Alkylierung von Ionenflüssigkeiten

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Die Shandong Deyang Chemical Co., Ltd. verfügt über eine Anlage zur Herstellung von Alkylierstoffen mit einer Jahreskapazität von 120.000 Tonnen. Die Inbetriebnahme dieser Anlage fand Ende Juli 2013 statt. Sollten die Testläufe erfolgreich verlaufen, kann ab August Alkylieröl (industrielles Isooctan) sowie n-Butan in den Markt gebracht werden. Laut früheren Berichten verwendet die Alkylierungsanlage von Deyang Chemical die neue Technologie der katalytischen Alkylierung von C4-Kohlenwasserstoffen mit Ionentflüssigungen. Es handelt sich dabei um das erste Unternehmen im Inland, das diese Ionentflüssigungs-Technologie in der praktischen Produktion einsetzt. Derzeit führen die Chinesische Universität für Ölwissenschaften, die Peking-Universität, die Beijing University of Chemical Technology, die University of Cincinnati in den USA, die University of Southern California in den USA, das französische Institut für Ölforschung sowie das Unternehmen Chevron entsprechende Forschungen durch – wobei sich diese hauptsächlich auf chloraluminiatische Ionenflüssigkeiten konzentrieren. Für die Herstellung von Alkanen in Deyang wird die Technologie der China University of Petroleum verwendet. Diese Technologie wurde bereits in einer Alkylierungsanlage mit einer Kapazität von 65.000 Tonnen pro Jahr in Lanzhou getestet – doch die Ergebnisse waren nicht zufriedenstellend. Nach Erkundigungen liegt der Hauptgrund für das Scheitern in der Auswahl des Trenners. Der Katalysator, der in den Alkylierungsanlagen von Lanzhou Petrochemical verwendet wird, ist Schwefelsäure. Als Reaktoren kommen traditionelle horizontale Schraubenverdichter-Reaktoren zum Einsatz. In der Destillations- und Reinigungsanlage wird die Trennung der Reaktionsprodukte vom Schwefelsäurekatalysator mithilfe des Unterschieds in der Dichte erfolgen – dabei werden die Stoffe in Sedimentationsbehältern getrennt. Diese Methode eignet sich jedoch nicht für den Alkylierungsprozess mit ionischen Flüssigkeiten. Das Gewicht der ionischen Flüssigkeitskatalysatoren unterscheidet sich kaum vom Gewicht der Reaktionsprodukte, wodurch die Trennung im Sedimentationsbehälter sehr schlecht ist. Die Ionenlösung wird von den Reaktionsprodukten in die nachfolgenden Prozesseinheiten transportiert. In den anschließenden Schritten finden eine alkalische sowie eine wässrige Reinigung statt. Der Ionenlösungskatalysator härrt beim Kontakt mit Wasser aus und verstopft somit die Leitungen. Daher war der Fehler bei der Auswahl des Trenners die Hauptursache für das Scheitern der industriellen Skalierungsversuche. Anschließend führte die Chinesische Universität für Ölwissenschaften kontinuierliche Anpassungen und Verbesserungen bei der Ionenflüssigkeitstechnologie durch, wodurch sie heute bereits ausgereift ist. DeYang Chemical verwendet mehrere vertikale Reaktoren in Reihe. Als Trennvorrichtung wird eine Schwebetrennvorrichtung eingesetzt, um die Ionenlösung vollständig von den Produkten zu trennen. Dadurch wird das Risiko vermieden, dass die Ionenlösung bei Kontakt mit Wasser aushärtet. In einer Ära, in der die Verarbeitung von Butanen stetig weiterentwickelt wird, haben Alkylierungsanlagen an Stelle von Aromatisierungsanlagen eine zentrale Rolle bei der weiteren Verarbeitung von Butanen übernommen. Laut den Statistiken von Zhuochuang liegt die aktuelle Produktionskapazität bereits bei fast zehn Millionen Tonnen. Nur in Deyang wird die Technologie der ionischen Flüssigkeiten eingesetzt. „Bevor wir mit der Alkylierung nach Schwefelsäuremethode begannen, haben wir die Technologie der ionischen Flüssigkeiten untersucht. Der Hauptgrund für unsere Ablehnung war der Verschleiß des Katalysators.“ ”Ein Techniker einer Alkylierungsanlage in Hubei teilte Zhuochuang mit. Die für die Alkylierungstechnologie bei der China University of Petroleum verwendeten Ionenflüssigkeiten sind Chloraluminat-basierte Ionenflüssigkeiten. „Bei der Untersuchung dieser Ionenflüssigkeitstechnologie im Jahr 2010 gaben die Labore an, dass für die Herstellung von 1 Tonne alkylierter Öle 10 Kilogramm Katalysator benötigt werden. Der Preis lag damals bei 60.000 Yuan pro Tonne“, so der Techniker. Chemietechniker aus Deyang gaben an, dass durch kontinuierliche Verbesserungen der Verlust des aktuellen Ionenflüssigkeitskatalysators erheblich gesunken sei, nannten jedoch keine konkreten Werte. DeYang Chemical startete Ende Juli mit den Testläufen – mit deutlichen Vorteilen. Zunächst wurden die Preise für verarbeitete Öle im Inland erhöht; der Verkaufspreis für alkylierte Öle stieg im Vergleich zur ersten Hälfte des Monats um 200 Yuan pro Tonne ； Zweitens: Durch die kontinuierliche Vorbereitung der Materialien zuvor sind die Preise für Tetrahydrocarbone damals im Vergleich zu heute relativ niedrig gewesen ； Erneut steigt durch die kontinuierlichen Bemühungen der früher in Produktion tretenden Hersteller die Akzeptanz von Alkylierölen auf dem Markt für Ölmischungen, wodurch der Verkaufsdruck abnimmt. Shandong Deyang Co., Ltd. wurde im März 2011 gegründet und befindet sich im Wirtschaftsentwicklungsgebiet Dongying Port in der Stadt Dongying. Das Unternehmen wurde von Shandong Zhengshun Wheel Co., Ltd. finanziert und gegründet. Derzeit werden Investitionen in ein Projekt zur Herstellung von 100.000 Tonnen Methylacetal pro Jahr sowie in ein Projekt zur Herstellung von 120.000 Tonnen Alkylierprodukte pro Jahr getätigt.