مقال عميق ومفيد ‖ المعرفة الأساسية حول سلسلة الألكيلة وآفاق تطورها، يستحق التخزين!

Thread Content

مقال عميق ومفيد ‖ المعرفة الأساسية حول سلسلة الألكيلة وآفاق تطورها، يستحق التخزين! مقال عميق ومفيد ‖ المعرفة الأساسية حول سلسلة الألكيلة وآفاق تطورها، يستحق التخزين! 1. طرق رفع قيمة الأوكتان في البنزين. 2) تقنية ألكيلة السوائل الأيونية. 　　مقال عميق ومفيد ‖ المعرفة الأساسية حول سلسلة الألكيلة وآفاق تطورها، يستحق التخزين! 　　 　　أولاً: الألكيلة: وهي عملية إدخال المجموعات الألكيلية إلى جزيئات المركبات العضوية، وذلك من خلال تفاعلات الإضافة أو الاستبدال. تُعدّ تفاعلات الألكيلة وسيلة تخليقية مهمة، وتُستخدم على نطاق واسع في العديد من عمليات الإنتاج الكيميائي. 　　١. مقدمة: الألكيلة هي عملية انتقال المجموعة الألكيلية من جزيء إلى آخر. إنها تفاعل إدخال المجموعات الألكيلية (مثل الميثيل والإيثيل وغيرها) في جزيء المركب. كما يمكن للزئبق، تحت تأثير الكائنات الدقيقة، أن يتحول في قاع البيئة إلى ميثيل الزئبق أو دايميثيل الزئبق. من المواد المستخدمة على نطاق واسع في الصناعة كعوامل ألكيلة، هناك الأوليفينات، والهالوألكانات، وإسترات الكبريتيك. منتجات ألكيلة الرصاص هي الرصاص الألكيلي، حيث يُستخدم الرصاص التيترايثيلي كإضافة في البنزين كمادة مضادة للاشتعال (يظهر مخطط عملية الألكيلة في الشكل الأول). 　　الشكل الأول: رسم تخطيطي لعملية الألكيلة. في عملية تكرير النفط القياسية، يقوم نظام الألكيلة، بفضل تأثير المحفزات (مثل الكبريتيك أو حمض الهيدروفلوريك)، بدمج الأوليفينات ذات الوزن الجزيئي المنخفض (والتي تتكون بشكل رئيسي من البروبين والبيوتين) مع الإيزوبيوتان، لتكوين مركبات ألكيلية (والتي تتكون بشكل رئيسي من الأوكتانات عالية الجودة والهيدروكربونات ذات السلاسل الجانبية). الألكيلات هي مواد مضافة للبنزين، تتمتع بخصائص مضادة للاشتعال، كما أنها تنتج منتجات نظيفة عند الاحتراق. يعتمد مؤشر الأوكتان للألكيلات على نوع الأوليفين المستخدم وظروف التفاعل المطبقة. 　　يحتوي معظم النفط الخام على نسبة تتراوح بين 10% و40% فقط من الهيدروكربونات التي يمكن استخدامها مباشرة في البنزين. تستخدم مصانع التكرير عملية التحلل لتحويل الهيدروكربونات ذات الوزن الجزيئي العالي إلى منتجات ذات وزن جزيئي أقل وسهلة التبخر. تحول التفاعل التجميعي الهيدروكربونات الغازية ذات الجزيئات الصغيرة إلى هيدروكربونات سائلة يمكن استخدامها في البنزين. تحول تفاعلات الألكلة الأوليفينات الصغيرة والألكانات ذات السلاسل الجانبية إلى ألكانات أكبر حجماً ذات عدد أكتاني مرتفع. 　　يمكن لعملية الجمع بين التفكيك والتجميع والألكيلة أن تحول 70% من النفط الخام إلى منتجات بنزين. كما يمكن الحصول على المركبات الأروماتية من خلال بعض عمليات المعالجة المتقدمة الأخرى، مثل تكوين الهيدروكربونات الألكانية وإزالة الهيدروجين من الهيدروكربونات الحلقية، كما يمكن لهذه العمليات أن تزيد من قيمة الأوكتان في البنزين. يمكن لعملية تكرير النفط الحديثة أن تحول النفط الخام المدخل إلى منتجات وقودية بالكامل. 　　في عملية التكرير بأكملها، يمكن للألكلة أن تعيد تنظيم الجزيئات حسب الحاجة وزيادة الإنتاج؛ وهي خطوة بالغة الأهمية. 　　2. نوع التفاعل: الشكل الثاني: معادلة التفاعل. يمكن تقسيم تفاعلات الألكيلة إلى نوعين: الألكيلة الحرارية والألكيلة المحفزة. نظرًا لارتفاع درجة حرارة تفاعل الألكيلة الحرارية، مما يؤدي بسهولة إلى ظهور ردود فعل جانبية مثل التحلل الحراري، فإن الطريقة الحفزية للألكيلة تُستخدم في الصناعة. أهم عمليات الألكيلة الحفازة هي:
① ألكيلة الهيدروكربونات، مثل استخدام الإيزوبيوتين لألكيلة الإيزوبيوتان للحصول على مكونات بنزين ذات قيمة أوكتانية عالية ； 　　②ألكيلة الهيدروكربونات العطرية، مثل ألكيلة البنزين باستخدام الإيثيلين ； 　　③ألكيلة الفينولات، مثل ألكيلة الكرزول باستخدام الإيزوبيوتين. 　　يمكن أن يشير الألكلة أيضًا إلى ألكلة المعادن، وهي أبرز الأمثلة. 　　٣. العوامل المساعدة في التفاعلات: يمكن تقسيم عملية الألكيلة في الصناعة إلى طريقتين: الطريقة السائلة والطريقة الغازية، وتختلف العوامل المساعدة المستخدمة في كل من هاتين الطريقتين. 　　محفزات الألكيلة في الحالة السائلة: يتم استخدامها بشكل أساسي في: ① المحفزات الحمضية، ومن أمثلتها حمض الكبريتيك وحمض الهيدروفلوريك. يتم ألكيلة الإيزوبيوتان باستخدام الأكريلين والبيوتين، وفي الوقت الحالي يُستخدم حمض الهيدروفلوريك بشكل أساسي في هذه العملية. أما ألكيلة البنزين باستخدام الأوليفينات ذات الكربون العالي، أو باستخدام الهيدروكربونات المكلورة من فئة C10 إلى C18، بالإضافة إلى ألكيلة المركبات الفينولية، فإن استخدام حمض الكبريتيك هو الأكثر شيوعًا في هذه العمليات. ②تُستخدم محفزات فريد-كلايفورد، مثل كلوريد الألومنيوم-كلوريد الهيدروجين وفلوريد البورون-كلوريد الهيدروجين، بشكل شائع في عمليات ألكيلة البنزين مع الإيثيلين والبروبيلين والهيدروكربونات ذات السلاسل الكربونية الطويلة، بالإضافة إلى عمليات ألكيلة المركبات الفينولية. 　　عوامل تحفيز الألكلة في الطور الغازي
الاستخدامات الرئيسية: ① عوامل التحفيز الحمضية الصلبة، مثل فوسفات الدياتوميت وغيره، وتُستخدم في ألكلة البنزين مع الإيثيلين والبروبيلين، والنفثالين مع البروبيلين ； ②تُستخدم محفزات أكاسيد المعادن، مثل أكسيد الألومنيوم وأكسيد الألومنيوم-السيليكون وأكاسيد المغنيسيوم والحديد بالإضافة إلى الطين الأبيض النشط، في تفاعلات الألكيلة بين البنزين والإيثيلين والفينول والميثانول. ③عوامل التحفيز المصنوعة من الزيوليت، مثل عوامل التحفيز من نوع ZSM-5، تُستخدم بشكل أساسي في عملية ألكيلة البنزين مع الإيثيلين. 　　٤. ظروف العملية: عملية الألكيلة هي عملية تنطلق فيها حرارة، وتبلغ حرارة التفاعل عادةً ما بين ٨٠ إلى ١٢٠ كيلوجول/مول. لذلك، فإن إزالة حرارة التفاعل أمر بالغ الأهمية. من وجهة نظر الديناميكا الحرارية، يمكن جعل التفاعل يقترب من الكمال في نطاق واسع من درجات الحرارة، ولا تظهر ردود فعل عكسية ملحوظة إلا عند درجات الحرارة المرتفعة جدًا. عادةً ما تكون المحفزات المستخدمة في التفاعلات السائلة ذات نشاط عالٍ، ويمكن إجراء التفاعلات عند درجات حرارة منخفضة (0–100 درجة مئوية). يُستخدم الضغط المناسب للحفاظ على المواد المتفاعلة في الحالة السائلة وتنظيم درجة حرارة التفاعل. لتقليل تفاعل تكثيف الأوليفينات وتكوين المركبات الألكيلية المتعددة، يتم استخدام نسبة أعلى بين مولات الألكينات والأوليفينات (5–14:1)، بالإضافة إلى فترة بقاء أقصر في الوسط الكيميائي. في الصناعة، من أجل الاستفادة الفعالة من البنزين وعوامل الألكلة، يتم إعادة تدوير المركبات متعددة الألكلة إلى المفاعل لتخضع لعملية نقل الألكيل مع البنزين، وذلك لتكوين البنزين أحادي الألكيل. يُعد الأسيتيلين والكبريتيدات والماء الموجودة في المواد الخام ضارة بالمحفز، ويجب إزالتها مسبقًا. تكون نشاط المحفزات المستخدمة في عملية الألكيلة في الحالة الغازية منخفضًا بشكل عام، لذلك يجب إجراء التفاعل في درجات حرارة مرتفعة تتراوح بين 150 و620 درجة مئوية، كما أن الضغط عادةً ما يكون بين 1.4 و4.1 ميجا باسكال، ونسبة مولات البنزين إلى الستايرين تتراوح بين 3 و20:1. يمكن للكبريتيدات والماء الموجودة في المواد الخام أن تسبب تسمم العامل المحفز، لذا يجب إزالتها مسبقًا. 　　5. المفاعل: يمكن إجراء عملية الألكيلة في الحالة السائلة داخل مفاعلات أفقية أو عمودية، ويمكن التخلص من حرارة التفاعل عن طريق أنابيب التبريد الموجودة داخل المفاعل الأفقي، أو عن طريق التبخير لإزالة الحرارة. لضمان خلط المواد الكيميائية والأحماض بشكل كامل، بالإضافة إلى التحكم في مدة بقائها في النظام، يمكن استخدام أساليب مثل التحريك، أو الدوران، أو استخدام حواجز لتنظيم تدفق المواد، أو استخدام مفاعلات متعددة المراحل. نظرًا لأن المحفزات مسببة للتآكل، يجب تغطية المفاعل بمواد مقاومة للتآكل. لا يسبب التأليك الغازي تآكلًا في المعدات، وعادةً ما يتم استخدام مفاعلات ذات سرير ثابت بأنابيب، كما يمكن استخدام مفاعلات عازلة ذات تبريد متعدد المراحل. 　　6. التطبيقات الصناعية
في صناعة تكرير النفط، يُستخدم عملية الألكلة بشكل أساسي لإنتاج مكونات خلط البنزين ذو الرقم الأوكتاني العالي. على سبيل المثال: يتم ألكيلة الإيزوبيوتان باستخدام الأكريلين أو البيوتين للحصول على زيت مُألكل، وهذا يعتبر أقدم تطبيق لعملية الألكيلة. يتم إنتاج الأيزوبروبيلين عن طريق ألكيلة البنزين باستخدام البروبيلين، وفي البداية كان يُستخدم كمادة مضافة في البنزين، أما الآن فهو يُعتبر المادة الأساسية لإنتاج الفينول والبروبيلين. يُستخدم عملية الألكيلة حالياً بشكل أساسي لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات العضوية المهمة. على سبيل المثال: يتم استخدام الإيثيلين لألكيلة البنزين لإنتاج الإيثيل بنزين، كما يتم استخدام الأوليفينات ذات السلسلة الطويلة من C10 إلى C18 لألكيلة البنزين لإنتاج الألكيل بنزين ذو السلسلة الطويلة، وهو مادة خام لصناعة المنظفات الاصطناعية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إنتاج الميثيل كريسول عن طريق أكسدة وتحول إيزوميري للميثيل إيزوبروبيل بنزين، الذي يتكون من ألكلة التولوين بالبروبيلين ； يتفاعل التولوين مع الإيثيلين لإنتاج فينيل تولوين. يمكن إنتاج مسك الكسيлен عن طريق تحويل الكسيлен الأربي إلى مركبات إيزوبوتيلية. يمكن إنتاج 1،2،4-تريميثيلبنزين عن طريق ألكيلة مركب 1،2،4-تريميثيلبنزين باستخدام الميثانول أو كلوروميثان. يمكن إنتاج فينول البوتيل من خلال ألكيلة الفينول بالإيزوبيوتيل، أما إنتاج فينول الأوكتيل فيتم عن طريق ألكيلة الفينول بالديإيزوبيوتيل. 　　٧. ألكيلة الهيدروكربونات النفطية
المبدأ: إنه أحد خطوات معالجة غازات المصافي، حيث يتم فيه استخدام محفزات مثل حمض الهيدروفلوريك أو حمض الكبريتيك أو الأحماض الصلبة (وهو اتجاه بحثي قد يساعد في تجنب التلوث الناتج عن الأحماض السائلة، أو تقليل تكاليف معالجتها). ويتم من خلال هذه العملية تحويل الإيزوبيوتان والبيوتين (أو مزيج من البروبين والبيوتين والبيوتين) إلى مكونات بنزين ذات قيمة أوكتانية عالية. باستخدام الإيزوبيوتان والبيوتين كمواد خام، يمكن أن يصل مؤشر الأوكتان للمنتج إلى 94 ； أما عند استخدام خليط من البروبين والبيوتين والبنتين كمواد أولية، فإن قيمة الأوكتان تكون أقل قليلاً. يتمتع البنزين المُعدّل بالألكيلات بحساسية عالية، وضغط بخار منخفض، كما أنه حساس للرصاص (فإضافة كمية صغيرة من رصاص التيترايثيل يمكن أن ترفع قيمة الأوكتان في البنزين بشكل كبير)، ولذلك فهو مكون مثالي لإنتاج بنزين الطائرات والبنزين ذو الجودة العالية للاستخدام في السيارات. 　　التاريخ: خلال الحرب العالمية الثانية، تم تطوير تقنية ألكيلة الهيدروكربونات النفطية لتلبية الطلب على وقود الطائرات. في عام 1939، استخدمت شركة بريتيش إيران أسيد الكبريت كمحفز، بينما في عام 1942، استخدمت كل من شركة يونيفرسال أويل في الولايات المتحدة وشركة فيليبس أويل حمض الهيدروفلوريك كمحفز، لبناء معدات لتحويل الهيدروكربونات إلى بنزين ذو قيمة أوكتان عالية. خلال عقود ما بعد الحرب، شهد هذا المجال تطورًا مستمرًا بسبب الزيادة في الطلب على البنزين ذو الأوكتان العالي للاستخدام في السيارات. بنت الصين وحدة ألكلة بطريقة حمض الكبريتيك في ستينيات القرن الماضي، وفي السنوات الأخيرة تقوم ببناء وحدة ألكلة بطريقة حمض الهيدروفلوريك. 　　عملية التصنيع: يمكن تقسيمها إلى نوعين، وذلك حسب نوع العامل المحفز المستخدم: الألكيلة بواسطة حمض الهيدروفلوريك، والألكيلة بواسطة حمض الكبريتيك. 　　عادةً ما يتكون إجراء الألكيلة باستخدام حمض الهيدروفلوريك من مراحل مثل معالجة المواد الخام، والتفاعل، وتقطير المنتجات ومعالجتها، وإعادة تدوير الحمض، بالإضافة إلى التخلص من النفايات الثلاثية. الهدف من المعالجة المسبقة هو التحكم في نسبة الماء في المواد الخام (أقل من 20 جزءًا في المليون) لتجنب حدوث تآكل شديد في المعدات، كما يجب التحكم بشكل صارم في مستويات الشوائب مثل الكبريت والبيوتاديين C2 وC6 والمركبات الأكسجينية. نظرًا لارتفاع قابلية ذوبان الهيدروكربونات في حمض الهيدروفلوريك، فإن سرعة تفاعل الألكيلة تكون مرتفعة جدًا، حيث يمكن إتمام التفاعل في غضون بضع عشرات من الثوانٍ فقط، ولذلك يمكن استخدام مفاعل أنبوبي لهذا الغرض. درجة حرارة التفاعل 20–40 درجة مئوية، والضغط 0.7–1.2 ميجا باسكال. للحد من حدوث التفاعلات الجانبية، يجب إعادة تدوير كمية كبيرة من الإيزوبيوتان إلى مدخل التفاعل، بحيث يحافظ على نسبة حجمية تتراوح بين (8-12):1 مع مدخل الأوليفينات. يتم التخلص من حرارة التفاعل بواسطة مبرد الأحماض. الهدف من إعادة تكوين الحمض هو التخلص من المركبات المتشكلة نتيجة التفاعل، بالإضافة إلى الماء الموجود في المواد الخام، وذلك عن طريق طرد الزيوت القابلة للذوبان في الحمض من قاع جهاز إعادة التكوين، بحيث يظل تركيز حمض الهيدروفلوريك حوالي 90%. يتم إخراج الزيت المعالج بالألكيلات من قاع البرج الرئيسي للتقطير، بينما يتم استخراج الإيزوبيوتان المعاد تدويره من الخطوط الجانبية للبرج. لإنتاج وقود الطيران، يجب تقطير الزيت المُعالج بالألكيلات مرة أخرى، حيث يتم فصل الزيت الألكيلي الخفيف من قمة البرج لاستخدامه كمكون في بنزين الطيران. يجب معالجة جميع الغازات أو السوائل الناتجة عن النظام والتي تحتوي على حمض الهيدروفلوريك، وفي النهاية يتم التفاعل معها باستخدام كلوريد الكالسيوم لتحويلها إلى كلوريد الفلوريد غير النشط. يتم استهلاك ما بين 0.4 إلى 0.6 كجم من حمض الهيدروفلوريك لإنتاج طن واحد من البنزين المعالج بالألكيلات. 　　العملية الأساسية للألكيلة باستخدام حمض الكبريتيك مشابهة للعملية المستخدمة مع حمض الهيدروفلوريك. المشكلة الرئيسية هي ارتفاع استهلاك الحمض، حيث يتطلب تصنيع 1 طن من الزيت المُعَدّل كيميائياً استخدام 70 إلى 80 كجم من حمض الكبريتيك، كما يتم إنتاج كميات كبيرة من الحمض الخفيف كمنتج ثانوي. في حال عدم وجود مصانع للحمض الكبريتيك أو منشآت لتركيز الأحماض في الجوار، فسوف يترتب على ذلك تلوث بيئي شديد. 　　ألكلة الكبريتيك ثانيًا، ألكلة الكبريتيك ١. نظرة عامة يُستخدم حمض الكبريتيك كعامل محفز لتحقيق ألكلة الأوليفينات. يوجد نوعان: النوع المتدرج والنوع الأنبوبي. وللحفاظ على التفاعل عند درجة حرارة منخفضة، يستخدم النوع الأول التبخر الجزئي للمواد المتفاعلة نفسها لامتصاص الحرارة وتبريد النظام، بينما يستخدم النوع الثاني طريقة التبريد عن طريق التوسع الاستراتيجي للسائل الخارج من التفاعل. 　　يوجد نوعان من عملية الألكيلة بالكبريتيك: النوع المتدرج والنوع ذو الأسطوانات. وللحفاظ على درجة حرارة منخفضة أثناء الاستجابة الكيميائية، يستخدم النوع المتدرج تبخر جزء من المواد المتفاعلة لامتصاص الحرارة وبالتالي خفض درجة الحرارة، بينما يستخدم النوع ذو الأسطوانات طريقة التوسع الناتج عن تقليص الضغط لتبريد المنتجات الناتجة عن التفاعل. 　　يحتوي كل قسم من أقسام المفاعل ذو الخطوات المتعددة على محرك تحريك لتعجين المواد الهيدروكربونية مع حمض الكبريتيك. يتدفق حمض الكبريتيك والإيزوبيوتان من الجزء الأول من المفاعل، ويمران بسلاسة عبر الأجزاء المختلفة. أما الأوليفينات فتُقسم إلى عدة أجزاء تدخل كل منها إلى المرحلة المخصصة لها. 　　في كل قسم من أقسام المفاعل، يتبخر جزء من الهيدروكربونات، وهو ما يساعد في امتصاص الحرارة الناتجة عن التفاعل، وبالتالي الحفاظ على درجة حرارة التفاعل منخفضة. 　　يتم ضغط الهيدروكربونات المتبخرة وتكثيفها وتسييلها، ثم إزالة البروبان منها وإعادتها إلى نظام التفاعل. 　　يحتوي المفاعل على محرك دوار يُحدث تدويرًا عالي السرعة للحمض الكبريتيك والهيدروكربونات بداخله، مما يؤدي إلى تكوين مستحلب. 　　يدخل المستحلب الحمضي-الهيدروكربوني الناتج عن التفاعل إلى جهاز الترسيب؛ حيث يتم إعادة تدوير حمض الكبريتيك المنفصل إلى المفاعل لاستخدامه مرة أخرى. أما المواد الناتجة عن التفاعل والمنفصلة في جهاز الترسيب، فإنها تمر عبر صمام تحكم الضغط إلى أنابيب تسخين المفاعل، حيث يتبخر جزء منها لامتصاص حرارة التفاعل، وذلك للحفاظ على درجة حرارة المفاعل منخفضة. 　　2. العوامل الرئيسية المؤثرة
درجة الحرارة
تتم عملية الألكيلة في درجات حرارة منخفضة، والدرجة المناسبة لعملية الألكيلة باستخدام حمض الكبريتيك هي 8–12 درجة مئوية. 　　تركيز حمض الكبريتيك: يؤثر تركيز حمض الكبريتيك، الذي يُستخدم كعامل محفز في تفاعلات الألكلة، تأثيرًا كبيرًا على التفاعل. 　　عندما تكون تركيز حمض الكبريتيك أعلى من 99 ملي٪، فإن غاز SO3 سيتفاعل مباشرة مع الإيزوبيوتان، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الحمض. أما عندما يكون التركيز أقل من 85 ملي٪، فإن نشاط المحفز يقل، كما يزداد تآكل المعدات أيضًا. 　　لذلك، فإن التركيز المناسب للحمض الكبريتيك هو 95–96%. 　　عادةً ما يتم إضافة حمض الكبريتيك الطازج إلى المفاعل في التصنيع بتركيز يتراوح بين 98–99%، ولكن بسبب وجود الماء في المواد الخام، بالإضافة إلى الماء الناتج عن التفاعلات الثانوية، وكذلك تكوّن الإسترات الكبريتية والبوليمرات القابلة للذوبان في الأحماض، فإن تركيز حمض الكبريتيك ينخفض تدريجياً أثناء عملية التشغيل. ومن أجل ضمان جودة زيت الألكيلة بالكبريتيك، وفي نفس الوقت تجنب تآكل المعدات بسبب الحمض، يجب التخلص من الحمض عندما ينخفض تركيزه إلى ما بين 88–90%. 　　يشكل استهلاك حمض الكبريتيك نسبة كبيرة من تكاليف إنتاج الألكيلات الكبريتية، لذا يجب التقليل من استهلاك الحمض قدر الإمكان. 　　يؤدي ارتفاع نسبة الشوائب في المواد الخام إلى زيادة استهلاك الأحماض، كما أن وجود الأوليفينات مثل البروبين والبيوتين في المواد الخام يؤدي أيضًا إلى زيادة كبيرة في استهلاك الأحماض. بالإضافة إلى ذلك، فإن ظروف التفاعل غير المناسبة مثل درجة الحرارة المرتفعة جدًا أو المنخفضة جدًا، أو عدم توزيع المواد بشكل متساوٍ، كلها تؤدي إلى زيادة استهلاك الأحماض. 　　لذلك، يجب تجنب حدوث الحالات المذكورة أعلاه التي تؤدي إلى زيادة استهلاك الأحماض. 　　لحماية البيئة وخفض التكاليف، لا يجوز بأي حال من الأحوال تصريف الحمض الناتج عن العملية بشكل عشوائي؛ بل يجب إرساله إلى فرن الحرق حيث يتكون ثاني أكسيد الكبريت عند درجات الحرارة العالية، ثم يتم أكسدة ثاني أكسيد الكبريت إلى ثلاثي أكسيد الكبريت لاستخلاص حمض الكبريتيك. 　　إن قياس تركيز حمض الكبريتيك أمر في غاية الأهمية، وقد تم تجهيز جهاز التعديل الألكيلي Dupont Stracto بأدوات لتحليل التركيز عبر الإنترنت. 　　نسبة الأحماض إلى الهيدروكربونات: في نظام التفاعل، إذا كانت النسبة بين حمض الكبريتيك والهيدروكربونات صغيرة جدًا، فإن كمية الحمض لا تكون كافية لتشكيل طور مستمر أثناء عملية التفريق والتجزئة، وبالتالي يصبح الهيدروكربونات هو الطور المستمر. وهذا يؤدي إلى انخفاض جودة الزيت المُعالج بالألكيلة، بالإضافة إلى زيادة استهلاك الحمض. 　　يتراوح النسبة المعتادة بين الأحماض والهيدروكربونات في الصناعة بين 1–1.5:1، وذلك لضمان بقاء حمض الكبريتيك في الطور المستمر. 　　نظرًا لأن معامل نقل الحرارة لحمض الكبريتيك أعلى بكثير منه في المركبات الهيدروكربونية، فإن استخدام حمض الكبريتيك كطور مستمر يسمح بتفريغ حرارة التفاعل بشكل أكثر فعالية، وبالتالي تجنب حدوث تفاعلات جانبية نتيجة الاحترار المفرط في بعض المناطق. 　　كما يجب ألا يكون نسبة الهيدروكربونات الحمضية مرتفعة جدًا، وإلا فإن ذلك سيقلل من كمية المواد الهيدروكربونية المستخدمة، مما يؤدي إلى انخفاض قدرة المنشأة على المعالجة. بالإضافة إلى ذلك، فإن زيادة كمية حمض الكبريتيك تؤدي إلى ارتفاع لزوجة وكثافة النظام التفاعلي، مما يزيد من استهلاك الطاقة اللازمة للتحريك. 　　نسبة الإيزوبيوتان إلى الأوليفينات: من أجل رفع تركيز الإيزوبيوتان في المرحلة الحمضية ومنع حدوث ردود فعل جانبية مثل تراكم الأوليفينات، من الضروري الحفاظ على نسبة عالية بين الهيدروكربونات الألكيلية والأوليفينات في النظام التفاعلي. في الصناعة، يكون نسبة الألكانات إلى الأوليفينات في مدخلات المفاعلات عادةً بين 5–15:1. 　　نظرًا لأن الهدف من رفع نسبة الألكينات هو زيادة نقاء الإيزوبيوتان في نظام التفاعل، فإنه يتم في الإنتاج التحكم في تركيز الإيزوبيوتان في المخرجات الناتجة عن التفاعل بحيث لا يقل عن 60–70% حجميًا. 　　حالة توزيع الهيدروكربونات في حمض الكبريتيك: يُعتبر حمض الكبريتيك المرحلة المستمرة، بينما تُعتبر الهيدروكربونات المرحلة المتفرقة. والخطوة الأساسية في تفاعل الألكيلة هي انتقال الإيزوبيوتان إلى المرحلة الحمضية، لذلك فإن سرعة التحريك لها تأثير كبير على سير التفاعل. 　　نظرًا للفرق الكبير في الكثافة بين الهيدروكربونات الحمضية وكثافة حمض الكبريتيك، فإن لزوجة حمض الكبريتيك تكون مرتفعة أيضًا. لذلك، من الضروري استخدام خلط عنيف لتحسين حالة التشتت في نظام التفاعل، وبالتالي رفع كفاءة نقل المواد والحرارة، مما يسرع من وتيرة تفاعل الألكيلة، ويساعد في رفع قيمة الأوكتان للزيوت المألكلة. 　　زمن الاستجابة: يرتبط زمن الاستجابة بشدة التحريك وحالة تفرق المرحلتين، وفي الظروف العادية، يكون زمن استجابة تفاعل الألكيلة بالكبريتيك حوالي 20–30 دقيقة. 　　إذا كان الوقت قصيرًا، فلن يكتمل التفاعل، مما يؤثر على معدل إنتاج زيت الألكيلة. 　　إذا طال الوقت، فلن يقل ذلك من قدرة الجهاز على المعالجة فحسب، بل سيؤدي أيضًا إلى حدوث ردود فعل ثانوية تقلل من جودة المنتج. 　　ثالثًا: تفاعلات الألكيلة: وهي التفاعلات التي يتم فيها استبدال ذرات الهيدروجين المرتبطة بالكربون والأكسجين والنيتروجين في جزيئات المركبات العضوية بمجموعات ألكيلية. الألكيلة على ذرة الكربون ① الألكيلة للهيدروجين الموجود على كربون الكاربوكسيل. الهيدروجين الموجود على الكربون أ في مجموعة الكاربونيل له خاصية حمضية ضعيفة، ويمكن لذرة الكربون أ في مجموعة الكاربونيل، تحت تأثير قواعد قوية مثل أميد الصوديوم وهيدريد الصوديوم، أن تتفاعل مع الهالوجينات لتكوين منتجات مشتقة من الكربون أ. 　　1. التعريف: هو التفاعل الذي يحدث في جزيئات المركبات العضوية، حيث تحل المجموعات الألكيلية محل ذرات الهيدروجين المرتبطة بالكربون والأكسجين والنيتروجين. 　　٢. آلية التفاعل: ألكيلة ذرة الكربون: ① ألكيلة الهيدروجين الموجود على ذرة الكربون “أ” في المجموعة الكاربونيلية. 　　الهيدروجين الموجود على ذرة الكربون “أ” في المجموعة الكاربونيلية له خاصية حمضية ضعيفة. وتحت تأثير قواعد قوية مثل أميد الصوديوم أو هيدريد الصوديوم، يمكن لذرة الكربون “أ” أن تتفاعل مع الهالوجينات لتشكيل مركبات كربوكسيلية مشتقة من ذرة الكربون “أ”. أما في حالة التفاعل المباشر مع الإسترات، فإن ذلك يؤدي إلى حدوث تكثيف ذاتي للمركب ； كما يمكن أن تحدث ردود فعل متعددة الألكيلة. للحصول على المركبات الكربونية المعالجة بالألكيل، يمكن استخدام الأمينات الثانوية مثل البيرول والمورين لتكوين الإينامينات، ثم تفاعل هذه الإينامينات مع الهالوألكانات النشطة مثل يودوميثان والهالوبنزينات، مما يؤدي إلى تكوين إينامينات مستبدلة. وبعد التحلل المائي، يتم الحصول على المركبات الكربونية المعالجة بالألكيل.
② ألكيلة الميثين النشط. 　　الميثيل الواقع بين المجموعتين النشطتين نشط إلى حد ما، ويسهل تألكيله تحت تأثير هيدركسيد الصوديوم. يمكن أن تكون المجموعات النشطة هي النيترو، والكربونيل، والمستر، أو السيانيد، وغيرها. على سبيل المثال، طريقة تصنيع إسترات البروبانديوكسي وطريقة تصنيع إسترات الأسيتوأسيتات:
H2C(COOC2H5)2 + C2H5O-Na+ + CH(COOC2H5)2-Na++C2H5OH → CH(COOC2H5)2-Na+ + RXR → CH(COOC2H5)2+NaX
CH3COCH2COOC2H5 + C2H5O-Na+ → (CH3COCHCOOC2H5)-Na++C2H5OH
حيث أن R يمثل المجموعة الألكيلية ； X هو هالوجين. يسهل على الإسترات المستبدلة لحمض المالونيك والأسيتوأسيتات أن تفقد ثاني أكسيد الكربون بعد التحلل المائي، لتتحول إلى أحماض أسيتيك مستبدلة أو ما شابه، وتُستخدم هذه العملية على نطاق واسع في التخليق العضوي. تتم جميع تفاعلات الألكيلة في ظروف خالية من الماء. 　　③الألكيلة بواسطة الحفز المتماثل للمرحلة. 　　يتم استخدام محفزات نقل الطور لتحفيز التفاعل بين المواد الكيميائية الموجودة في نظامين سائلين غير قابلين للاندماج مع بعضهما البعض. لا حاجة للعمل في ظروف خالية من الماء، يمكن استخدام محلول كاويت الصوديوم المركز بدلاً من هيدركسيد الصوديوم الخالي من الماء. ظروف التفاعل معتدلة، والعملية سهلة. من بين العوامل المحفزة الشائعة، هناك أملاح الأمونيوم رباعية التركيب (Q+X-)، مثل (n‑C4H9)4N+HSO4-، وأملاح الفوسفور رباعية التركيب، بالإضافة إلى الإيثرات التاجية. يتفاعل المتفاعلات مع القاعدة عند الواجهة، مكونةً الأيونات الكربانية السالبة. يشكل الأخير زوجًا أيونيًا مع الكاتيونات من الأمونيوم من الدرجة الرابعة، وينتقل إلى المرحلة العضوية ليتفاعل مع الهالوجينات في تفاعل الألكيلة. 　　٣. التفاعلات الكيميائية: في تفاعل الألكيلة حسب نظرية فريدل-كرافتز، عندما يكون الألكيل المستخدم عبارة عن سلسلة مباشرة تحتوي على ثلاث ذرات كربون أو أكثر، فإن الأيون الكربوكاتيون يحتاج إلى إعادة ترتيب. 　　٤. الأمثلة: على سبيل المثال، يتفاعل كحول الألكيلات الصوديومي الموجود على ذرة الأكسجين مع الهالوألكانات لتكوين الإيثرات، وهذه طريقة مهمة لتصنيع الإيثرات غير المتماثلة. RONa + R′XR′O⁻ + NaX: حموضة الفينول أقوى من حموضة الكحول، ويمكن استخدام هيدروكسيد الصوديوم لتكوين أيونات الأكسجين العطرية، ثم يتم إجراء عملية الألكيلة. 　　على سبيل المثال: يُعد ديإسترات الكبريتيك أيضًا من مواد الألكيلة الشائعة الاستخدام، ونشاطها أعلى من نشاط الهالوجينات الألكيلية، كما أن ظروف التفاعل معتدلة، وعادةً ما يشارك ألكيل واحد فقط في التفاعل. 　　يمكن، تحت ضغط معين، تسخين الهالوجينات المُعدلة بالألكيل على ذرة النيتروجين مع الأمونيا أو الأمينات لإنتاج خليط من الأمينات من الدرجة الأولى والثانية والثالثة، وصولاً إلى أملاح الأمونيوم من الدرجة الرابعة. يمكن فصل الأمينات من الدرجة الأولى والثانية والثالثة عن بعضها البعض من خلال عملية التقطير. يمكن التحكم في نسبة المواد الأولية والظروف المستخدمة، لجعل أحد الأمينات هو المنتج الرئيسي. 　　N3H+RXH3R+X-  H3R+NH3RNH2+H4  RNH2+RXR2N2+X-  R2H2+NH3R2NH+H4  R2NH+RXR3H+X-  R3H+NH3R3N+H  R3N+RXR4+X- عند استخدام الديسترات الكبريتية لعملية الألكيلة، يتم اختيار ذرات النيتروجين ذات القوة القاعدية الأعلى لإجراء التفاعل. 　　رابعًا: البنزين المعدل بالألكيلات
1. طرق رفع قيمة الأوكتان في البنزين
تشمل التقنيات المستخدمة حاليًا لرفع قيمة الأوكتان في البنزين تقنية إعادة التكسير الحفزي، وتقنية الألكيلة، وتقنية الإيزومرة، بالإضافة إلى استخدام مواد مضافة لتحسين قيمة الأوكتان (مثل مواد مضادة للاشتعال). 　　يتمثل الهدف الرئيسي من عملية التكسير الحفزي في زيادة كمية الأروماتيكات والألكانات المختلفة في البنزين، وذلك لرفع قيمة الأوكتان لديه. ومن بين هذه المركبات، فإن الأروماتيكات لها تأثير أكبر في رفع قيمة الأوكتان. أما الجانب السلبي لاستخدام هذه الطريقة، فهو ارتفاع نسبة الأروماتيكات والبنزين في البنزين. 　　يتم إنتاج البنزين المعدل كيميائيًا عن طريق تفاعل الإيزوبيوتان الموجود في الغاز الطبيعي المسال مع البيوتين-1 والبيوتين-2 والإيزوبيوتين، لتكوين الإيزوأوكتان. وبالتالي، فإن مكونات البنزين المعدل كيميائيًا هي كلها من الإيزوأوكتان. ويتميز الإيزوأوكتان بقيمة أوكتانية عالية، وحساسية منخفضة، وضغط بخار منخفض، بالإضافة إلى نطاق درجات الغليان الواسع. كما أنه خالٍ من الهيدروكربونات المشبعة التي تحتوي على الهيدروكربونات العطرية والكبريت والألكينات، وبالتالي فهو مكون مثالي للبنزين ذو القيمة الأوكتانية العالية والنظيف. 　　يعتبر التحويل الهيدروجيني أحد أرخص الطرق لزيادة قيمة الأوكتان في البنزين، حيث يمكنه تحويل الهيدروكربونات ذات السلسلة المستقيمة الموجودة في النفط الخام الخفيف (C5/6) إلى هيدروكربونات ذات سلاسل متفرعة، مما يؤدي إلى زيادة قيمة الأوكتان بنسبة تتراوح بين 10% و22%. 　　يمكن للمواد المضافة المختلفة أن تحسّن بشكل كبير من قدرة البنزين على مقاومة الانفجار. على سبيل المثال، MTBE هو أول مادة من نوع الإيثرات تم استخدامها لتحسين قيمة الأوكتان في البنزين، لكن نظرًا لأنها ليست جزءًا من تركيب البنزين (وهي مركبات هيدروكربونية)، فإن استخدامها قد يسبب مشاكل مختلفة، كما أن أسعار هذه المواد المضافة عادةً ما تكون مرتفعة. 　　2. المكونات الأساسية للبنزين
يتكون البنزين في الولايات المتحدة بشكل أساسي من بنزين الكركنة الحفازة بنسبة 1/3، وبنزين إعادة التكرير الحفازة بنسبة 1/3، أما المكونات الأخرى ذات القيمة الأوكتانية العالية فتشكل 1/3 من مكونات البنزين. ٢٧٪ من البنزين المُنتج عن التكسير الحفزي في أوروبا الغربية، و٤٧٪ من البنزين المُنتج عن إعادة التكرير الحفزي، أما الجزء المتبقي فهو يتكون بشكل رئيسي من مكونات ذات قيمة أوكتانية عالية. 　　يصل نسبة البنزين المُحضّر عبر التكسير الحفزي في بنزين بلادنا إلى 75%، بينما تكون نسبة البنزين المُعاد تشكيله والزيوت الألكيلية وMTBE منخفضة جدًا. ويؤدي هذا الاختلاف في تركيب البنزين إلى وجود فارق كبير في جودة البنزين في بلادنا مقارنة بالدول الأخرى. 　　المشكلة الرئيسية في جودة البنزين المستخدم في السيارات في بلادنا حاليًا، هي ارتفاع نسبة الأوليفينات والكبريت فيه. 　　3. البنزين المألكلة
خصائص البنزين المألكلة
يتكون أساسًا من الألكانات المتجانسة، ولا يحتوي تقريبًا على أوليفينات أو هيدروكربونات عطرية. كما أن محتوى الكبريت فيه منخفض، وقيمة الأوكتان فيه مرتفعة؛ حيث تتراوح بين 95 و96، بل وقد تصل إلى 98. إن حساسية هذا البنزين للظروف المختلفة منخفضة، والفرق بين قيمة الأوكتان النظرية والأوكتان الفعلي أقل من 3. كما أن الضغط البخاري له منخفض، ويمكن خلطه مع البيوتان الرخيص ذو القيمة العالية للأوكتان. بالإضافة إلى ذلك، فإن قيمة الحرارة الناتجة عن احتراقه مرتفعة، لذا يمكن استخدامه في المحركات ذات نسبة الضغط العالية. 　　مواد الألكيلة: الهيدروكربونات المتجانسة: الإيزوبيوتان. 　　الأوليفينات: نتائج عملية الألكيلة لأنواع البيوتين المختلفة مثل الإيزوبيوتين و1-بيوتين والبيوتين السين-2 والبيوتين الريترو-2 تختلف أيضًا. عند استخدام حمض الهيدروفلوريك كمحفز، فإن منتجات ألكيلة 2-بيوتين تحقق أعلى قيمة للأوكتان، يليها منتجات ألكيلة الإيزوبيوتين، بينما تكون قيمة الأوكتان لمنتجات ألكيلة 1-بيوتين هي الأدنى. عند استخدام حمض الكبريتيك كمحفز، فإن قيمة الأوكتان للزيوت المُشتقة من 1-بيوتين تكون أعلى قليلاً مقارنة بقيمة الأوكتان للمنتجات المُشتقة من 2-بيوتين والإيزوبيوتين. 　　عملية الألكلة
التفاعل الرئيسي:
في عملية ألكلة الإيزوبوتان بالأحمضة السائلة التقليدية، يمكن تقسيمها إلى عملية ألكلة باستخدام حمض الكبريتيك وعملية ألكلة باستخدام حمض الهيدروفلوريك، وذلك حسب العامل المحفز المستخدم. 　　تشمل تقنيات طريقة الكبريتيك أسيد: Stratco، Kellogg، ExxonMobil، ReVAP (Phillips/ExxonMobil)، Alkad (UOP/ChevronTexaco) ； 　　تشمل تقنيات استخدام حمض الهيدروفلوريك: UOP، Phillips (Conoco Phillips). بحلول نهاية عام 2002، كان هناك 107 وحدات ألكلة في جميع أنحاء العالم تستخدم تقنية ReVAP (فيليبس/إكسون موبيل). 　　حاليًا، تبلغ القدرة الإنتاجية لعملية الألكيلة في شركة Stratco في جميع أنحاء العالم 25.8 مليون طن سنويًا، بينما تبلغ القدرة الإنتاجية لشركة ExxonMobil 4.95 مليون طن سنويًا. 　　عملية حمض الكبريتيك تنتج كميات كبيرة من الحمض النفايات، مما يؤدي إلى تلوث بيئي شديد ； حمض الهيدروفلوريك هو مادة كيميائية سامة وقابلة للتطاير؛ ففي حالة تسربه، يمكن أن يلحق أضرارًا جسيمة ببيئة الإنتاج والبيئة الإيكولوجية المحيطة. كلا العمليتين تعانيان من مشاكل مثل تآكل معدات الإنتاج. 　　قيمة الأوكتان لبعض مكونات البنزين
خامسًا: تطور تقنية الألكيلة
ووفقًا لمجلة “الهندسة الكيميائية” الأمريكية في مايو 2016، فإن تقنية الألكيلة تُعد تقنية مهمة جدًا في صناعة التكرير. حيث تُستخدم هذه التقنية لتفاعل الأوليفينات ذات الكربون المنخفض مع الإيزوبيوتان لإنتاج أيزومرات من ثلاثي الميثيل بنتان، وهو ما يُعرف بزيت الألكيلة، ويمكن استخدامه كمكون في تحضير البنزين النظيف. يُعد الزيت المعالج بالألكيلات مكونًا عالي الجودة للبنزين، فهو 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 رواسب الصخر الطيني في الولايات المتحدة توفر البيوتان بسعر منخفض، مما يوفر كمية كبيرة من المواد الخام الرخيصة لعملية الألكيلة. 　　1. تطور تقنية الألكيلة باستخدام المحفزات الحمضية الصلبة
لقد لوحظ في الأشهر القليلة الماضية أن المحفزات الحمضية الصلبة التي تم تطويرها على مدار سنوات عديدة، أصبحت قادرة على استبدال المحفزات الحمضية السائلة الضارة والمسببة للتآكل (مثل 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، وبدأ 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 الألكيلي جيدة للغاية؛ حيث يتراوح رقم الأوكتان البحثي (RON) بين 96 و98، وهو أعلى بكثير من رقم الأوكتان البحثي للزيوت الألكيلية التقليدية. يعتبر قياس الأوكتان كمؤشر مهم على جودة الزيوت المُعدلة بالألكيلات 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 المساعد مع عمليات المفاعلات الجديدة التي تستخدمها شركة CB&I بإنتاج منتجات الزيوت المعدلة كيميائيًا ذات جودة عالية، دون الحاجة إلى استخدام عوامل تحفيز حمضية سائلة، مما يجعل العملية أكثر أمانًا وموثوقية. نظرًا لعدم الحاجة إلى معالجة لاحقة وعدم وجود نفايات زيتية قابلة للذوبان في الأحماض، فإنها تُعد تقنية فعالة للغاية في إنتاج الزيوت المُعدّلة كيميائيًا. 　　أعلنت شركة KBR في فبراير من هذا العام أنه تم توقيع أول عقد لنقل التكنولوجيا المتعلقة بتقنية الألكيلة باستخدام الأحماض الصلبة من نوع K-SAAT الخاصة بالشركة. 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 مُرخصة، وتصاميم للعمليات الأساسية، بالإضافة إلى معدات ومحفزات حيوية. 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 حاليًا، ومقارنةً بمحفزات الأحماض 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 جوتام كريشناياه، مدير تقنيات التكسير والتأليف في شركة KBR، إن تكاليف تشغيل وحدات التأليف التي تستخدم المحفزات الحمضية الصلبة أقل أيضًا، لأن تكاليف صيانة وحدة K-SAAT منخفضة، ولا تحتاج إلى التبريد الذي تتطلبه وحدات التأليف باستخدام حمض الكبريتيك. بالإضافة إلى ذلك، لا حاجة إلى تجديد الأحماض السائلة ولا إلى معالجة النفايات الصلبة (تعادل الأحماض والقواعد). 　　طورت شركة KBR هذه التقنية الكيميائية الخضراء بالتعاون مع شركة Exelus، والآن تُعد شركة KBR المرخص الوحيد لاستخدام محفز ExSact الخاص بشركة Exelus. تستخدم تقنية K-SAAT مفاعلين، أحدهما لعملية الألكيلة، والآخر لإعادة التشغيل أو كمفاعل 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. 　　المحفز ExSact الذي تم تطويره بنجاح، يتفوق في العديد من الجوانب على المحفزات الحمضية السائلة وغيرها من المحفزات الحمضية الصلبة. لتعزيز القدرة على الاختيار لدى المنتج، تم تحسين كل من المراكز الحمضية في المحفز وبنية الثقوب فيه. مقارنةً بمحفزات الأحماض الصلبة الأخرى، فإن دورة التشغيل لعملية الألكيلة باستخدام محفز ExSact تكون أطول بعض الشيء ； هناك مرونة كبيرة في مصادر المواد الخام ومكوناتها (يمكن استخدام الإيثيلين والبروبيلين والبيوتيلين والبنتيلين كأوليفينات). على عكس ذلك، لا يمكن استخدام الإيثيلين في عملية ألكيلة الأحماض السائلة، لأن استخدام الإيثيلين سيؤدي إلى تكوين إسترات مستقرة. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع عملية الأحماض الصلبة التي تستخدمها شركة KBR بقدرة جيدة على مقاومة الشوائب في المواد الخام (مثل الرطوبة والكبريت والديينات والمركبات المؤكسدة والنيتريلات). 　　2. تطور تقنية الألكيلة باستخدام محفزات الكبريتيك
لم يعد ظهور عمليات الألكيلة باستخدام الأحماض الصلبة على نطاق صناعي كافيًا لمنع الابتكار في استخدام أجهزة الألكيلة التي تعتمد على محفزات الأحماض السائلة. تستخدم شركة دوبونت تقنيتها للألكلة بالحمض 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 البيوتادين بنسبة 100% كمادة خام. قالت جيني برانزارو، مديرة المبيعات العالمية لتقنيات التنظيف في شركة دوبونت، إن الأساس الكيميائي لمجال التأليك في شركة دوبونت موجود منذ فترة طويلة، وإن الظروف الاقتصادية الحالية تُعد مواتية لاستخدام البيوتان في إنتاج زيوت التأليك، أو ما يُعرف بتقنية “التأليك المتخصص”. 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 يتم استخدام الإيزوبيوتيلين في أجهزة الألكيلة لإنتاج زيوت ألكيلية ذات قيمة عالية. لكن تقنيات دوبونت لا تقتصر على البيوتان فحسب، بل يمكنها أيضًا معالجة التولوين 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 سيمكّن شركة هينغلي من إنتاج منتجات زيوت الألكيلة عالية الجودة باستخدام مادة الإيزوبيوتيل بنسبة 100%. قال كيفن بوكوينكل، مدير الأعمال العالمية لتقنيات 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 المعدات المستخدمة في إنتاج زيوت الألكيلة من البيوتان في تزايد على مستوى العالم”. سيستخدم مصنع الألكلة التابع لشركة هينغلي تقنية براءة الاختراع XP2 من شركة دوبونت في مفاعل التفاعل بالتلامس من طراز Stratco. قال بوكوينكل إن تصميم تقنية XP2 يضمن استخدام سطح نقل الحرارة في الحزمة الأنبوبية بكفاءة عالية، مما يعزز جودة منتج الزيت المُألكلة من خلال مزايا عملية واضحة. 　　السادس: أحدث التطورات في تقنية الألكيلة لعام 2016
تتم عملية الألكيلة بواسطة محفزات، حيث يتفاعل الإيزوبيوتان الموجود في الغازات المسالة في المصافي مع الأوليفينات لإنتاج مكونات يمكن استخدامها في تحضير البنزين، وهي زيوت الألكيلة. نظرًا لارتفاع قيمة الأوكتان في الزيوت المُعدّلة بالألكيلات، وانخفاض ضغط البخار لديها، بالإضافة إلى عدم احتوائها على الأوليفينات والكبريت، فهي تُعد مكونًا مثاليًا لتحضير البنزين. لذلك، حظيت تقنية الألكلة باهتمام متزايد من قبل شركات التكرير والبتروكيماويات في السنوات الأخيرة. 　　من حيث عملية الإنتاج، فإن العمليات المستخدمة حالياً لإنتاج الزيوت الألكيلية على نطاق واسع هي طريقة حمض الكبريتيك وطريقة حمض الهيدروفلوريك. وعلى الرغم من أن كلا الطريقتين تحققان معدلات إنتاج عالية للزيوت الألكيلية وانتقائية جيدة، إلا أن عملية حمض الكبريتيك تؤدي إلى انبعاث كميات كبيرة من الحمض النفايات، مما يتسبب في تلوث بيئي شديد ； حمض الهيدروفلوريك هو مادة كيميائية سامة قابلة للتبخر، وأي تسرب منه يمكن أن يسبب ضررًا بالغًا للبيئة والنظم البيئية المحيطة بها. بالإضافة إلى ذلك، تواجه كلا العمليتين مشاكل مثل تآكل المعدات الإنتاجية. 　　للتغلب على العيوب الكبيرة المتمثلة في قوة تآكل الأحماض السائلة والخطر الذي تشكله على الصحة البشرية، فقد استمرت الدول المختلفة في تحسين التقنيات التقليدية المستخدمة حاليًا، كما بذلت جهودًا لتطوير جيل جديد من محفزات الألكيلة باستخدام الأحماض الصلبة، بهدف استبدال تقنيات الألكيلة باستخدام الأحماض السائلة الحالية. 　　1. تقنيات ألكلة الأحماض السائلة التقليدية
حالياً، لا تزال عمليات ألكلة حمض الكبريتيك وحمض الهيدروفلوريك التقليدية هي الأساليب الرئيسية لإنتاج الزيوت المألكلة. ووفقًا للإحصائيات، يوجد حاليًا في العالم أكثر من 110 وحدات لعملية الألكيلة باستخدام حمض الكبريتيك، بينما يوجد حوالي 120 وحدة لعملية الألكيلة باستخدام حمض الهيدروفلوريك. 　　على الرغم من أن التشغيل الكلي لوحدات ألكلة حمض الهيدروفلوريك والكبريتيك يختلف، إلا أن آليات التفاعل في العمليتين متشابهة للغاية. في ستينيات القرن العشرين، كان عدد أجهزة الألكيلة التي تستخدم حمض الكبريتيك كمحفز ثلاثة أضعاف عدد أجهزة التي تستخدم حمض الهيدروفلوريك كمحفز. منذ ذلك الحين، تحول اتجاه تقنية الألكيلة نحو استخدام حمض الهيدروفلوريك، ثم عاد مرة أخرى إلى استخدام حمض الكبريتيك. تطورت العمليتان خلال سنوات من المنافسة المتبادلة، فأخذتا كل منهما خصائصها الخاصة. 　　١) تقنية ألكيلة حمض الهيدروفلوريك: لقد تم استخدام تقنية ألكيلة حمض الهيدروفلوريك لأكثر من ٦٠ عامًا، وخلال هذه الفترة ظلت التقنية تتطور وتحسن باستمرار. تتميز عملية الألكيلة بحمض الهيدروفلوريك مقارنة بعملية الألكيلة بحمض الكبريتيك باستخدام مساحة أقل، وتصميمها أبسط، بالإضافة إلى استهلاك كمية أقل من العوامل المساعدة. لكن له أيضًا عيوب، وأكثر هذه العيوب شيوعًا هو أن تكلفة فصل الإيزوبيوتان والبروبان وحمض الهيدروفلوريك والمركبات الفلورية أعلى من تكلفة تقنية التفاعل الألكيلي بالكبريتيك (باستثناء عملية استخدام مفاعلين متسلسلين في تقنية UOP). بالإضافة إلى ذلك، يوجد مشكلة أخرى خطيرة في هذه التقنية، وهي انتشار حمض الهيدروفلوريك كغاز سام في الغلاف الجوي. فعندما تكون تركيزات غاز حمض الهيدروفلوريك منخفضة، فإنه يمكن أن يسبب تهيجًا في العيون والجلد والأنف ； يمكن أن يشكل تركيزه العالي خطرًا على الحياة. 　　أصحاب براءات الاختراع لعملية ألكيلة حمض الهيدروفلوريك: UOP وPHILLIPS (شركة كونوكوفيلبس). أكبر مشاكل عملية ألكيلة حمض الهيدروفلوريك تتمثل في قابلية تطاير محفزات حمض الهيدروفلوريك، بالإضافة إلى خصائصه المسببة للتآكل والسمية. ولذلك، فقد حظرت الهيئات البيئية الأمريكية استخدام هذه المادة، ونتيجة لذلك، لم يعد يتم استخدام طريقة حمض الهيدروفلوريك في محطات الألكيلة التي تم بناؤها خلال الـ20 عامًا الماضية. 　　2) تقنية ألكلة الكبريتيك
على الرغم من وجود مشاكل مثل معالجة الحمض الناتج وتآكل المعدات في تقنية ألكلة الكبريتيك، إلا أنه نظرًا للاهتمام المتزايد بإنتاج الزيوت الألكيلية، فإنه يتم تحسين هذه التقنية باستمرار إلى جانب تطوير تقنيات جديدة. تشمل الشركات الرائدة حاليًا في مجال براءات اختراع عملية الألكيلة باستخدام حمض الكبريتيك شركتي دوبونت ولوموس، حيث تتصدر شركة دوبونت المرتبة الأولى عالميًا من حيث قدرتها على إجراء عملية الألكيلة باستخدام هذه التقنية. تمتلك دوبونت تقنية الألكيلة باستخدام حمض الكبريتيك (STRATCO) بالإضافة إلى تقنية إعادة تدوير الحمض المستخدم (MECS)، وتشكل حصتها في سوق الألكيلة باستخدام حمض الكبريتيك العالمي نحو 80%. من الأمثلة على استخدام تقنية دوبونت في الصين، مصفاة هويتشو التابعة لشركة سينوبك (بطاقة إنتاج 160 ألف طن سنويًا، بدأت العمل في عام 2009)، كما يوجد ثلاث وحدات أخرى في الصين من المخطط أن تبدأ العمل في عام 2016. 　　لقد تم استخدام تقنية CDAlky الخاصة بإنتاج الكبريتيك على نطاق واسع في الصين في السنوات الأخيرة، ومن بين المنشآت التي بدأت أو ستبدأ العمل باستخدام هذه التقنية: شركة شاندونغ شينتشي (200 ألف طن سنويًا، بدأت العمل في مايو 2013)، وشركة شاندونغ هاييويه (600 ألف طن سنويًا، بدأت العمل في يوليو 2014)، وشركة قوانغشي تشينزهو تيانهنغ للبتروكيماويات (200 ألف طن سنويًا، بدأت العمل في أبريل 2014)، وشركة يونتيانهوا (240 ألف طن سنويًا، بدأت العمل في عام 2016). 　　نظرًا لأن أكبر مشكلة في ألكلة حمض الكبريتيك هي معالجة الحمض النفايات، فمن الضروري بناء وحدة إعادة تدوير الحمض النفايات بالتزامن مع وحدة الألكلة؛ مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في تكاليف الاستثمار والتشغيل مقارنة بألكلة حمض الهيدروفلوريك. 　　2. تقنيات الألكيلة البديلة: على الرغم من الجهود المستمرة التي يبذلها الباحثون لتحسين عمليات الألكيلة باستخدام حمض الهيدروفلوريك وحمض الكبريتيك، إلا أنهم لم يتمكنوا من حل المشاكل الأساسية المرتبطة بهذه العمليات، مثل ارتفاع تكلفة التنفيذ، واستهلاك كميات كبيرة من الأحماض، بالإضافة إلى خصائصها المؤذية التي قد تتسبب في تلوث البيئة. لذلك، يتم تطوير تقنيات ألكلة بديلة نظيفة وآمنة بنشاط في الداخل والخارج، حيث كان التقدم المحرز في تقنية الألكلة بالأحماض الصلبة وتقنية الألكلة بالسوائل الأيونية هو الأبرز. 　　١) تقنية ألكيلة الأحماض الصلبة: على الرغم من أن تقنيات ألكيلة الأحماض السائلة التقليدية أصبحت متطورة للغاية، إلا أن تأثيراتها على السلامة والبيئة دفعت إلى تطوير تقنيات أكثر أمانًا وصديقة للبيئة. 　　مقارنةً بتقنية الأحماض السائلة، فإن ظروف تفاعل ألكيلة الأحماض الصلبة أكثر ملاءمة، كما أن إعادة تشغيل هذه الأحماض سهلة. وبعد حل مشكلة تراكب الأوليفينات في عملية ألكيلة الأحماض الصلبة، يمكن لخصائص البنزين المُنتج باستخدام الأحماض الصلبة أن تكون مماثلة لخصائص البنزين المُنتج باستخدام الأحماض السائلة ； في الوقت نفسه، لا يمتلك الأحماض الصلبة خصائص التآكل والمخاطر المحتملة التي تمتلكها الأحماض السائلة، كما أنه لا توجد متطلبات خاصة بشأن نوع المواد المستخدمة في التجهيزات، مما يجعل عملية استخدامه آمنة للغاية ； لا توجد مشاكل سلبية ناتجة عن معالجة الأحماض الزائدة من الناحية البيئية، ولذلك تعمل العديد من الشركات النفطية الكبرى والمؤسسات البحثية في العالم على تطوير محفزات صلبة. من بين التقنيات المعروفة، هناك تقنية AlkyClean التابعة لشركة LUMMUS، وتقنيات Alkylene وInalk التابعة لشركة UOP، بالإضافة إلى تقنية FBA التابعة لشركة TOPSOE. كما طورت المؤسسات البحثية في الصين محفزات حمضية صلبة قائمة على الألكيلات، وتم إجراء تجارب صناعية لهذه التقنيات في مصانع شانغهاي جاوكياو للبتروكيماويات ومصانع بكين يانشان للبتروكيماويات خلال العامين الماضيين. وقد تمت الموافقة على هذه التقنية من قبل الهيئات الصينية المختصة بالبتروكيماويات. 　　يوجد نموذج تجريبي لعملية AlkyClean الخاصة بشركة رومس في مصفاة فورتوم في فنلندا. في فبراير 2015، بدأ تشغيل أول مجمع لتحويل الأحماض الصلبة بطاقة 100 ألف طن سنويًا التابع لشركة رومز، وذلك في مجموعة هويفنغ للبتروكيماويات في مدينة زيبو بمقاطعة شاندونغ. 　　على الرغم من التقدم المحرز في تقنية ألكيلة الأحماض الصلبة، إلا أنه لا يزال هناك عوائق تحول دون استبدال تقنية الأحماض الصلبة بشكل كامل بتقنية الأحماض السائلة التقليدية. ومن بين هذه العوائق، يُعد مشكلة تثبيط العوامل المساعدة أو إعادة تنشيطها أكبر عائق يصعب التغلب عليه. كما يلزم أيضًا حل مجموعة من المشكلات مثل قابلية المواد الخام للاستخدام، وكفاءة تشغيل الأجهزة، والنشاط التفاعلي العالي والانتقائية لمحفزات الأحماض الصلبة. 　　2) تقنية الألكلة باستخدام السوائل الأيونية
لقد حظيت السوائل الأيونية باهتمام واسع في السنوات الأخيرة، نظرًا لأنها تجمع بين مواقع التفاعل النشطة بكثافة العالية للأحماض السائلة وعدم تطاير الأحماض الصلبة. في الماضي، حدّ ضعف الانتقائية وانخفاض العائد من استخدام محفزات السوائل الأيونية في إنتاج الزيوت المアルキلة. في الآونة الأخيرة، هناك العديد من الأبحاث التي تركز على تقنية ألكيلة السوائل الأيونية. قامت شركات ومؤسسات مثل شيفرون وشل وجامعة الصين للبترول بأعمال بحثية كثيرة في هذا المجال. 　　في تقنية ألكيلة السوائل الأيونية، يتم استخدام السوائل الأيونية كمذيب ومحفز، وقد أظهرت هذه التقنية أداءً محفزيًا أفضل من حمض الكبريتيك وحمض الهيدروفلوريك. أظهرت محفزات السوائل الأيونية المركبة التي تم تطويرها في السنوات الأخيرة إمكانات هائلة في إنتاج الألكلة. 　　تُعد شركة البترول الصينية هي الشركة الوحيدة حاليًا التي تطبق تقنية ألكيلة السوائل الأيونية على نطاق صناعي، وقد تم تطوير هذه التقنية في المختبر المتخصص في الزيوت الثقيلة التابع لجامعة البترول الصينية. وفي 29 سبتمبر 2013، بدأ تشغيل مصنع لإنتاج السوائل الأيونية المستخدمة في عملية ألكيلة الكربونات رباعية الهيدروجين بطاقة 120 ألف طن سنويًا، وذلك في شركة شاندونغ دييانغ للكيماويات المحدودة. لقد ساعد التطبيق الناجح لتقنية الألكيلة باستخدام السوائل الأيونية في التغلب على العديد من عيوب عمليات الألكيلة باستخدام حمض الكبريتيك المركز وحمض الهيدروفلوريك التقليدية، مما وفر حلاً جديداً لتحسين جودة البنزين التجاري في بلادنا. 　　سابعاً: آفاق صناعة الألكيلة في بلادنا
في ظل الاقتصاد السوقي، تتجه الموارد عادةً نحو المجالات التي تحقق عوائد أعلى. مع تزايد جهود إدارة البيئة في بلادنا وتحسين جودة المنتجات البترولية بشكل مستمر، أصبح البنزين المعدل كمادة خام مثالية لتحسين جودة الوقود يحظى باهتمام كبير. يتمتع البنزين المُعالج بالألكيلات بمزايا مثل ارتفاع قيمة الأوكتان، وانخفاض محتوى الكبريت، وعدم وجود الأوليفينات والأروماتيكات، بالإضافة إلى معدل استخلاص عالٍ وفوائد اقتصادية كبيرة، مما جعله المادة الأساسية المفضلة لإنتاج البنزين عالي الجودة، وسرعان ما سيطر على سوق المعالجة المتقدمة في صناعة تكرير النفط المحلية. 　　في عام 2013، شهدت الصين زيادة كبيرة في استخدام أجهزة الألكيلة، حيث ارتفع الإنتاج بنسبة 370% مقارنة بالعام السابق، واستمر هذا النمو المرتفع بعد ذلك. في الوقت الحالي، تجاوز الإنتاج الإجمالي لمنشآت التألكيل في البلاد 14 مليون طن سنويًا. منذ بداية هذا العام، انخفض معدل نمو قدرات التكسير الألكيلي في بلادنا بشكل تدريجي إلى أقل من 10%، فهل يعني ذلك انتهاء عصر التوسع السريع لمنشآت التكسير الألكيلي؟ 　　الأسباب الرئيسية التي أدت إلى تباطؤ وتيرة زيادة القدرة الإنتاجية للمركبات الألكيلية هذا العام هي كالتالي: أولاً، بدءًا من النصف الثاني من عام 2014، أدى انخفاض أسعار النفط إلى دخول سوق السلع الأساسية العالمية في مرحلة هبوط، حيث انخفضت أسعار السلع شهرًا بعد شهر، وبحلول ديسمبر 2015، كان مؤشر أسعار السلع الأساسية الرئيسية في العالم أقل من مستوياته في فترة الأزمة المالية العالمية عام 2008، ووصل إلى أدنى مستوياته منذ 11 عامًا، وكان انخفاض أسعار المنتجات الطاقية مثل النفط واضحًا بشكل خاص. انتشرت حالة التخوف في السوق، مما أدى إلى انخفاض حاد في أسعار الزيوت المألكيلة، وبالتالي تقلص هامش الربح لدى المصانع. ثانيًا، أدى البناء المكثف لمنشآت الألكيلة في السنوات الأخيرة إلى حالة من عدم كفاية العرض لمواكبة الطلب، مما أدى إلى سوق يهيمن عليه المشترون، وبالتالي تراجع قوة التفاوض لدى الصناعة بشكل عام. ثانيًا، المواد الخام اللازمة لأجهزة الألكيلة بسيطة نسبيًا، وغالبًا ما تواجه هذه الأجهزة مشكلة نقص المواد الخام، حيث يكون هناك نقص في كربونات الرتبة الرابعة، وهو ما يشكل عائقًا أمام زيادة القدرة الإنتاجية لأجهزة الألكيلة في البلاد. 　　تجدر الإشارة إلى أنه، على الرغم من أن بلادنا تولي اهتمامًا كبيرًا لقضايا حماية البيئة وتعمل على تحسين جودة المواد البترولية بسرعة، مما خلق فرصًا كبيرة لتطوير صناعة الزيوت المعدلة كيميائيًا، وعلى الرغم من تشديد الرقابة على إنشاء مثل هذه المنشآت، إلا أن معظم المنشآت الحالية في بلادنا تستخدم حمض الهيدروفلوريك وحمض الكبريتيك كمحفزات، وهو ما لا يصب في مصلحة البيئة. كما أن بعض هذه المنشآت تسبب مشاكل بيئية كبيرة، ويتم التخلص بسرعة من المنشآت ذات القدرة الإنتاجية المنخفضة والتقنيات القديمة. وهكذا يظهر حلقة مفرغة؛ فإن البنزين المعالج بالألكيلات يخلق فرصًا في السوق من خلال تحسين جودة البيئة، لكن معظم مصانع تصنيع هذا البنزين تسبب مشاكل تلوث بيئي. 　　في الوقت الحالي، على الرغم من أن توسع قدرات التكلير الألكيلي يواجه عوائق مثل انخفاض مستوى أسعار المنتجات النهائية، ونقص إمدادات المواد الخام، بالإضافة إلى الحاجة إلى تطوير التقنيات، إلا أن التوقعات بشأن الطلب لا تزال إيجابية في ظل الاتجاه العام نحو تحسين جودة المنتجات البترولية في بلادنا. مع تحسن استهلاك السيارات وارتفاع مواصفات البنزين، سيستمر الطلب على المركبات الألكيلية في النمو، مما سيدفع بدوره إلى نمو الصناعة بشكل عام. 　　مع عدم أخذ التغيرات الكبيرة في التكنولوجيا في الاعتبار، من المتوقع أن يصل الطلب على البنزين في بلادنا إلى 120 مليون طن في عام 2016، بينما سيصل الطلب على الزيوت المعدلة كيميائيًا إلى 5.4 مليون طن. وبالتالي، سينخفض الفارق في الطلب إلى حوالي 200 ألف طن فقط. وسيقل الوفرة في الزيوت المعدلة كيميائيًا، مما يقلل من الحاجة إلى المنافسة على الأسعار بين الشركات. كما ستزداد قدرة صناعة الزيوت المعدلة كيميائيًا على التفاوض، وبالتالي سترتفع الأرباح. اعتبارًا من 1 يناير 2017، سيتم تطبيق معيار البنزين "الوطني 5" في جميع أنحاء البلاد. ومن المتوقع أن يبلغ الطلب المحلي على البنزين في عام 2017 حوالي 129 مليون طن، بينما يصل الطلب على الزيت الألكيلي إلى 7.74 مليون طن. وفي ذلك الوقت، ستظهر فجوة في العرض تزيد عن 600 ألف طن، مما يجعل الشركات تميل إلى زيادة الإنتاج مع رفع الأسعار، وهو ما سيساهم في ارتفاع أسعار الزيت الألكيلي. سيتم تطبيق معيار البنزين من الفئة “الوطني 6” على مستوى البلاد ابتداءً من عام 2019. ومن المتوقع أن يصل الطلب على البنزين في بلادنا إلى 145 مليون طن، بينما سيصل الطلب على الزيوت الألكيلية إلى ما بين 11.6 مليون طن و14.5 مليون طن. ومن المتوقع أن يزداد العجز في العرض في السوق إلى أكثر من 3 ملايين طن. مع التنفيذ التدريجي لتحسين جودة المنتجات البترولية، من المتوقع أن يتغير توازن العرض والطلب، كما أن سوق الألكيلة يحمل إمكانات هائلة، ولا تزال القدرات الإنتاجية في حالة نمو مستمر. 　　ومع ذلك، وبالنظر إلى متوسط معدلات تشغيل أجهزة الألكيلة في عام 2015 والنصف الأول من عام 2016، والتي كانت تتراوح بين 40% و55%， فإن التوسع العشوائي لا يخدم مصالح الشركات، كما أنه ينطوي على مخاطر كبيرة. من واقع آلية سوق الألكلة الحالية، فإن زيادة الطلب ستساعد في رفع أسعار الألكلة من مستوياتها المنخفضة، ولكنها بالتأكيد ستؤدي إلى ارتفاع أسعار مادة الكربون الرباعي الخام. وفي ظل استمرار ارتفاع أسعار الألكلة دون أن تشهد أرباح الشركات تحسناً ملحوظاً، فلن يزداد حماس المصنعين لبدء التشغيل أو توسيع طاقاتهم الإنتاجية بشكل ملحوظ. 　　مع التوقعات الإيجابية في مجال الطلب، سيتحول تركيز تطور صناعة الألكيلة في المراحل اللاحقة نحو الابتكار التقني وخفض التكاليف وزيادة الكفاءة. إن التوسع في التقنيات البديلة الأكثر صديقة للبيئة للألكلة (تقنية الألكلة بالكبريتيك الصلب، وتقنية الألكلة بالسوائل الأيونية) سيكون اتجاهًا حتميًا لتحسين جودة تطور صناعة الألكلة في بلادنا. وستكون الشركات التي تمتلك موارد الكربون رقم 4 أكثر حماسًا لإنشاء قدرات إنتاجية جديدة، وتزويدها بمعدات الألكيلة، من أجل تحسين سلسلة صناعة التكرير الخاصة بها. ومن ناحية أخرى، ستميل شركات المعالجة المتقدمة للكربون رباعي الهيدروجين إلى تعزيز قنوات الشراء الحالية وفتح قنوات جديدة للشراء، بالإضافة إلى تحسين وتطوير المنشآت القائمة لديها.