【اخبار شیمیایی - آلکیلاسیون】پیشرفت‌های جدید در فناوری آلکیلاسیون در سال‌های اخیر

Thread Content

آخرین بار، این پست توسط «کارگر۱۹۸۵» در تاریخ ۹-۶-۲۰۱۶ ساعت ۰۸:۰۱ ویرایش شد. بنا بر گزارش مجله آمریکایی «مهندسی شیمی» در ماه مه ۲۰۱۶، آلکیلاسیون یکی از فناوری‌های مهم در صنعت رفیناسیون است؛ در این فرآیند، اولفین‌های کم‌کربن با ایزوبوتان واکنش داده تا ایزومرهای تری‌متیلپنتان، یعنی روغن آلکیله‌شده، تولید شود. این روغن می‌تواند به عنوان جزءی برای تهیه بنزین پاک استفاده شود. روغن آلکیله‌شده یک جزء با کیفیت برای بنزین است؛ دارای اکتان بالا، فشار بخار پایین، مقدار کمی گوگرد و فاقد هیدروکربن‌های آروماتیک می‌باشد. تقاضا برای روغن‌های آلکیله‌شده در حال افزایش است؛ دلایل اصلی آن عبارتند از: نیاز به بنزین بیشتر در اثر رشد اقتصادی، اعمال استانداردهای سختگیرانه‌تر برای بنزین، الزامات مربوط به کاهش میزان ترکیبات با اکتان بالا مانند آروماتیک‌ها و اولفین‌ها در بنزین، و همچنین نیاز به موتورهای با عملکرد بالا. محدودیت‌های سختگیرانه بر میزان گوگرد در بنزین، نیاز به فرآیندهای هیدروژناسیون سختگیرانه‌تری را ایجاد می‌کند که منجر به کاهش اکتان‌سن بنزین می‌شود. روغن آلکیله‌شده، یک جزء ترکیبی با اکتان بالا و گوگرد کم است که می‌تواند اکتان بنزین نهایی را افزایش دهد. عامل دیگر، در دسترس بودن بوتان ارزان‌قیمت در معادن شیست آمریکا است که می‌تواند مقدار زیادی ماده خام ارزان برای فرآیند آلکیلاسیون فراهم کند. پیشرفت‌های فناوری آلکیلاسیون با کاتالیزورهای اسید جامد، در چند ماه گذشته مشاهده شده است؛ کاتالیزورهای اسید جامدی که سال‌ها در حال توسعه بوده‌اند، اکنون قادر به جایگزینی کاتالیزورهای اسیدهای مایع مضر و خورنده (اسید هیدروفلوئوریک و اسید سولفوریک) شده‌اند. در کنفرانس AFPM امسال، شرکت CB&I پیشرفت‌های مربوط به اولین دستگاه آلکیلاسیون با کاتالیزورهای اسید جامد در مقیاس صنعتی را معرفی کرد؛ این دستگاه در شرکت «زیبو هایی فینو کیمیکال»، یکی از زیرمجموعه‌های شرکت «هویفنگ پتروشیمی» در استان شاندونگ، چین ساخته شده و در ماه اوت سال ۲۰۱۵ راه‌اندازی گردید. این تجهیزات از فناوری AlkyClean را که توسط CB&I، یابو و شرکت فنلاندی Neste به صورت مشترک توسعه داده شده است، استفاده می‌کند؛ ظرفیت تولید روغن آلکیله‌شده در آن ۲۷۰۰ بشکه در روز (۱۰۰ هزار تن در سال) است. شرکت CB&I اعلام کرده است که تاکنون، تمام ویژگی‌های این دستگاه که در شاندونگ ساخته شده، به استانداردهای مورد انتظار رسیده‌اند. از زمان ورود به مدار تولید، کیفیت محصولات روغن آلکیله‌شده به خوبی اثبات شده است؛ مقدار اکتان‌سنجی روشی آن بین ۹۶ تا ۹۸ است که به طور قابل توجهی بالاتر از مقدار اکتان‌سنجی روشی روغن‌های آلکیله‌شده معمولی است. مطالعه اندیس اتانول، یک شاخص مهم برای ارزیابی کاربرد روغن‌های آلکیله‌شده به عنوان اجزای ترکیب‌کننده بنزین است. فناوری AlkyClean از کاتالیست AlkyStar توسعه‌ی شرکت Avon استفاده می‌کند؛ کاتالیستی از نوع زیولیت با بستر ثابت که مقاوم و بادوام است. این کاتالیزور، در ترکیب با فرآیند راکتوری نوآورانه شرکت CB&I، امکان تولید محصولات روغن آلکیله‌شده با کیفیت بالا را بدون نیاز به کاتالیزور اسیدی مایع، فراهم می‌کند و این فرآیند را ایمن‌تر و قابل اعتمادتر می‌سازد. از آنجایی که نیازی به فرآیندهای پس‌پردازشی نیست و هیچ پسماند روغنی حل‌شونده در اسید وجود ندارد، این روش یک تکنولوژی بسیار مؤثر برای تولید روغن‌های آلکیلی است. شرکت KBR در ماه فوریه امسال اعلام کرد که اولین قرارداد انتقال فناوری برای تکنولوژی آلکیلاسیون اسیدهای جامد K-SAAT این شرکت منعقد شده است. شرکتی که قرارداد را با شرکت KBR منعقد کرده، شرکت صنایع شیمیایی دونگ‌یینگ هایکه‌رولین است که تأسیسات تولیدی را در شهر دونگ‌یینگ ساخت می‌کند. شرکت KBR فناوری‌های پتنت‌شده، طراحی فرآیندهای پایه، تجهیزات کلیدی و کاتالیست‌ها را ارائه می‌دهد. پیش‌بینی می‌شود که این دستگاه در سه‌ماهه اول سال ۲۰۱۷ وارد بهره‌برداری شود. ویژگی فرآیند K-SAAT، استفاده از یک کاتالیزور اسید خشک به نام ExSact است. این یک کاتالیزور زئولیتی بهبود یافته است که امروزه به صورت تجاری در دسترس است و در مقایسه با کاتالیزورهای اسیدی مایع، خطرات کمتری برای سلامت انسان و محیط زیست دارد. این مزیت و هزینه کم سرمایه‌گذاری ساخت، عوامل اصلی‌ای هستند که تصمیم شرکت هایکو را برای استفاده از فرآیند K-SAAT به جای فناوری آلکیلاسیون سولفوریک اسید معمولی، تحت تأثیر قرار داده‌اند. گائوتام کریشنایا، مدیر فناوری فرآیندهای کاتالیزی شکستن و آلکیلاسیون در شرکت KBR، می‌گوید هزینه‌های عملیاتی دستگاه‌های آلکیلاسیون با کاتالیست‌های اسیدی جامد نیز کمتر است؛ زیرا هزینه‌های تعمیرات دستگاه‌های K-SAAT کمتر بوده و نیازی به سیستم‌های خنک‌کننده در دستگاه‌های آلکیلاسیون با اسید سولفوریک نیز وجود ندارد. علاوه بر این، نیازی به بازسازی اسید مایع و تصفیه پسماندهای جامد (خنثی‌سازی اسید و باز) نیست. KBR این فناوری شیمی سبز را با همکاری Exelus توسعه داده است و اکنون شرکت KBR تنها صاحب مجوز کاتالیست ExSact متعلق به شرکت Exelus است. فرآیند K-SAAT از دو راکتور استفاده می‌کند؛ یکی برای فرآیند آلکیلاسیون و دیگری برای بازسازی یا به عنوان راکتور ذخیره. از هیدروژن برای بازسازی کامل کاتالیست استفاده می‌شود؛ در این فرآیند، کک نرم (انواع هیدروکربن‌های ناساتوره) و آلاینده‌های متصل به کاتالیست، حذف و خارج می‌شوند. کاتالیزور ExSact که با موفقیت توسعه یافته است، از نظر‌های متعددی برتر از کاتالیزورهای اسید مایع و سایر کاتالیزورهای اسید جامد است. برای افزایش انتخاب‌پذیری محصول، هم مراکز اسیدی کاتالیزور و هم ساختار منافذ آن بهینه‌سازی شده‌اند. دوره عملکرد آلکیلاسیون با کاتالیزور ExSact، در مقایسه با سایر کاتالیزورهای اسیدی جامد، کمی طولانی‌تر است ； انعطاف‌پذیری در منشأ مواد خام و ترکیبات آن‌ها (اتیلن، پروپیلن، بوتیلن و ایزوپنتن همگی می‌توانند به عنوان الکن‌ها استفاده شوند) بسیار زیاد است. برخلاف آن، فرآیند آلکیلاسیون اسیدهای مایع نمی‌تواند با استفاده از اتیلن انجام شود، زیرا استفاده از اتیلن منجر به تشکیل استرهای پایدار می‌گردد. علاوه بر این، فرآیند اسیدهای جامد شرکت KBR توانایی خوبی در مقابله با آلاینده‌های موجود در مواد خام (مانند رطوبت، گوگرد، دی‌الن‌ها، ترکیبات اکسیژن‌دار و نیترایدها) دارد. پیشرفت‌های فناوری آلکیلاسیون با کاتالیزورهای سولفوریک؛ ظهور روش‌های آلکیلاسیون با اسیدهای جامد در مقیاس صنعتی، دیگر نتوانسته است از کاربردهای نوآورانه دستگاه‌های آلکیلاسیون با کاتالیزورهای اسیدی مایع جلوگیری کند. شرکت دوپونت، فناوری آلکیل‌سازی سولفوریک اسید خود را برای برخی مواد خام منحصربه‌فرد به کار می‌برد. در ماه مارس امسال، شرکت دوپونت اعلام کرد که قراردادی با یک کارخانه فرآوری در چین منعقد کرده است تا یک دستگاه آلکیلاسیون را که از بوتیلن ۱۰۰٪ به عنوان ماده خام استفاده می‌کند، در اختیار آن کارخانه قرار دهد. جینی برانزارو، مدیر فروش جهانی فناوری‌های تمیزکاری در شرکت دوپونت، می‌گوید که پایه‌های شیمیایی حوزه جدید آلکیلاسیون در این شرکت مدت‌هاست وجود دارد؛ شرایط اقتصادی کنونی نیز برای تولید روغن‌های آلکیلاته با استفاده از بوتان، یا همان فناوری «آلکیلاسیون اختصاصی»، مساعد است. این فرآیند فرزکاری منحصربه‌فرد، پیش از این از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نبود. برانزارو می‌گوید که بسیاری از شرکت‌ها می‌توانند بوتان با ارزش پایین را به قیمت ارزان در بازار عمومی تهیه کنند؛ سپس آن را در دستگاه‌های دهیدروژناسیون تبدیل به ایزوبوتیلن کنند و در نهایت ایزوبوتیلن را برای تولید روغن‌های آلکیله‌شده با ارزش بالاتر، وارد دستگاه‌های آلکیلاسیون کنند. اما فناوری دوپونت تنها محدود به بوتان نمی‌شود و می‌تواند از آکریلن با غلظت بالا و پنتن ۱۰۰٪ نیز پردازش کند. شرکت پتروشیمی هنگلی در دالیان، چین، قراردادی با شرکت دوپونت برای ارائه فناوری آلکیلاسیون و بازیابی اسیدهای فرآوری‌شده (SAR) منعقد کرده است تا تجهیزات تولیدی را در کارخانه جدیدی که در منطقه صنعتی بندر چانگشینگدائو ساخته می‌شود، نصب کند. در حال حاضر، شرکت هنگلی پتروشیمی قصد دارد در سال ۲۰۱۸ ساخت آن را آغاز کند و انتظار می‌رود که تولید در سال ۲۰۱۹ آغاز شود. شرکت دوپونت از فناوری‌های آلکیلاسیون Stratco و بازسازی اسیدهای باقی‌مانده MECS خود استفاده خواهد کرد. استفاده از فناوری شرکت دوپونت در واحدهای تولید یکپارچه پالایش و تبدیل، به شرکت هنگلی امکان می‌دهد تا با استفاده از مواد خام ۱۰۰٪ آیزوبوتیل، محصولات روغن آلکیله‌شده با کیفیت بالا تولید کند. کوین بوکوینکل، مدیر تجارت جهانی فناوری Stratco در شرکت دوپونت، گفت: «تجهیزات شرکت هنگلی از مواد خام منحصربه‌فردی برخوردارند که نشان‌دهنده آغاز یک عصر جدید برای روغن‌های آلکیله‌شده در بازار بنزین است؛ زیرا تعداد تجهیزاتی که برای تولید روغن‌های آلکیله‌شده از بوتان استفاده می‌کنند، در سراسر جهان در حال افزایش است.» دستگاه آلکیلاسیون شرکت هنگلی، از فناوری پتنت‌شده XP2 شرکت دوپونت در راکتور تماس Stratco استفاده خواهد کرد. بوکوینکل می‌گوید، طراحی فناوری XP2 امکان استفاده بسیار کارآمد از سطوح انتقال حرارت مجموعه لوله‌ها را فراهم می‌کند و از طریق مزایای قابل توجه فرآیندی، کیفیت محصولات روغن آلکیله شده را بهبود می‌بخشد.