【أخبار الكيماويات – الألكيلة】 التطورات الجديدة في تقنية الألكيلة في السنوات الأخيرة

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة “صغير العمال 1985” في تاريخ 9 يونيو 2016، الساعة 08:01. ووفقًا لمجلة “الهندسة الكيميائية” الأمريكية في مايو 2016، فإن عملية الألكيلة تُعد تقنية مهمة جدًا في صناعة التكرير، حيث تُستخدم في تفاعل الأوليفينات ذات الكربون المنخفض مع الإيزوبيوتان لإنتاج أيزومرات البنزين ثلاثي الميثيل، أي الزيوت الألكيلية، والتي يمكن استخدامها كمكونات في تحضير البنزين النظيف. الزيت المعدل بالألكيلات هو مكون عالي الجودة للبنزين، يتمتع بقيمة أوكتانية عالية وضغط بخار منخفض، كما أنه يحتوي على نسبة منخفضة من الكبريت ولا يحتوي على الهيدروكربونات الأروماتية. يتزايد الطلب على الزيوت المعدنية، والسبب الرئيسي في ذلك هو النمو الاقتصادي الذي يتطلب المزيد من البنزين، بالإضافة إلى فرض معايير أكثر صرامة على البنزين، والحاجة إلى تقليل نسبة المكونات ذات القيمة الأوكتانية العالية مثل الهيدروكربونات الأروماتية والأوليفينات في البنزين، بالإضافة إلى الحاجة إلى محركات ذات أداء عالٍ. يتطلب الحد الصارم من محتوى الكبريت في البنزين عمليات هيدروجينة أكثر صرامة، مما يؤدي إلى انخفاض قيمة الأوكتان في البنزين. زيت الألكيلة هو مكون مختلط ذو قيمة أوكتان عالية ونسبة كبريت منخفضة، يمكنه رفع قيمة الأوكتان في البنزين النهائي. عامل آخر هو أن مناجم الصخر الطيني في الولايات المتحدة توفر البيوتان بسعر رخيص، مما يوفر كمية كبيرة من المواد الخام الرخيصة لعملية الألكيلة. لقد شهدت الأشهر القليلة الماضية تطورات في تقنية الألكلة باستخدام المحفزات الحمضية الصلبة؛ فالمحفزات الحمضية الصلبة للألكلة التي طورت على مدى سنوات عديدة، أصبحت الآن قادرة على استبدال محفزات الأحماض السائلة الضارة والملاحقة (حمض الهيدروفلوريك وحمض الكبريتيك). في مؤتمر AFPM هذا العام، قدمت شركة CB&I تقريرًا عن التقدم المحرز في أول جهاز لتحفيز الألكيلة باستخدام الأحماض الصلبة على نطاق صناعي في العالم. تم بناء هذا الجهاز في شركة زيبو هايي للكيماويات الدقيقة، وهي شركة تابعة لشركة هويفنغ للبتروكيماويات في مقاطعة شاندونغ بالصين، وقد بدأ العمل به في أغسطس 2015. يستخدم هذا الجهاز تقنية AlkyClean التي طورتها شركات CB&I وYabao بالتعاون مع شركة Neste الفنلندية، ويبلغ إنتاج الزيوت المألكيلة 2700 برميل في اليوم (100 ألف طن سنويًا). تقول شركة CB&I إن جميع خصائص هذا الجهاز المُنشأ في مقاطعة شاندونغ قد حققت القيم المتوقعة حتى الآن. منذ بدء الإنتاج، ثبت أن جودة منتجات الزيت الألكيلية ممتازة؛ حيث يتراوح رقم الأوكتان البحثي (RON) بين 96 و98، وهو أعلى بكثير من رقم الأوكتان البحثي للزيوت الألكيلية التقليدية. يُعد قياس مؤشر الأوكتان أحد المؤشرات المهمة التي تحدد قيمة الزيوت المعدلة كمكونات في خليط البنزين. تستخدم تقنية AlkyClean محفز AlkyStar الذي طورته شركة يابلو، وهو محفز زيوليتي ذو سرير ثابت قوي ومتين. يسمح استخدام هذا العامل المسرع مع عمليات المفاعلات الجديدة التابعة لشركة CB&I بإنتاج منتجات زيوت الألكيلة عالية الجودة باستخدام عملية AlkyClean، دون الحاجة إلى استخدام عوامل تحفيز حمضية سائلة، مما يجعل العملية أكثر أمانًا وموثوقية. نظرًا لعدم الحاجة إلى معالجة لاحقة وعدم وجود نفايات زيت قابلة للذوبان في الأحماض، فإنها تقنية فعالة للغاية في إنتاج الزيت الألكيلي. أعلنت شركة KBR في فبراير من هذا العام أنه تم توقيع أول عقد نقل تقنية لدى الشركة لتقنية الألكلة بالأحماض الصلبة K-SAAT. الشركة التي وقعت العقد مع شركة KBR هي شركة دونغينغ هايكيوريلين للصناعات الكيميائية، والتي ستقوم ببناء المنشآت الإنتاجية في مدينة دونغينغ. توفر شركة KBR تقنيات مملوكة لبراءات اختراع، وتصاميم للعمليات الأساسية، بالإضافة إلى المعدات الحيوية والمحفزات. من المتوقع أن يبدأ تشغيل هذا الجهاز في الربع الأول من عام 2017. تتميز تقنية K-SAAT باستخدام محفز حمضي صلب يُسمى ExSact. إنه محفز زيوليتي محسّن يمكن شراؤه تجاريًا الآن، ومقارنةً بالمحفزات الحمضية السائلة، فإن أضراره على الإنسان والبيئة أقل بكثير. يُعد هذا الميزة، إلى جانب انخفاض تكاليف الاستثمار في البنية التحتية، من العوامل الرئيسية التي أدت إلى قرار شركة هايكو باختيار تقنية K-SAAT بدلاً من تقنية الألكيلة بالكبريتيك العادية. قال جوثام كريشناياه، مدير تقنيات التكسير التحفيزي والألكلة في شركة KBR، إن تكاليف تشغيل وحدات الألكلة التي تستخدم المحفزات الحمضية الصلبة أقل أيضًا، لأن تكاليف صيانة وحدة K-SAAT منخفضة، ولا تحتاج إلى التبريد الذي تتطلبه وحدات الألكلة التي تستخدم حمض الكبريتيك. بالإضافة إلى ذلك، لا حاجة لإعادة تدوير الأحماض السائلة أو معالجة النفايات الصلبة (التحييد الحمضي-القاعدي). طورت شركة KBR هذه التقنية الكيميائية الخضراء بالتعاون مع شركة Exelus، والآن أصبحت شركة KBR المرخص الوحيد لاستخدام محفز ExSact الخاص بشركة Exelus. تستخدم عملية K-SAAT مفاعلين؛ أحدهما يعمل في عملية الألكلة، والآخر للتجديد أو كمخزون احتياطي. يتم إعادة تنشيط الحفاز بالكامل باستخدام الهيدروجين، وخلال عملية إعادة التنشيط يتم التخلص من الكوك اللين (مركبات الهيدروكربون غير المشبعة بدرجات مختلفة) والملوثات المترسبة على الحفاز وطردها. يُفوق محفز ExSact، الذي تم تطويره بنجاح، في العديد من الجوانب محفزات الأحماض السائلة وغيرها من محفزات الأحماض الصلبة. لتعزيز انتقائية المنتج، تم تحسين كل من المراكز الحمضية والبنية المسامية للمحفز. مقارنةً بمحفزات الأحماض الصلبة الأخرى، فإن دورة التشغيل لعملية الألكيلة باستخدام محفز ExSact تكون أطول نسبيًا ； هناك مرونة كبيرة في مصادر المواد الخام ومكوناتها (يمكن استخدام الإيثيلين والبروبيلين والبيوتيلين والبنتيلين كأوليفينات). على عكس ذلك، لا يمكن استخدام عملية ألكلة الأحماض السائلة مع الإيثيلين، لأن ذلك يؤدي إلى تكوين إستر مستقر. بالإضافة إلى ذلك، فإن تقنية الأحماض الصلبة التي تستخدمها شركة KBR تتمتع بقدرة ممتازة على التغلب على الملوثات الموجودة في المواد الخام، مثل الماء والكبريت والدينايات والمركبات الأكسجينية والنيترايدات. تطور تقنية الألكيلة باستخدام المحفزات الكبريتية، وظهور عمليات الألكيلة بالأحماض الصلبة على نطاق صناعي، لم يمنعا من استمرار الابتكار في استخدام أجهزة الألكيلة التي تعتمد على المحفزات الحمضية السائلة. تستخدم شركة دوبونت تقنيتها في ألكيلة حمض الكبريتيك مع بعض المواد الخام الفريدة. في مارس من هذا العام، أعلنت شركة دوبونت أنها وقعت عقدًا مع أحد مصانع التكرير في الصين لتزويده بمجموعة من أجهزة الألكيلة التي تستخدم البيوتين بنسبة 100% كمادة خام. قالت جيني برانزارو، مديرة المبيعات العالمية لتقنيات التنظيف في شركة دوبونت، إن الأساس الكيميائي لمجال الألكيلة الجديد في شركة دوبونت موجود منذ فترة طويلة، وإن الظروف الاقتصادية الحالية تساعد على استخدام البيوتان في إنتاج الزيوت الألكيلية، أو ما يُعرف بتقنية “الألكيلة المتخصصة”. لم يكن لهذه العملية المعالجة الفريدة أي جدوى اقتصادية في الماضي. يقول برانزارو إن العديد من الشركات يمكنها الحصول على البيوتان ذو القيمة المنخفضة بسعر رخيص في السوق المفتوح، ثم معالجته في أجهزة الإزالة الهيدروجينية للحصول على الإيزوبيوتيلين، وبعد ذلك استخدام الإيزوبيوتيلين في أجهزة الألكيلة لإنتاج زيوت ألكيلية ذات قيمة عالية. لكن تقنيات دوبونت لا تقتصر على البيوتان فحسب، بل يمكنها أيضًا معالجة التروبين بتركيزات عالية والبنتين بنسبة 100%. وقعت شركة داليان هنغلي للبتروكيماويات في الصين عقدًا مع شركة دوبونت لتوفير تقنيات الألكيلة وإعادة تدوير الأحماض المستعملة (SAR)، من أجل بناء معدات إنتاجية في المصفاة الجديدة التي سيتم إنشاؤها في المنطقة الصناعية بميناء تشانغشينغداو. تخطط شركة هينغلي للبتروكيماويات حاليًا لبدء البناء في عام 2018، مع توقع بدء الإنتاج في عام 2019. ستستخدم شركة دوبونت تقنياتها الخاصة في عملية الألكيلة باستخدام مادة Stratco، بالإضافة إلى تقنية إعادة تدوير الأحماض الفائضة باستخدام تقنية MECS. إن استخدام تقنيات شركة دوبونت في المصانع المتكاملة لتكرير البترول سيسمح لشركة هينغلي بإنتاج منتجات زيوت الألكيلة عالية الجودة باستخدام مادة الإيزوبيوتيل بنسبة 100%. قال كيفن بوكوينكل، مدير الأعمال العالمية لتقنية Stratco في شركة دوبونت: “إن معدات شركة هينغلي تستخدم مواد خام فريدة، وهو ما يمثل بداية عصر جديد لزيوت الألكيلة في سوق البنزين، حيث أن عدد المصانع التي تنتج زيوت الألكيلة من البيوتان في تزايد على مستوى العالم”. سوف تستخدم معدات الألكيلة التابعة لشركة هينغلي تقنية براءة الاختراع XP2 الخاصة بشركة دوبونت في مفاعلات التفاعل من نوع Stratco. يقول بوكفينكل إن تصميم تقنية XP2 يضمن استغلالًا فعّالًا لسطح نقل الحرارة في الأنابيب، مما يؤدي من خلال مزايا تقنية واضحة إلى تحسين جودة منتجات الزيوت المعدلة كيميائيًا.