硫酸吸附在载体中。主要包括原料处理，烷基化反应以及脱硫、脱酸等，主要反应器是固定床系统，FBA工艺反应系统效率高，能耗低，腐蚀效率慢，可用于常规材料的制作中，制造成本低，发展前景好。

（3）离子液体烷基化

离子液体烷基法是在异辛烷最常用的一种方法，具有非常高的反应活性特质，同时还具有固体酸独有的特点，不易挥发性。以离子液体为催化的烷基化工艺，每年有十二万吨的装置，并一次成功，是世界上首套离子液体烷基化生产装置，生产技术是离子液体催化碳四烷基化，催化剂为符合离子催化剂，此种催化剂不易挥发，腐蚀性小，环境污染小，能够循环再生等优点，是一种新型的催化材料，采用此种工艺生产出的烷基化油不含硫、烯烃与芳烃等有毒物质，马达值达到了97以上，是最理想的清洁汽油调和组成，在市场上的发展前景十分广阔[2]。

3 结束语

异辛烷是一种辛烷值高、无硫、无氧，是目前我国最为流行的一种油品添加剂，最大的优点就是能够减少空气的污染。在油品中添加异辛烷，能够在一定的程度上降低汽油中存在的有害物质，比如烯烃和芳烃等，同时还能够促进汽油的充分燃烧，减少汽车尾气造成的污染，社会的发展推动着经济的进步，人们的生活质量也在不断地提高，因此，对身边的一切事物都提出了更高的要求，我国在环境保护方面要做出成绩，对汽车尾气严格治理。研究出更为先进的油品添加剂，大大减少汽车尾气污染，使人们的生活质量得到有力的保障。

参考文献

[1] 肖传豪.油品添加剂异辛烷及其生产技术[J].濮阳职业技术学院学报，2017，30（5）：95-97.

[2] 王家祥，王凯，袁本旺.异辛烷生产技术进展[J].当代化工，2016，45（7）：

1480-1484.