Bài viết chất lượng cao‖Kiến thức cơ bản và triển vọng phát triển của dòng hóa chất alkyl hóa, rất đáng được lưu trữ!

Thread Content

Bài viết chất lượng cao‖Kiến thức cơ bản và triển vọng phát triển của dòng hóa chất alkyl hóa, rất đáng được lưu trữ! Bài viết chất lượng cao‖Kiến thức cơ bản và triển vọng phát triển của dòng hóa chất alkyl hóa, rất đáng được lưu trữ! 1. Các cách để nâng cao chỉ số octan của xăng. 2) Công nghệ alkyl hóa chất lỏng ion. 　　Bài viết chất lượng cao‖Kiến thức cơ bản và triển vọng phát triển của dòng hóa chất alkyl hóa, rất đáng được lưu trữ! 　　 　　I. Quá trình alkyl hóa: Là quá trình đưa các nhóm alkyl vào phân tử hữu cơ thông qua các phản ứng thêm vào hoặc thay thế. Phản ứng alkyl hóa, với tư cách là một phương pháp tổng hợp quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều quy trình sản xuất hóa chất. 　　1. Giới thiệu 　　Quá trình alkyl hóa là quá trình mà trong đó nhóm alkyl được chuyển từ một phân tử này sang một phân tử khác. Là phản ứng trong đó các nhóm alkyl (metyl, ethyl, v.v.) được đưa vào phân tử hợp chất. Dưới tác động của vi sinh vật, thủy ngân trong môi trường đáy có thể bị alkyl hóa để tạo thành methyl thủy ngân hoặc dimethyl thủy ngân. Các chất alkyl hóa thường được sử dụng trong công nghiệp bao gồm olefin, halogen hóa hydrocarbon, ester axit sunfuric, v.v. Sản phẩm alkyl hóa của chì chính là các hợp chất alkyl chì; trong đó, tetraethyl chì thường được sử dụng như chất phụ gia trong xăng, có tác dụng ngăn chặn hiện tượng nổ (quy trình alkyl hóa được minh họa trong Hình 1). 　　Hình 1: Sơ đồ quy trình alkyl hóa. Trong quy trình lọc dầu tiêu chuẩn, hệ thống alkyl hóa hoạt động dưới tác động của chất xúc tác (axit sunfuric hoặc axit hydrofluoric), nhằm kết hợp các hydrocarbon có khối lượng phân tử thấp (chủ yếu là propylene và butylene) với isobutane, từ đó tạo ra các hợp chất alkyl hóa (chủ yếu gồm các hydrocarbon có cấu trúc octane cao và các hydrocarbon có nhánh). Alkyl hóa là một loại chất phụ gia dùng trong xăng, có tác dụng chống nổ và tạo ra các sản phẩm thải sạch sau khi đốt cháy. Giá trị octan của các hợp chất alkyl hóa phụ thuộc vào loại hydrocarbon khí đốt được sử dụng và các điều kiện phản ứng. 　　Phần lớn dầu thô chỉ chứa 10%-40% các hợp chất hydrocarbon có thể được sử dụng trực tiếp làm xăng. Các nhà máy luyện dầu sử dụng quy trình phân hủy để chuyển đổi các hợp chất hydrocarbon có khối lượng phân tử lớn thành các sản phẩm có khối lượng phân tử nhỏ và dễ bay hơi. Phản ứng trùng hợp chuyển đổi các hydrocarbon dạng khí, có kích thước phân tử nhỏ, thành các hydrocarbon dạng lỏng, có thể được sử dụng làm nhiên liệu xăng. Phản ứng alkyl hóa chuyển đổi các hydrocarbon khí mạch thẳng có phân tử lượng nhỏ và các hydrocarbon mạch thẳng có nhánh thành các hydrocarbon mạch thẳng có nhánh có kích thước lớn hơn và chỉ số octan cao hơn. 　　Quy trình kết hợp giữa phân hủy, tổng hợp và alkyl hóa có thể chuyển đổi 70% dầu thô thành các sản phẩm xăng. Một số quy trình chế biến cao cấp khác, chẳng hạn như phản ứng cycl hóa các hydrocarbon và quá trình dehydrogen hóa cycloalkane, có thể tạo ra các hợp chất thơm; đồng thời giúp nâng cao chỉ số octan của xăng. Quy trình lọc dầu hiện đại có thể chuyển hóa hoàn toàn dầu thô đầu vào thành các sản phẩm dùng làm nhiên liệu. 　　Trong toàn bộ quy trình luyện dầu, quá trình alkyl hóa có thể sắp xếp lại các phân tử theo nhu cầu, từ đó tăng sản lượng; đây là một bước rất quan trọng. 　　2. Loại phản ứng　Hình 2: Phương trình phản ứng　Phản ứng alkyl hóa có thể được chia thành hai loại: alkyl hóa nhiệt và alkyl hóa xúc tác. Do nhiệt độ của phản ứng alkyl hóa cao, dễ xảy ra các phản ứng phụ như thủy phân, nên trong công nghiệp người ta thường sử dụng phương pháp alkyl hóa xúc tác. Các phản ứng xúc tác alky hóa chính bao gồm: ① Quá trình alky hóa các hydrocarbon, ví dụ như sử dụng isobutylene để alky hóa isobutane, từ đó tạo ra các thành phần nhiên liệu có chỉ số octan cao ； 　　②Alky hóa các hợp chất thơm, chẳng hạn như việc sử dụng ethylene để alky hóa benzen ； 　　③Alky hóa các hợp chất phenol, chẳng hạn như việc alky hóa p-cresol bằng isobutylene. 　　Alky hóa cũng có thể chỉ việc alky hóa kim loại, đây là ví dụ điển hình nhất. 　　3. Chất xúc tác: Trong công nghiệp, quá trình alkyl hóa có thể được thực hiện theo hai phương pháp: phương pháp pha lỏng và phương pháp pha khí. Các chất xúc tác được sử dụng trong các phương pháp này là khác nhau. 　　Chất xúc tác alky hóa ở pha lỏng: Chủ yếu được sử dụng dưới dạng chất xúc tác axit; các chất xúc tác phổ biến gồm axit sunfuric và axit hydrofluoric. Quá trình alkyl hóa isobutane bằng propylene và butylene hiện nay chủ yếu sử dụng axit hydrofluoric. Đối với việc alkyl hóa benzen bằng các hydrocarbon có số nguyên tử carbon cao, hoặc bằng các ankan clorua có chuỗi C10–C18, cũng như việc alkyl hóa các phenol, thì phương pháp sử dụng axit sunfuric là phổ biến nhất. ②Các chất xúc tác của Fred-Claiford, như clorua nhôm-clorua hydro và flohua boron-florua hydro, thường được sử dụng trong các quá trình alkyl hóa benzen với ethylene, propylene cùng các hydrocarbon có số nguyên tử carbon cao, cũng như trong quá trình alkyl hóa các hợp chất phenol. 　　Chất xúc tác alky hóa ở trạng thái khí: Chủ yếu được sử dụng là các chất xúc tác axit rắn, như silicat photphoric v.v.; chúng được dùng để thực hiện phản ứng alky hóa giữa benzen với ethylene, propylene; cũng như giữa naphthalene với propylene ； ②Các chất xúc tác oxit kim loại, như alumina, hỗn hợp alumina–silica, các oxit của magiê và sắt, cùng với đất trắng hoạt tính, thường được sử dụng trong các phản ứng alkyl hóa giữa benzen với ethylene, phenol và methanol. ③Chất xúc tác dạng màng phân tử, như chất xúc tác màng phân tử loại ZSM-5, thường được sử dụng trong quá trình alkyl hóa giữa benzen và ethylene. 　　4. Điều kiện phản ứng: Quá trình alkyl hóa là một phản ứng giải phóng nhiệt; lượng nhiệt được giải phóng thường vào khoảng 80–120 kJ/mol. Do đó, việc loại bỏ lượng nhiệt này rất quan trọng. Từ góc độ nhiệt động lực học, trong một dải nhiệt độ khá rộng, phản ứng vẫn có thể diễn ra gần như hoàn toàn. Chỉ khi nhiệt độ quá cao thì mới xuất hiện các phản ứng ngược rõ rệt. Các chất xúc tác được sử dụng trong phản ứng ở trạng thái lỏng thường có độ hoạt tính cao, giúp phản ứng diễn ra ở nhiệt độ thấp (0–100°C). Việc sử dụng áp suất phù hợp nhằm duy trì trạng thái lỏng của các chất phản ứng và điều chỉnh nhiệt độ phản ứng. Để giảm sự tổng hợp của các hydrocarbon thơm và sự tạo thành các hợp chất đa alkyl, người ta thường sử dụng tỷ lệ mol giữa alkene và phenylene ở mức cao (5–14:1), cùng với thời gian lưu lại trong quá trình phản ứng ngắn hơn. Trong công nghiệp, để tận dụng hiệu quả benzen và các chất alkyl hóa, người ta thường đưa các hợp chất polyalkyl hóa trở lại bình phản ứng, để chúng xảy ra phản ứng alkyl chuyển giao với benzen, từ đó tạo ra các hợp chất monoalkylbenzen. Acetylene, các hợp chất lưu huỳnh và nước có trong nguyên liệu sẽ gây hại cho chất xúc tác, vì vậy chúng cần được loại bỏ trước. Xúc tác được sử dụng trong quá trình alkyl hóa ở trạng thái khí thường có hoạt tính khá thấp; vì vậy phản ứng cần được tiến hành ở nhiệt độ cao (150–620°C). Áp suất thường nằm trong khoảng 1,4–4,1 MPa, còn tỷ lệ mol giữa benzen và olefin là 3–20:1. Các hợp chất sunfua và nước có trong nguyên liệu dễ gây độc cho chất xúc tác, vì vậy cần loại bỏ chúng trước. 　　5. Bình phản ứng: Quá trình alkyl hóa ở pha lỏng có thể diễn ra trong các bình phản ứng dạng nằm ngang hoặc dạng tháp. Nhiệt sinh ra trong quá trình phản ứng có thể được loại bỏ nhờ các ống làm mát bên trong bình phản ứng (dạng nằm ngang), hoặc bằng phương pháp bay hơi để làm lạnh. Để đảm bảo sự trộn đều giữa các chất phản ứng và axit, cũng như kiểm soát thời gian lưu lại của chúng trong hệ thống, người ta có thể sử dụng phương pháp khuấy trộn, luân chuyển chất lỏng, lắp đặt các bức tường ngăn, hoặc sử dụng các bình phản ứng được nối tiếp với nhau. Do chất xúc tác có tính ăn mòn, buồng phản ứng cần được lót bằng vật liệu chống ăn mòn. Quá trình alkyl hóa ở trạng thái khí không gây ăn mòn thiết bị; thường sử dụng lò phản ứng loại ống với bộ lọc cố định, hoặc cũng có thể dùng lò phản ứng cách nhiệt kiểu làm mát đa tầng. 　　6. Ứng dụng trong công nghiệp: Trong ngành lọc dầu, quá trình alkyl hóa được sử dụng chủ yếu để tạo ra các thành phần cần thiết nhằm sản xuất xăng có chỉ số octan cao. Ví dụ: Isobutane được alkyl hóa bằng propylene hoặc butylene để tạo thành dầu alkyl hóa; đây chính là ứng dụng đầu tiên của quá trình alkyl hóa. Benzen được alkyl hóa bằng propylen để tạo ra isopropylbenzen. Ban đầu, chất này được sử dụng như chất pha trộn trong xăng; hiện nay, nó là nguyên liệu chính để sản xuất phenol và propylen. Hiện nay, quá trình alkyl hóa chủ yếu được sử dụng để tạo ra nhiều sản phẩm hữu cơ quan trọng. Ví dụ: Benzen được alkyl hóa bằng ethylene để tạo ra ethylbenzene; benzen cũng được alkyl hóa bằng các hydrocarbon có chuỗi carbon từ C10 đến C18 để tạo ra các hợp chất alkylbenzene có số lượng nguyên tử carbon cao, vốn là nguyên liệu dùng để sản xuất chất tẩy rửa tổng hợp. Ngoài ra, metylic isopropylbenzen – chất được tạo ra bằng cách alkyl hóa toluene với propylene – có thể được chuyển hóa thành m-cresol thông qua quá trình oxy hóa và isomer hóa ； Toluen phản ứng với ethylene để tạo ra vinyl toluene. Xylen đơn vòng có thể được chuyển hóa thành xạ hương xylen thông qua quá trình isobutyl hóa. 1,2,4-Trimethyltoluene có thể được alkyl hóa bằng methanol hoặc chloromethane, từ đó tạo ra 1,2,4,5-tetramethyltoluene. Khi phenol được alkyl hóa bằng isobutylene, sẽ tạo ra tert-butylphenol; còn khi được alkyl hóa bằng diisobutylene, thì sẽ tạo ra p-octylphenol. 　　7. Quá trình alkyl hóa hydrocarbon dầu mỏ
**Nguyên lý:** Đây là một trong các quy trình xử lý khí từ nhà máy lọc dầu. Trong quá trình này, isobutane và butene (hoặc hỗn hợp của propylene, butene, pentene) được cho phản ứng với nhau dưới tác động của chất xúc tác (axit hydrofluoric, axit sulfuric hoặc axit rắn – đây là hướng nghiên cứu nhằm tránh ô nhiễm môi trường do chất thải axit lỏng, cũng như giảm chi phí xử lý chúng). Kết quả của quá trình này là việc tạo ra các thành phần nhiên liệu có chỉ số octan cao. Sử dụng isobutane và butene làm nguyên liệu, giá trị octan của sản phẩm thu được có thể đạt 94 (xem mục về giá trị octan) ； Nếu sử dụng hỗn hợp propylen, butylen và pentylen làm nguyên liệu thì giá trị octan sẽ thấp hơn một chút. Xăng được alkyl hóa có độ nhạy cao, áp suất hơi thấp, và khả năng nhạy cảm với chì cũng tốt (việc thêm một lượng nhỏ tetraethyl lead có thể nâng đáng kể giá trị octan của xăng). Vì vậy, đây là thành phần lý tưởng để pha chế xăng dùng cho máy bay và xăng dùng cho ô tô có chỉ số octan cao. 　　Lịch sử phát triển: Trong Thế chiến thứ hai, để đáp ứng nhu cầu về xăng dùng cho ngành hàng không, kỹ thuật alkyl hóa hydrocarbon dầu mỏ đã được phát triển. Năm 1939, công ty British-Iranian Petroleum đã sử dụng axit sunfuric làm chất xúc tác để xây dựng các nhà máy sản xuất xăng có chỉ số octan cao. Năm 1942, công ty Universal Oil Products của Mỹ và công ty Phillips Petroleum lại sử dụng axit hydrofluoric làm chất xúc tác để đạt được mục đích tương tự. Trong vài thập kỷ sau chiến tranh, ngành công nghiệp này tiếp tục phát triển nhờ vào nhu cầu ngày càng tăng về xăng dùng cho xe cộ có chỉ số octan cao. Trung Quốc đã xây dựng các thiết bị alkyl hóa bằng phương pháp axit sunfuric vào những năm 60; gần đây, nước này đang xây dựng các thiết bị alkyl hóa bằng phương pháp axit hydrofluoric. 　　Quy trình công nghệ: Tùy thuộc vào loại chất xúc tác được sử dụng, có thể chia thành phương pháp alkyl hóa bằng axit hydrofluoric và phương pháp alkyl hóa bằng axit sulfuric. 　　Quy trình alkyl hóa bằng axit hydrofluoric thường bao gồm các bước như xử lý nguyên liệu, phản ứng hóa học, tách chiết và xử lý sản phẩm, tái chế axit, cũng như xử lý các chất thải phát sinh. Mục đích của việc xử lý sơ bộ chủ yếu là kiểm soát hàm lượng nước trong nguyên liệu (dưới 20ppm), nhằm tránh gây ra tình trạng ăn mòn nghiêm trọng cho thiết bị. Đồng thời, cũng cần kiểm soát chặt chẽ hàm lượng các tạp chất như lưu huỳnh, butadiene C2, C6 và các hợp chất oxy hóa khác. Do độ hòa tan của các hydrocarbon trong axit hydrofluoric khá cao, tốc độ phản ứng alkyl hóa rất nhanh; chỉ cần vài chục giây là quá trình có thể hoàn tất. Vì vậy, có thể sử dụng lò phản ứng dạng ống để tiến hành phản ứng này. Nhiệt độ phản ứng từ 20～40℃, áp suất từ 0,7～1,2MPa. Để kiềm chế các phản ứng phụ, cần phải đưa một lượng lớn isobutane trở lại vào hỗn hợp nguyên liệu phản ứng, nhằm duy trì tỷ lệ thể tích giữa isobutane và nguyên liệu hydrocarbon ở mức (8–12):1. Nhiệt phản ứng được đưa đi nhờ bộ làm mát axit. Mục đích của việc tái tạo axit chủ yếu là loại bỏ các hợp chất được tạo ra trong quá trình phản ứng cũng như lượng nước có trong nguyên liệu. Dầu có khả năng hòa tan trong axit sẽ được thoát ra từ phía dưới bộ tái tạo, giúp duy trì nồng độ axit flohydric ở mức khoảng 90%. Dầu được alkyl hóa được thoát ra từ đáy tháp phân động chính, còn isobutane trong trạng thái tuần hoàn thì được lấy ra từ các đường ống bên cạnh tháp. Nếu muốn sản xuất nhiên liệu hàng không, dầu được tạo ra từ quá trình alkyl hóa cần phải được chưng cất lại. Phần dầu alkyl hóa có tỷ trọng nhẹ sẽ được lấy ra từ đỉnh tháp chưng cất, và được sử dụng làm thành phần cấu tạo nên nhiên liệu máy bay. Khí thải hoặc chất thải chứa axit flohydric được thải ra từ hệ thống đều cần được xử lý; cuối cùng, chúng sẽ được phản ứng với canxi clorua để chuyển thành canxi flohydric – một chất không có tính độc hại. Để sản xuất 1 tấn xăng alkyl hóa, cần sử dụng khoảng 0,4–0,6 kg axit hydrofluoric. 　　Quy trình alkyl hóa bằng axit sunfuric có cơ chế tương tự như phương pháp sử dụng axit hydrofluoric. Vấn đề chính là mức tiêu thụ axit rất cao; để sản xuất 1 tấn dầu alkyl hóa, cần sử dụng 70–80 kg axit sunfuric, đồng thời tạo ra một lượng lớn axit loãng. Nếu gần đó không có nhà máy sản xuất axit sunfuric hay các cơ sở tinh chế axit, điều này sẽ gây ra ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường. 　　Alyl hóa bằng axit sunfuric 　　II. Alyl hóa bằng axit sunfuric 　　1. Tổng quan 　　Axit sunfuric được sử dụng làm chất xúc tác để thực hiện phản ứng alyl hóa các hydrocarbon. Có hai loại: loại bậc thang và loại vỏ ống. Để giữ cho phản ứng diễn ra ở nhiệt độ thấp, loại thứ nhất sử dụng việc bay hơi một phần của chính các chất phản ứng để hấp thụ nhiệt và làm giảm nhiệt độ; còn loại thứ hai thì sử dụng phương pháp làm lạnh bằng cách giãn nở dòng chất sau phản ứng. 　　Phương pháp alky hóa bằng axit sunfuric gồm hai loại: loại có cấu trúc dạng bậc thang và loại có cấu trúc dạng ống. Để giữ cho phản ứng diễn ra ở nhiệt độ thấp, phương pháp thứ nhất sử dụng việc bay hơi một phần của chính các chất phản ứng để hấp thụ nhiệt và làm giảm nhiệt độ; còn phương pháp thứ hai thì sử dụng phương pháp làm lạnh bằng cách giảm áp suất cho chất lỏng sau khi phản ứng xảy ra. 　　Trong các bộ phận của lò phản ứng dạng bậc thang này, mỗi bộ phận đều được trang bị máy khuấy nhằm giúp kết hợp chất hydrocarbon với axit sunfuric thành hỗn hợp nhũ tương. Axit sunfuric và isobutane chảy vào đoạn đầu tiên của lò phản ứng, sau đó di chuyển thuận lợi qua các đoạn còn lại. Các hydrocarbon thì được chia thành nhiều phần, mỗi phần sẽ đi vào từng đoạn tương ứng. 　　Ở mỗi đoạn của lò phản ứng, một phần hydrocarbon sẽ bốc hơi; việc này giúp hấp thụ nhiệt lượng được giải phóng trong quá trình phản ứng, từ đó duy trì nhiệt độ phản ứng ở mức thấp. 　　Các hydrocarbon bị bay hơi sẽ được nén và làm lạnh để chuyển thành trạng thái lỏng; sau đó, propan sẽ được loại bỏ và chúng sẽ quay trở lại hệ thống phản ứng. 　　Bên trong bình phản ứng có bộ phận khuấy dạng cánh quạt, giúp axit sunfuric và các hợp chất hydrocarbon lưu thông với tốc độ cao bên trong, từ đó tạo thành hỗn dịch sữa. 　　Hỗn hợp axit – hydrocarbon sau phản ứng sẽ được đưa vào bộ lắng. Axit sunfuric tách ra sẽ được tái sử dụng trong quá trình phản ứng. Còn chất thải từ quá trình phản ứng thì sẽ đi qua van kiểm soát áp suất, từ đó chảy vào các ống thu nhiệt của lò phản ứng. Một phần khí được tạo ra sẽ hấp thụ nhiệt từ phản ứng, giúp duy trì nhiệt độ của lò phản ứng ở mức thấp. 　　2. Các yếu tố ảnh hưởng chính
Nhiệt độ phản ứng
Phản ứng alkyl hóa diễn ra ở nhiệt độ khá thấp. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng alkyl hóa bằng axit sunfuric là 8–12°C. 　　Nồng độ axit sunfuric: Là chất xúc tác trong các phản ứng alkyl hóa, nồng độ của axit sunfuric có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phản ứng. 　　Khi nồng độ axit sunfuric vượt quá 99m%, SO3 sẽ phản ứng trực tiếp với isobutane, làm tăng mức tiêu thụ axit. Khi nồng độ dưới 85m%, hoạt tính của chất xúc tác giảm xuống; đồng thời, tình trạng ăn mòn của thiết bị cũng trở nên nghiêm trọng hơn. 　　Do đó, nồng độ axit sunfuric thích hợp là 95–96%. 　　Trong công nghiệp, nồng độ axit sunfuric tươi được đưa vào lò phản ứng thường dao động từ 98–99%. Tuy nhiên, do hàm lượng nước trong nguyên liệu, cùng với lượng nước được tạo ra từ các phản ứng phụ, cùng sự hình thành của các hợp chất ester sunfuric và các polyme hòa tan trong axit, nồng độ axit sunfuric sẽ dần giảm xuống trong quá trình vận hành. Để đảm bảo chất lượng dầu được tạo ra từ quá trình alkyl hóa bằng axit sunfuric, đồng thời tránh tình trạng axit gây ăn mòn thiết bị, khi nồng độ axit giảm xuống còn 88–90%, thì axit đó cần được xử lý như chất thải. 　　Việc tiêu thụ axit sunfuric chiếm tỷ trọng khá lớn trong chi phí sản xuất các hợp chất được tạo thành từ quá trình alkyl hóa bằng axit sunfuric; do đó, cần cố gắng giảm thiểu lượng axit được sử dụng. 　　Khi hàm lượng tạp chất trong nguyên liệu tăng lên, lượng axit cần sử dụng cũng tăng theo. Nếu trong nguyên liệu có chứa các loại hydrocarbon như propylen và pentylen, điều này cũng sẽ khiến lượng axit tiêu thụ tăng đáng kể. Các điều kiện phản ứng không phù hợp, chẳng hạn như nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, hoặc việc trộn đều các thành phần trong nguyên liệu không tốt, cũng đều góp phần làm tăng lượng axit cần sử dụng. 　　Vì vậy, cần tránh những tình huống nêu trên vốn gây ra sự gia tăng tiêu hao axit. 　　Để bảo vệ môi trường và giảm chi phí, axit thải từ các thiết bị không được xả ra môi trường một cách tùy tiện. Thay vào đó, axit thải cần được đưa vào lò đốt để đốt cháy; ở nhiệt độ cao, axit này sẽ tạo thành SO2. Sau đó, SO2 sẽ được oxy hóa thành SO3, từ đó có thể thu hồi được axit sunfuric. 　　Việc kiểm tra nồng độ axit sunfuric rất quan trọng; thiết bị alkyl hóa Dupont Stracto được trang bị công cụ phân tích nồng độ ngay tại chỗ. 　　Tỷ lệ axit và hydrocarbon: Trong hệ phản ứng, nếu tỷ lệ giữa axit sunfuric và các loại hydrocarbon quá nhỏ, thì lượng axit sẽ không đủ để tạo thành pha liên tục; lúc này, hydrocarbon sẽ trở thành pha liên tục. Điều này sẽ làm giảm chất lượng dầu được tạo ra từ quá trình alkyl hóa, đồng thời làm tăng mức tiêu thụ axit. 　　Trong công nghiệp, tỷ lệ giữa axit và hydrocarbon thường được sử dụng là 1–1,5:1, nhằm đảm bảo rằng axit sunfuric nằm trong pha liên tục. 　　Vì hệ số dẫn nhiệt của axit sunfuric cao hơn nhiều so với các hợp chất hydrocarbon, việc sử dụng axit sunfuric làm pha liên tục giúp loại bỏ nhiệt sinh ra trong quá trình phản ứng một cách hiệu quả hơn. Điều này giúp tránh tình trạng quá nóng ở một vùng nhất định, từ đó ngăn chặn sự xảy ra của các phản ứng phụ. 　　Tỷ lệ hydrocarbon axit cũng không được quá cao; nếu không, lượng hydrocarbon đưa vào sẽ giảm, làm giảm khả năng xử lý của thiết bị. Đồng thời, việc tăng lượng axit sunfuric sẽ khiến độ nhớt và mật độ của hệ phản ứng tăng lên, từ đó làm tăng mức tiêu thụ năng lượng cần thiết để khuấy trộn hỗn hợp. 　　Tỷ lệ giữa isobutane và các hydrocarbon thơm: Để tăng nồng độ isobutane trong pha axit và ngăn chặn các phản ứng phụ như sự kết hợp giữa các hydrocarbon thơm, cần duy trì tỷ lệ cao giữa alkanes và hydrocarbon thơm trong hệ phản ứng. Trong công nghiệp, tỷ lệ giữa các hợp chất alken và alkane trong nguyên liệu đầu vào của lò phản ứng thường nằm trong khoảng 5–15:1. 　　Vì mục đích của việc tăng tỷ lệ alken là để nâng cao độ tinh khiết của isobutane trong hệ phản ứng, nên trong quá trình sản xuất người ta thường kiểm soát sao cho nồng độ isobutane trong chất lỏng thu được từ phản ứng không dưới 60–70 v%. 　　Tình trạng phân tán của các hợp chất hydrocarbon trong axit sunfuric: Axit sunfuric là pha liên tục, còn các hợp chất hydrocarbon là pha bị phân tán. Bước quan trọng trong phản ứng alkyl hóa chính là sự di chuyển của isobutane vào pha axit; do đó, tốc độ khuấy có ảnh hưởng lớn đến quá trình phản ứng. 　　Do sự chênh lệch về mật độ giữa các hợp chất hydrocarbon axit và độ nhớt cao của axit sunfuric, nên cần phải sử dụng phương pháp khuấy mạnh để cải thiện tình trạng phân tán trong hệ phản ứng. Điều này giúp nâng cao hiệu quả truyền chất và truyền nhiệt, từ đó thúc đẩy tốc độ phản ứng alkyl hóa. Việc này góp phần nâng cao chỉ số octan của dầu alkyl hóa. 　　Thời gian phản ứng: Thời gian phản ứng phụ thuộc vào cường độ khuấy trộn và mức độ phân tán của hai pha. Trong điều kiện bình thường, thời gian phản ứng trong quá trình alkyl hóa axit sunfuric là 20–30 phút. 　　Nếu thời gian quá ngắn, phản ứng sẽ không diễn ra hoàn toàn, ảnh hưởng đến tỷ lệ thu hồi dầu alkyl hóa. 　　Nếu thời gian quá dài, không chỉ làm giảm khả năng xử lý của thiết bị mà còn gây ra các phản ứng phụ, khiến chất lượng sản phẩm bị suy giảm. 　　III. Phản ứng alkyl hóa: Là phản ứng mà trong đó các nguyên tử hydro liên kết với carbon, oxy và nitơ trong phân tử hợp chất hữu cơ bị thay thế bởi các nhóm alkyl. Alky hóa trên nguyên tử carbon ① Alky hóa các nguyên tử hydro ở carbon a của nhóm cacbonyl. Hydrogen trên nguyên tử carbon a của nhóm carbonyl có tính axit yếu. Dưới tác động của các bazơ mạnh (như natri amide, natri hydrua), nguyên tử carbon a này có thể phản ứng với các halogen hóa ankan, tạo thành các sản phẩm alkyl hóa của nguyên tử carbon a. 　　1. Định nghĩa: Đó là phản ứng mà trong đó các nguyên tử hydro liên kết với carbon, oxy và nitơ trong phân tử hợp chất hữu cơ bị thay thế bởi các nhóm alkyl. 　　2. Cơ chế phản ứng
Quá trình alkyl hóa trên nguyên tử carbon:
① Quá trình alkyl hóa các nguyên tử hydro nằm trên nguyên tử carbon thuộc nhóm carbonyl. 　　Hydrogen trên nguyên tử carbon a của nhóm carbonyl có tính axit yếu. Dưới tác động của các bazơ mạnh (như natri amide, natri hydride), nguyên tử carbon a này có thể phản ứng với các halogen hóa dầu để tạo thành các sản phẩm alkyl hóa của carbon a. Việc alkyl hóa trực tiếp các este cũng sẽ dẫn đến quá trình thu hẹp cấu trúc của chúng ； Phản ứng đa alkyl hóa cũng có thể xảy ra. Để thu được sản phẩm alkyl hóa của nhóm carbonyl, có thể sử dụng các amin thứ cấp như pyrrole, morpholine để tạo thành enamin. Sau đó, enamin này được phản ứng với các halogen hóa trị cao như metan iốt, benzyl halide… để tạo thành enamin đã bị thay thế. Cuối cùng, qua quá trình thủy phân, ta sẽ thu được hợp chất carbonyl đã bị alkyl hóa.
② Alky hóa các nhóm methylene có tính hoạt động cao. 　　Nhóm metylen nằm giữa hai nhóm chức hoạt động có tính hoạt động cao; do đó, nó dễ bị alkyl hóa dưới tác động của natri axetat. Nhóm chức hoạt động có thể là nitro, cacbonyl, ester hoặc cyanide, v.v. Ví dụ, các phương pháp tổng hợp ester malonic được thay thế và phương pháp tổng hợp ester acetoacetate như sau:
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
Trong đó, R là nhóm alkyl ； X là halogen. Ester của axit malonic và axit acetoacetic bị thay thế sẽ dễ bị khử cacboxyl sau khi bị thủy phân, từ đó tạo thành axit axetic bị thay thế hoặc các chất tương tự. Phản ứng này được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ. Tất cả các phản ứng alkyl hóa này đều diễn ra trong điều kiện không có nước. 　　③Aly hóa bằng xúc tác chuyển pha. 　　Sử dụng chất xúc tác chuyển pha để thúc đẩy phản ứng giữa các chất phản ứng nằm trong hai hệ lỏng không hòa tan lẫn nhau. Không cần phải thực hiện các thao tác trong môi trường không chứa nước; có thể sử dụng dung dịch natri hydroxit đậm đặc thay thế cho natri axetat không chứa nước. Điều kiện phản ứng nhẹ nhàng, thao tác đơn giản. Các chất xúc tác thường được sử dụng bao gồm các muối amoni bậc bốn (Q+X-), như (n－C4H9)4N+HSO4-, các muối phốt pho bậc bốn, Cl-, và các chất crown ether. Các chất phản ứng tại mặt tiếp xúc tương tác với kiềm, tạo thành các ion carbon âm. Loại sau tạo thành cặp ion với các cation amoni bậc bốn, sau đó chuyển sang pha hữu cơ và tham gia vào phản ứng alkyl hóa với các halogen hóa ankan. 　　3. Phản ứng hóa học: Phản ứng alkyl hóa Friedel-Crafts. Khi các nhóm alkyl được sử dụng có từ 3 nguyên tử carbon trở lên và thuộc loại nhóm alkyl có cấu trúc tuyến tính, thì các ion carbocation sẽ bị tái sắp xếp. 　　4. Các ví dụ: Ví dụ, phản ứng giữa natri alkyl hóa của nguyên tử oxy với halogen hóa ankan sẽ tạo ra ether; đây là một phương pháp quan trọng để tổng hợp các ether bất đối xứng. Công thức phản ứng như sau: RONa + R′XR′O⁻ + NaX. Phen có tính axit mạnh hơn rượu; do đó, có thể sử dụng natri hydroxide để tạo ra ion oxit thơm, sau đó tiến hành quá trình alkyl hóa. 　　Ví dụ: Các hợp chất este sunfat cũng là những chất tham gia phản ứng alkyl hóa được sử dụng phổ biến. Chúng có tính hoạt động cao hơn so với các halogen hóa trị, điều kiện phản ứng khá nhẹ, và thường chỉ có một nhóm alkyl tham gia vào phản ứng. 　　Khi các halogen hóa alkyl gắn trên nguyên tử nitơ được đun nóng cùng với amoniac hoặc amin ở áp suất nhất định, sẽ tạo ra hỗn hợp các muối amonium bậc một, bậc hai, bậc ba, và thậm chí bậc bốn. Thông qua quá trình phân độ, các amin bậc một, bậc hai, bậc ba có thể được tách ra từng loại một. Bằng cách kiểm soát tỷ lệ và các điều kiện của các chất phản ứng, có thể khiến một loại amin trở thành sản phẩm chính. 　　N3H+RXH3R+X-  H3R+NH3RNH2+H4  RNH2+RXR2N2+X-  R2H2+NH3R2NH+H4  R2NH+RXR3H+X-  R3H+NH3R3N+H  R3N+RXR4+X- Khi sử dụng este sunfuric để thực hiện phản ứng alkyl hóa, người ta ưu tiên chọn những nguyên tử nitơ có tính kiềm mạnh hơn để tham gia phản ứng. 　　IV. Xăng được alkyl hóa
1. Các phương pháp nâng cao chỉ số octan của xăng
Hiện nay, các công nghệ chính để nâng cao chỉ số octan của xăng bao gồm công nghệ tái chế xúc tác, công nghệ alkyl hóa, công nghệ isomer hóa, và việc sử dụng các chất phụ gia nhằm cải thiện chỉ số octan của xăng (chất chống nổ). 　　Chế biến xúc tác chủ yếu nhằm tăng hàm lượng các hợp chất thơm và hydrocarbon isomeric trong xăng, từ đó nâng cao chỉ số octan của xăng. Trong số đó, các hợp chất thơm có vai trò quan trọng hơn trong việc nâng cao chỉ số octan. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là làm tăng hàm lượng các hợp chất thơm cũng như benzen trong xăng. 　　Xăng được alkyl hóa là loại xăng được tạo thành từ việc phản ứng isobutane trong LPG với butene-1, butene-2 và isobutylene, nhằm tạo ra isooctane. Do đó, thành phần của xăng được alkyl hóa toàn là isooctane. Loại xăng này có chỉ số octan cao, độ nhạy tốt, áp suất hơi thấp, dải nhiệt độ sôi rộng. Ngoài ra, nó không chứa các chất hydrocarbon bão hòa như aromatic, lưu huỳnh hay olefin; vì vậy đây là loại nhiên liệu lý tưởng có chỉ số octan cao và ít gây ô nhiễm môi trường. 　　Quá trình đồng phân hóa là một trong những phương pháp rẻ tiền nhất để nâng cao giá trị octan của xăng. Phương pháp này giúp chuyển đổi các hydrocarbon có chuỗi thẳng trong naphtha chưng cất thô (C5/6) thành các hydrocarbon có chuỗi vòng, từ đó nâng cao giá trị octan của xăng từ 10% đến 22%. 　　Các loại chất phụ gia có thể nâng cao đáng kể khả năng chống nổ của xăng. Ví dụ, MTBE là chất phụ gia dạng ête được sử dụng từ rất sớm để cải thiện chỉ số octan của xăng. Tuy nhiên, vì chúng không phải là thành phần cấu tạo nên xăng (không thuộc nhóm hydrocarbon), nên chúng thường gây ra nhiều vấn đề trong quá trình sử dụng. Đồng thời, giá của các chất phụ gia này cũng khá cao. 　　2. Các thành phần cơ bản của xăng
Ở Hoa Kỳ, thành phần cấu tạo nên xăng gồm khoảng 1/3 là xăng được sản xuất từ quá trình phân hủy xúc tác; 1/3 là xăng được tạo ra từ quá trình tái chế xúc tác; và 1/3 còn lại là các chất phụ gia giúp nâng cao chỉ số octan của xăng. Xăng từ quá trình phân hủy xúc tác ở Tây Âu chiếm 27%, xăng từ quá trình tái chế xúc tác chiếm 47%; phần còn lại chủ yếu là các thành phần có chỉ số octan cao khác. 　　Tỷ lệ xăng được tạo ra từ quá trình phân hủy xúc tác trong xăng của nước ta lên tới 75%. Trong khi đó, tỷ lệ xăng được tạo ra từ các quá trình tái chế, alkyl hóa, MTBE… lại rất thấp. Sự khác biệt về thành phần của xăng khiến chất lượng xăng ở nước ta kém hơn so với các nước khác. 　　Vấn đề chính liên quan đến chất lượng xăng dùng cho ô tô ở nước ta hiện nay là hàm lượng olefin và lưu huỳnh khá cao. 　　3. Xăng được alkyl hóa
Đặc điểm của xăng được alkyl hóa: Chủ yếu là các hydrocarbon isomeric; hầu như không chứa hydrocarbon thơm hay olefin. Hàm lượng lưu huỳnh thấp, chỉ số octan cao – thường vào khoảng 95–96, thậm chí có thể lên tới 98. Xăng này ít nhạy cảm với các yếu tố môi trường. Khoảng chênh lệch giữa chỉ số octan của xăng này và chỉ số octan của nhiên liệu dùng trong động cơ thường nhỏ hơn 3. Áp suất hơi của xăng này khá thấp, vì vậy có thể sử dụng nhiều butan có chỉ số octan cao để pha chế xăng. Giá trị nhiệt của xăng này cao, do đó có thể sử dụng trong các động cơ có tỷ số nén cao. 　　Nguyên liệu để thực hiện quá trình alkyl hóa: Các hydrocarbon isomeric: Isobutane. 　　Các hydrocarbon thơm: Isobutene, 1-butene, cis-2-butene và trans-2-butene. Kết quả của các phản ứng alkyl hóa đối với các isomer butene khác nhau cũng khác nhau. Khi sử dụng axit hydrofluoric làm chất xúc tác, sản phẩm được tạo ra từ quá trình alkyl hóa với 2-butene có chỉ số octan cao nhất; sản phẩm từ quá trình alkyl hóa với isobutene có chỉ số octan thấp hơn một chút; còn sản phẩm từ quá trình alkyl hóa với 1-butene thì có chỉ số octan thấp nhất. Khi sử dụng axit sunfuric làm chất xúc tác, giá trị octan của dầu được tạo ra từ 1-butene vẫn cao hơn một chút so với giá trị octan của các sản phẩm được tạo ra từ 2-butene và isobutene. 　　Quy trình alkyl hóa 　　Phản ứng chính: 　　Trong quy trình alkyl hóa isobutane bằng axit lỏng truyền thống, có thể phân loại nó thành quy trình alkyl hóa bằng axit sunfuric và quy trình alkyl hóa bằng axit hydrofluoric, tùy thuộc vào loại chất xúc tác được sử dụng. 　　Các quy trình sử dụng phương pháp axit sunfuric bao gồm: Stratco, Kellogg, ExxonMobil, ReVAP (Phillips/ExxonMobil), Alkad (UOP/ChevronTexaco) ； 　　Các quy trình sử dụng axit hydrofluoric bao gồm: UOP, Phillips (Conoco Phillips). Đến cuối năm 2002, có 107 nhà máy sản xuất hợp chất alkyl hóa trên toàn thế giới sử dụng công nghệ ReVAP (của Phillips/ExxonMobil). 　　Hiện nay, công suất sản xuất chất alkyl hóa của Stratco trên toàn thế giới là 25,8 triệu tấn/năm, còn công suất của ExxonMobil là 4,95 triệu tấn/năm. 　　Quy trình sử dụng axit sunfuric gây lượng lớn chất thải axit, làm ô nhiễm môi trường nghiêm trọng ； Axit flohydric là chất hóa học cực độc và dễ bay hơi; nếu bị rò rỉ, nó sẽ gây ra những tổn hại nghiêm trọng cho môi trường sản xuất cũng như môi trường xung quanh. Cả hai quy trình đều gặp phải vấn đề như ăn mòn thiết bị sản xuất. 　　Giá trị octan của một số thành phần trong xăng
V. Sự phát triển của công nghệ alkyl hóa
Theo tạp chí Chemical Engineering của Hoa Kỳ vào tháng 5 năm 2016, công nghệ alkyl hóa ngày càng trở nên quan trọng trong lĩnh vực lọc dầu. Công nghệ này sử dụng các hydrocarbon có số nguyên tử carbon thấp để phản ứng với isobutane, từ đó tạo ra các dạng isomer của trimethylpentane – tức là dầu alkyl hóa. Loại dầu này có thể được sử dụng như thành phần để pha chế xăng sạch. Dầu alkyl hóa là một thành phần chất lượng cao dùng trong xăng, có chỉ số octan cao, áp suất hơi thấp, hàm lượng lưu huỳnh thấp, và không chứa các hợp chất thơm. Nhu cầu về dầu được alkyl hóa đang tăng lên. Nguyên nhân chủ yếu là do sự phát triển kinh tế khiến nhu cầu về xăng ngày càng tăng; việc áp đặt các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn đối với xăng; yêu cầu giảm hàm lượng các thành phần có chỉ số octan cao trong xăng, chẳng hạn như các hợp chất thơm và hydrocarbon; cùng với nhu cầu về các động cơ hiệu suất cao. 　　Việc hạn chế nghiêm ngặt hàm lượng lưu huỳnh trong xăng đòi hỏi phải có quy trình xử lý bằng khí hydro khắt khe hơn, điều này khiến giá trị octan của xăng giảm xuống. Dầu alkyl hóa là một thành phần pha chế có chỉ số octan cao và hàm lượng lưu huỳnh thấp, giúp nâng cao chỉ số octan của xăng thành phẩm. Một yếu tố khác là ở các mỏ đá phiến của Mỹ, người ta có thể thu được butan với giá rẻ, từ đó cung cấp nguyên liệu giá rẻ dồi dào cho quá trình alkyl hóa. 　　1. Những tiến bộ trong công nghệ sử dụng chất xúc tác axit rắn để thực hiện phản ứng alkyl hóa. Trong vài tháng gần đây, người ta đã nhận thấy rằng các chất xúc tác axit rắn được phát triển qua nhiều năm nay đã có thể thay thế được các chất xúc tác dạng chất lỏng có tính ăn mòn cao như axit flohydric và axit sunfuric. Tại hội nghị AFPM năm nay, công ty CB&I đã giới thiệu về tiến độ xây dựng bộ thiết bị khử proton quy mô công nghiệp đầu tiên trên thế giới. Bộ thiết bị này được lắp đặt tại công ty Zibo Haiyi Fine Chemicals, một công ty con của công ty Shandong Huifeng Petrochemicals ở Trung Quốc. Bộ thiết bị này bắt đầu hoạt động vào tháng 8 năm 2015. Thiết bị này sử dụng công nghệ AlkyClean được phát triển thông qua sự hợp tác giữa CB&I, Yabao và công ty Neste của Phần Lan. Khả năng sản xuất dầu alkyl hóa của thiết bị này là 2700 thùng mỗi ngày (tương đương 100.000 tấn mỗi năm). Công ty CB&I cho biết, cho đến nay, toàn bộ các thiết bị được lắp đặt tại Sơn Đông đều hoạt động với hiệu suất như kỳ vọng. Kể từ khi bắt đầu sản xuất, chất lượng của các sản phẩm dầu alkyl hóa đã được xác nhận là rất tốt. Giá trị octan theo phương pháp nghiên cứu của chúng nằm trong khoảng 96–98, cao hơn đáng kể so với giá trị octan của các loại dầu alkyl hóa thông thường. Việc nghiên cứu chỉ số octan là một chỉ số quan trọng để đánh giá giá trị của dầu alkyl hóa khi được sử dụng làm thành phần pha chế xăng. 　　Công nghệ AlkyClean sử dụng chất xúc tác AlkyStar do công ty Avon phát triển, đây là loại chất xúc tác zeolit dạng giường cố định, bền bỉ và có khả năng hoạt động tốt trong điều kiện khắc nghiệt. Loại chất xúc tác này, kết hợp với quy trình reaktor sáng tạo của công ty CB&I, giúp quy trình AlkyClean có thể sản xuất ra các sản phẩm dầu alkyl hóa chất lượng cao mà không cần sử dụng chất xúc tác axit dạng lỏng. Nhờ đó, quy trình này trở nên an toàn và đáng tin cậy hơn. Vì không cần quy trình xử lý sau và không tạo ra chất thải dầu tan trong axit, nên đây là một công nghệ sản xuất dầu alkyl hóa vô cùng hiệu quả. 　　Vào tháng 2 năm nay, công ty KBR đã thông báo rằng họ đã ký kết hợp đồng chuyển giao công nghệ đầu tiên liên quan đến công nghệ alkyl hóa axit rắn K-SAAT của mình. Công ty ký hợp đồng với KBR là Công ty Hóa chất Dongying Haikelerin, để xây dựng các thiết bị sản xuất tại thành phố Dongying. Công ty KBR cung cấp các công nghệ sáng chế, thiết kế quy trình cơ bản, cùng các thiết bị và chất xúc tác quan trọng. Dự kiến bộ thiết bị này sẽ được đưa vào hoạt động vào quý 1 năm 2017. 　　Đặc điểm của quy trình K-SAAT là việc sử dụng một chất xúc tác axit rắn có tên là ExSact. Đây là loại chất xúc tác zeolit được cải tiến, hiện có sẵn trên thị trường. So với các chất xúc tác axit dạng lỏng, loại chất xúc tác này gây ít tổn hại hơn nhiều đối với con người và môi trường. Ưu điểm này cùng với chi phí đầu tư thấp chính là những yếu tố quyết định khiến công ty Hải Khoa chọn công nghệ K-SAAT thay vì công nghệ alkyl hóa bằng axit sunfuric thông thường. Gautham Krishnaiah, quản lý công nghệ khử trùng bằng xúc tác và quá trình alkyl hóa tại công ty KBR, cho biết việc sử dụng chất xúc tác axit rắn trong quá trình alkyl hóa cũng giúp giảm chi phí vận hành. Bởi vì chi phí bảo trì thiết bị K-SAAT thấp hơn, đồng thời cũng không cần phải sử dụng hệ thống làm lạnh trong quá trình alkyl hóa bằng axit sunfuric. Ngoài ra, không cần phải tái tạo axit dạng lỏng hay xử lý chất thải rắn (trung hòa axit và kiềm). 　　KBR đã hợp tác với Exelus để phát triển công nghệ hóa chất xanh này. Hiện nay, KBR là nhà cung cấp độc quyền cho chất xúc tác ExSact của công ty Exelus. Quy trình K-SAAT sử dụng hai lò phản ứng: một lò dùng để thực hiện quá trình alkyl hóa, còn lò kia thì dùng để tái tạo hoặc dự phòng. Sử dụng khí hydro để tái tạo hoàn toàn chất xúc tác; trong quá trình tái tạo, than mềm (các hợp chất hydrocarbon bất bão hòa ở nhiều mức độ khác nhau) cùng các chất ô nhiễm bám trên chất xúc tác đều được loại bỏ và thổi ra ngoài. 　　Chất xúc tác ExSact đã được phát triển thành công, và về nhiều mặt thì nó vượt trội hơn so với các chất xúc tác axit dạng lỏng cũng như các chất xúc tác axit dạng rắn khác. Để tăng khả năng chọn lọc của sản phẩm, cả các trung tâm axit và cấu trúc lỗ rỗng của chất xúc tác đều được tối ưu hóa. So với các chất xúc tác axit rắn khác, chu kỳ hoạt động khi sử dụng chất xúc tác ExSact để thực hiện quá trình alkyl hóa cũng dài hơn một chút ； Nguồn nguyên liệu và các thành phần cấu tạo nên chúng (ethylen, propylen, butylen và pentylen đều có thể được sử dụng làm các loại hydrocarbon) rất linh hoạt. Khác với đó, quy trình alkyl hóa axit dạng lỏng không thể sử dụng ethylene để thực hiện phản ứng alkyl hóa, bởi việc sử dụng ethylene sẽ tạo ra các este ổn định. Ngoài ra, công nghệ axit rắn của công ty KBR có khả năng chống lại các chất gây ô nhiễm trong nguyên liệu thô một cách hiệu quả (chẳng hạn như hàm lượng nước, lưu huỳnh, các hợp chất đa 烯, các hợp chất oxy hóa và các hợp chất cyanide). 　　2. Những tiến bộ trong công nghệ alky hóa sử dụng chất xúc tác axit sunfuric. Sự ra đời của quy trình alky hóa bằng axit rắn ở quy mô công nghiệp không thể ngăn cản việc ứng dụng các phương pháp alky hóa sử dụng chất xúc tác axit lỏng một cách sáng tạo. Công ty DuPont đang ứng dụng công nghệ alkyl hóa axit sunfuric của mình vào một số nguyên liệu đặc biệt. Vào tháng 3 năm nay, công ty DuPont đã thông báo rằng họ đã ký hợp đồng với một nhà máy lọc dầu ở Trung Quốc để cung cấp bộ thiết bị alkyl hóa sử dụng 100% butylen làm nguyên liệu. Jeannie Branzaru, quản lý bán hàng công nghệ làm sạch toàn cầu của công ty DuPont, cho biết rằng nền tảng hóa học cho lĩnh vực tổng hợp các chất alkyl hóa của DuPont đã được xây dựng từ lâu. Hiện tại, điều kiện kinh tế hiện tại rất thuận lợi để sử dụng butane trong việc sản xuất dầu alkyl hóa, hay còn gọi là công nghệ “alkyl hóa chuyên dụng”. Quy trình chế biến độc đáo này trước đây không khả thi về mặt kinh tế. Branzaru cho biết, nhiều công ty có thể mua được butan với giá rẻ trên thị trường công khai. Sau đó, họ sử dụng thiết bị khử hydro để chuyển hóa butan thành isobutylene. Isobutylene này sau đó được đưa vào các thiết bị alkyl hóa để tạo ra dầu alkyl hóa có giá trị cao hơn. Nhưng công nghệ của DuPont không chỉ được áp dụng cho butan, mà còn có thể xử lý propylen ở nồng độ cao và penten ở tỷ lệ 100%. 　　Công ty Hóa dầu Hengli ở Thành phố Đại Liên, Trung Quốc đã ký hợp đồng với công ty DuPont để nhận sự hỗ trợ về công nghệ alky hóa và tái chế axit thải (SAR), nhằm xây dựng các thiết bị sản xuất tại nhà máy lọc dầu mới được xây dựng trong khu công nghiệp cảng Cháng Xīng Đảo. Hiện tại, công ty Hengli Petrochemical dự định khởi công vào năm 2018, và dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào năm 2019. Công ty DuPont sẽ sử dụng công nghệ alkyl hóa Stratco và công nghệ tái chế axit thải MECS của riêng mình. 　　Việc ứng dụng công nghệ của công ty DuPont trong các nhà máy lọc hóa dầu tích hợp sẽ giúp công ty Hengli sản xuất ra các sản phẩm dầu alkyl hóa chất lượng cao từ nguyên liệu isobutylene 100%. Kevin Bockwinkel, quản lý kinh doanh toàn cầu về công nghệ Stratco của công ty DuPont, cho biết: “Các thiết bị của công ty Hengli sử dụng nguyên liệu đặc biệt, điều này đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên mới cho dầu alkyl hóa trên thị trường xăng. Bởi vì số lượng các thiết bị dùng để sản xuất dầu alkyl hóa từ butan đang ngày càng tăng trên toàn thế giới.” Công nghệ XP2 được cấp bằng sáng chế bởi công ty DuPont sẽ được sử dụng trong các thiết bị alkyl hóa của công ty Hengli tại lò phản ứng Stratco. Bockwinkel cho rằng, thiết kế của công nghệ XP2 giúp tận dụng một cách hiệu quả bề mặt truyền nhiệt của các ống dẫn nhiệt; nhờ đó, chất lượng sản phẩm dầu alkyl hóa được nâng cao nhờ những ưu điểm vượt trội trong quy trình sản xuất. 　　VI. Những tiến bộ mới nhất trong công nghệ alkyl hóa năm 2016
Alkyl hóa là quá trình mà trong đó, dưới tác động của chất xúc tác, isobutane và các hydrocarbon khác có trong khí lỏng được sử dụng trong các nhà máy lọc dầu phản ứng với nhau để tạo ra các thành phần dùng để pha chế xăng – tức là dầu alkyl hóa. Do dầu được alkyl hóa có chỉ số octan cao, áp suất hơi thấp, và không chứa các hydrocarbon thơm cũng như lưu huỳnh, nên nó là thành phần lý tưởng để pha chế xăng. Do đó, công nghệ alkyl hóa ngày càng nhận được sự chú trọng từ các doanh nghiệp lọc hóa dầu trong những năm gần đây. 　　Về mặt quy trình sản xuất, hiện nay các phương pháp chính được sử dụng để sản xuất dầu alkyl hóa ở quy mô lớn là phương pháp sử dụng axit sunfuric và phương pháp sử dụng axit hydrofluoric. Mặc dù cả hai phương pháp này đều mang lại hiệu suất sản xuất cao và khả năng chọn lọc tốt, nhưng phương pháp sử dụng axit sunfuric lại gây ra lượng lớn chất thải axit, từ đó gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng ； Axit flohydric là chất hóa học cực độc và dễ bay hơi; nếu bị rò rỉ, nó sẽ gây ra những tổn hại nghiêm trọng cho môi trường và các hệ sinh thái xung quanh. Ngoài ra, cả hai quy trình đều gặp phải vấn đề như ăn mòn thiết bị sản xuất. 　　Để khắc phục những nhược điểm nghiêm trọng của axit lỏng như tính ăn mòn cao và nguy cơ gây hại cho con người, trong những năm gần đây, cả trong nước lẫn quốc tế đều không ngừng cải tiến các công nghệ truyền thống hiện có. Đồng thời, người ta cũng nỗ lực phát triển các chất xúc tác kiểu rắn dùng để thực hiện quá trình alkyl hóa bằng axit mạnh, nhằm thay thế công nghệ alkyl hóa bằng axit lỏng hiện tại. 　　1. Công nghệ alkyl hóa bằng axit lỏng truyền thống: Hiện nay, việc sản xuất dầu alkyl hóa vẫn chủ yếu sử dụng các phương pháp alkyl hóa truyền thống như phương pháp sử dụng axit sunfuric và axit hydrofluoric. Theo thống kê, hiện nay trên toàn thế giới có hơn 110 thiết bị dùng phương pháp axit sunfuric để thực hiện quá trình alkyl hóa, và khoảng hơn 120 thiết bị sử dụng phương pháp axit hydrofluoric để thực hiện quá trình này. 　　Mặc dù quy trình vận hành tổng thể của thiết bị alkyl hóa axit hydrofluoric và axit sulfuric có sự khác biệt, nhưng cơ chế phản ứng của cả hai quy trình này lại rất tương đồng. Vào những năm 1960, số lượng thiết bị thực hiện quá trình alkyl hóa sử dụng axit sunfuric làm chất xúc tác gấp 3 lần so với số lượng thiết bị sử dụng axit hydrofluoric làm chất xúc tác. Kể từ đó, xu hướng trong công nghệ alkyl hóa chuyển sang việc sử dụng axit hydrofluoric, sau đó lại quay trở lại với việc sử dụng axit sulfuric. Hai quy trình này đã phát triển thông qua sự cạnh tranh lẫn nhau trong nhiều năm, từ đó hình thành nên những đặc điểm riêng biệt của mỗi loại. 　　1) Công nghệ alkyl hóa bằng axit flohydric 　 Công nghệ alkyl hóa bằng axit flohydric đã được sử dụng trong hơn 60 năm nay, và trong thời gian đó, công nghệ này vẫn tiếp tục được phát triển và cải tiến. So với quy trình alkyl hóa bằng axit sunfuric, quy trình alkyl hóa bằng axit hydrofluoric chiếm ít diện tích hơn, có cấu trúc đơn giản hơn, và sử dụng ít chất xúc tác hơn. Nhưng nó cũng có những hạn chế. Hạn chế phổ biến nhất là chi phí để tách ra isobutane, propane, axit hydrofluoric và các hợp chất chứa flo cao hơn so với công nghệ alkyl hóa bằng axit sunfuric (trừ quy trình sử dụng hai lò phản ứng nối tiếp của UOP). Ngoài ra, công nghệ này còn gặp một vấn đề nghiêm trọng hơn: axit hydrofluoric, với tính chất là một loại khí độc, sẽ lan tỏa vào bầu khí quyển. Khi nồng độ của axit hydrofluoric còn thấp, nó vẫn có thể gây kích ứng cho mắt, da và mũi ； Nồng độ cao có thể đe dọa tính mạng. 　　Các công ty sở hữu bằng sáng chế về quy trình alkyl hóa bằng axit flohydric là UOP và PHILLIPS (công ty ConocoPhillips). Vấn đề lớn nhất trong quy trình này chính là tính bay hơi, khả năng gây ăn mòn và độc tính của chất xúc tác axit flohydric. Do đó, cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ đã cấm việc sử dụng chất xúc tác này. Vì vậy, trong khoảng 20 năm gần đây, các nhà máy sản xuất theo phương pháp alkyl hóa hầu như không còn sử dụng axit flohydric nữa. 　　2) Công nghệ alkyl hóa bằng axit sunfuric Mặc dù công nghệ này gặp phải những vấn đề như xử lý chất thải axit và sự ăn mòn của thiết bị, nhưng do nhu cầu sản xuất dầu alkyl hóa ngày càng tăng, nên người ta vẫn tiếp tục cải tiến công nghệ này, đồng thời nghiên cứu các công nghệ mới. Hiện nay, các công ty sở hữu bằng sáng chế về quy trình alkyl hóa bằng axit sunfuric chính bao gồm DuPont và LUMMUS. Trong số đó, DuPont có khả năng alkyl hóa vượt trội nhất thế giới nhờ vào công nghệ của mình. DuPont sở hữu cả công nghệ alkyl hóa bằng axit sunfuric (STRATCO) lẫn công nghệ tái chế axit thải (MECS). Công ty này chiếm khoảng 80% thị phần trong thị trường alkyl hóa bằng axit sunfuric toàn cầu. Các trường hợp sử dụng công nghệ DuPont tại Trung Quốc bao gồm nhà máy lọc hóa dầu Huizhou của CNOOC (khả năng sản xuất 160.000 tấn/năm, đi vào hoạt động năm 2009). Ngoài ra, còn có ba nhà máy khác tại Trung Quốc dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2016. 　　Công nghệ CDAlky sử dụng axit sunfuric của Rumus cũng được ứng dụng rộng rãi tại Trung Quốc trong những năm gần đây. Các nhà máy đã và sắp đi vào hoạt động bao gồm: Shandong Shenchi (200.000 tấn/năm, bắt đầu hoạt động vào tháng 5 năm 2013), Shandong Haiyue (600.000 tấn/năm, bắt đầu hoạt động vào tháng 7 năm 2014), Guangxi Qinzhou Tianheng Petrochemical (200.000 tấn/năm, bắt đầu hoạt động vào tháng 4 năm 2014), và Yuntianhua (240.000 tấn/năm, bắt đầu hoạt động vào năm 2016). 　　Vì vấn đề lớn nhất trong quy trình alkyl hóa bằng axit sunfuric chính là cách xử lý axit thải, nên cần phải xây dựng thêm thiết bị để tái chế axit thải đi kèm với thiết bị alkyl hóa. Chi phí đầu tư và vận hành của phương pháp này cao hơn nhiều so với phương pháp alkyl hóa bằng axit hydrofluoric. 　　2. Công nghệ alkyl hóa thay thế: Mặc dù các nhà nghiên cứu không ngừng cải tiến quy trình alkyl hóa bằng axit hydrofluoric và axit sulfuric, nhưng họ vẫn chưa thể giải quyết triệt để những vấn đề tồn tại, chẳng hạn như chi phí xây dựng cao, lượng axit tiêu thụ lớn, tính ăn mòn mạnh, và khả năng gây ô nhiễm môi trường. Do đó, cả trong nước lẫn quốc tế đều tích cực phát triển các công nghệ thay thế an toàn và sạch để thực hiện quá trình alkyl hóa. Trong số đó, công nghệ alkyl hóa bằng axit rắn và công nghệ alkyl hóa bằng chất lỏng ion đã đạt được những tiến bộ đáng kể nhất. 　　1) Công nghệ alkyl hóa bằng axit rắn: Mặc dù công nghệ alkyl hóa bằng axit lỏng truyền thống hiện đã rất phát triển, nhưng những tác động tiêu cực của nó đối với an toàn và môi trường đã thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ an toàn và thân thiện với môi trường hơn. 　　So với công nghệ axit lỏng, phản ứng alkyl hóa bằng axit rắn có điều kiện thực hiện nhẹ nhàng hơn và việc tái tạo axit rắn cũng dễ dàng hơn. Sau khi giải quyết được vấn đề tổng hợp các chất hydrocarbon trong quá trình phản ứng alkyl hóa bằng axit rắn, tính chất của xăng sản xuất từ phương pháp này có thể sánh ngang với tính chất của xăng được sản xuất bằng axit lỏng ； Đồng thời, axit rắn không có tính ăn mòn và nguy cơ tiềm ẩn như axit lỏng; nó cũng không đòi hỏi chất liệu thiết bị phải đặc biệt gì, do đó mức độ an toàn trong quy trình sử dụng rất cao ； Về mặt bảo vệ môi trường, không có những vấn đề tiêu cực nào phát sinh từ việc xử lý axit thải. Do đó, trong những năm gần đây, nhiều công ty dầu mỏ lớn và các tổ chức nghiên cứu trên thế giới đã tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển các chất xúc tác rắn. Trong số đó, có những công nghệ nổi bật như quy trình AlkyClean của công ty LUMMUS, các quy trình Alkylene và Inalk của công ty UOP, cùng quy trình FBA của công ty TOPSOE. Tại Trung Quốc, Viện Khoa học Dầu khí cũng đã phát triển được các chất xúc tác axit rắn kiểu alkyl hóa cùng các công nghệ liên quan. Những công nghệ này đã được thử nghiệm ở các nhà máy hóa dầu ở Thượng Hải và Bắc Kinh trong hai năm gần đây. Hiện tại, các công nghệ này đã vượt qua được các tiêu chuẩn kỹ thuật do Tập đoàn Dầu khí Trung Quốc đặt ra. 　　Quy trình AlkyClean của Rums có một hệ thống mẫu tại nhà máy lọc dầu Fortum ở Phần Lan. Tháng 2 năm 2015, nhà máy sản xuất axit rắn dùng để quá trình alkyl hóa với công suất 100.000 tấn/năm đầu tiên của Rums đã được khởi công xây dựng tại Tập đoàn Hui Feng Petrochemical ở Zibo, tỉnh Sơn Đông, và bắt đầu hoạt động. 　　Mặc dù công nghệ alkyl hóa bằng axit rắn đã đạt được những tiến bộ nhất định, nhưng hiện tại vẫn còn nhiều trở ngại khiến công nghệ này có thể thay thế hoàn toàn công nghệ sử dụng axit lỏng truyền thống. Trong số đó, vấn đề về việc làm mất hoạt tính của chất xúc tác và việc khôi phục lại hoạt tính của chúng là trở ngại khó khăn nhất cần vượt qua. Đồng thời, cần giải quyết một loạt vấn đề như khả năng thích ứng của nguyên liệu, tính kinh tế trong vận hành thiết bị, độ hoạt động cao và tính chọn lọc của chất xúc tác axit rắn. 　　2) Công nghệ alky hóa bằng chất lỏng ion 　　Chất lỏng ion nhận được sự quan tâm rộng rãi trong những năm gần đây, nhờ vào khả năng có các vị trí phản ứng có tính hoạt động cao của axit lỏng, cùng với tính không bay hơi của axit rắn. Trước đây, việc lựa chọn chất xúc tác kém và năng suất thấp đã hạn chế việc sử dụng chất xúc tác dạng chất lỏng ion trong quá trình sản xuất dầu alkyl hóa. Gần đây, có rất nhiều nghiên cứu tập trung vào công nghệ alkyl hóa chất lỏng ion. Chevron và Shell, cùng với Đại học Dầu khí Trung Quốc và các tổ chức khác, đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực này. 　　Trong công nghệ alky hóa bằng chất lỏng ion, chất lỏng ion được sử dụng làm dung môi và chất xúc tác; công nghệ này thể hiện khả năng xúc tác cao hơn so với axit sunfuric và axit flohydric. Các chất xúc tác dạng chất lỏng ion phức được phát triển trong những năm gần đây đã thể hiện tiềm năng to lớn trong quá trình sản xuất các hợp chất alkyl hóa. 　　Trung Quốc Dầu khí là công ty duy nhất hiện nay ứng dụng công nghệ alkyl hóa bằng chất lỏng ion hóa trên quy mô công nghiệp. Công nghệ này được phát triển bởi Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Dầu nặng thuộc Đại học Dầu khí Trung Quốc. Vào ngày 29 tháng 9 năm 2013, nhà máy sản xuất chất lỏng ion hóa dùng để xúc tác quá trình alkyl hóa carbon tứ hiđrocacbon với công suất 120.000 tấn/năm đã đi vào hoạt động tại Công ty Hóa chất Đức Dương, tỉnh Sơn Đông. Việc ứng dụng thành công công nghệ alky hóa bằng chất lỏng ion đã giúp khắc phục nhiều nhược điểm của các quy trình alky hóa truyền thống sử dụng axit sunfuric đậm đặc và axit flohydric. Điều này mở ra một giải pháp mới để làm sạch xăng thương mại và nâng cao chất lượng tổng thể của nó tại nước ta. 　　VII. Triển vọng của ngành alkyl hóa ở nước ta
Trong điều kiện kinh tế thị trường, các nguồn lực thường được tập trung vào những lĩnh vực mang lại lợi nhuận cao. Dưới tác động của việc tăng cường công tác quản lý môi trường và nâng cao chất lượng nhiên liệu trong nước, xăng alkyl hóa đang trở thành nguyên liệu lý tưởng để pha chế nhiên liệu, và vì thế được chú ý rất nhiều. Xăng được alkyl hóa có những ưu điểm như chỉ số octan cao, hàm lượng lưu huỳnh thấp, không chứa các hợp chất olefin và aromatic, tỷ lệ thu hồi dầu cao, cùng hiệu quả kinh tế tốt. Vì vậy, nó trở thành nguyên liệu ưa chuộng để sản xuất xăng có chỉ số octan cao, và nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường chế biến sâu trong ngành lọc dầu trong nước. 　　Năm 2013, các nhà máy sản xuất hợp chất alkyl hóa tại Trung Quốc bắt đầu hoạt động với tốc độ rất nhanh; công suất sản xuất tăng thêm 370% so với năm trước. Xu hướng tăng trưởng cao này vẫn tiếp diễn trong những năm sau đó. Hiện nay, tổng công suất của các nhà máy alkyl hóa trong nước đã vượt quá 14 triệu tấn/năm. Kể từ đầu năm nay, tỷ lệ tăng trưởng công suất sản xuất hóa chất alkyl hóa của nước ta đã giảm xuống dưới 10%. Điều này có phải là dấu hiệu cho thấy kỷ nguyên mà các nhà máy sản xuất hóa chất alkyl hóa phát triển mạnh mẽ đã kết thúc hay không? 　　Những nguyên nhân chính khiến tốc độ tăng trưởng công suất sản xuất các hợp chất alkyl hóa giảm trong năm nay bao gồm: Thứ nhất, kể từ nửa sau năm 2014, giá dầu đã khiến thị trường các mặt hàng công nghiệp toàn cầu rơi vào chu kỳ suy thoái. Giá các mặt hàng này liên tục giảm theo từng tháng; đến tháng 12 năm 2015, chỉ số giá các mặt hàng công nghiệp quan trọng trên thế giới đã giảm xuống mức thấp hơn cả thời kỳ khủng hoảng tài chính toàn cầu năm 2008. Các sản phẩm năng lượng, với dầu mỏ là ví dụ điển hình, cũng chịu ảnh hưởng nặng nề nhất. Tâm lý tránh rủi ro trên thị trường lan rộng, khiến giá dầu alkyl hóa giảm mạnh. Do đó, mức lợi nhuận của các nhà máy sản xuất cũng bị thu hẹp. Thứ hai, do các nhà máy alkyl hóa được xây dựng một cách đồng loạt trong vài năm gần đây, nên đã xuất hiện tình trạng nguồn cung vượt quá nhu cầu. Trong tình huống này, thị trường trở thành thị trường của người mua, và khả năng đàm phán của toàn ngành giảm sút. Thứ hai, nguyên liệu cần thiết cho các thiết bị alkyl hóa khá đơn giản. Tuy nhiên, các thiết bị này thường gặp phải tình trạng thiếu nguyên liệu; đặc biệt là carbon số bốn trong hợp chất ether. Điều này trở thành yếu tố cản trở sự phát triển công suất của các thiết bị alkyl hóa trong nước. 　　Cần lưu ý rằng, mặc dù nước ta **rất coi trọng vấn đề bảo vệ môi trường, thúc đẩy việc nâng cao chất lượng các loại nhiên liệu, từ đó tạo ra nhiều cơ hội phát triển cho ngành sản xuất dầu alkyl hóa. Quy trình phê duyệt xây dựng các nhà máy alkyl hóa cũng ngày càng được siết chặt. Tuy nhiên, phần lớn các nhà máy alkyl hóa hiện có ở nước ta vẫn sử dụng axit hydrofluoric và axit sulfuric làm chất xúc tác; điều này gây ảnh hưởng xấu đến môi trường. Một số nhà máy còn gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Những nhà máy có công suất sản xuất thấp và công nghệ lạc hậu đang dần bị loại bỏ. Điều này tạo ra một vòng luẩn quẩn kỳ lạ: xăng được chế biến bằng phương pháp alkyl hóa giúp cải thiện chất lượng môi trường, từ đó tạo ra cơ hội thị trường; tuy nhiên, hầu hết các nhà máy chế biến xăng theo phương pháp này lại gây ra ô nhiễm môi trường. 　　Hiện nay, mặc dù việc mở rộng công suất sản xuất hợp chất alkyl hóa gặp phải nhiều trở ngại như mức giá sản phẩm cuối cùng thấp, nguồn nguyên liệu khan hiếm và công nghệ cần được cải tiến, nhưng trong bối cảnh xu hướng nâng cao chất lượng nhiên liệu tại nước ta ngày càng mạnh mẽ, triển vọng về nhu cầu vẫn rất tích cực. Với sự nâng cấp về mức độ tiêu dùng ô tô cũng như chất lượng xăng, nhu cầu về các chất alkyl hóa sẽ tiếp tục tăng lên, từ đó thúc đẩy sự phát triển của toàn bộ ngành công nghiệp này. 　　Nếu không xét đến những yếu tố như những đổi mới công nghệ quan trọng, dự kiến vào năm 2016, nhu cầu về xăng tại Trung Quốc sẽ vào khoảng 120 triệu tấn. Nhu cầu về dầu alkyl hóa thì sẽ đạt 5,4 triệu tấn. Khoảng cách giữa nhu cầu và nguồn cung sẽ giảm xuống còn khoảng 200 nghìn tấn. Tình trạng dư thừa dầu alkyl hóa sẽ được khắc phục, do đó các nhà sản xuất sẽ ít cần phải tranh giành giá hơn. Khả năng đàm phán của toàn ngành dầu alkyl hóa sẽ tăng lên, và lợi nhuận của các doanh nghiệp trong ngành này cũng sẽ tăng theo. Từ ngày 1 tháng 1 năm 2017, toàn quốc sẽ áp dụng tiêu chuẩn xăng loại Quốc 5. Dự kiến, nhu cầu về xăng trong nước vào năm 2017 sẽ đạt 129 triệu tấn, còn nhu cầu về dầu alkyl hóa thì khoảng 7,74 triệu tấn. Điều này sẽ tạo ra mức thiếu hụt nguồn cung lên tới hơn 600 nghìn tấn. Các doanh nghiệp có xu hướng tăng sản lượng đồng thời nâng giá bán, từ đó khiến giá dầu alkyl hóa tăng lên. Tiêu chuẩn xăng loại Quốc 6 sẽ được áp dụng trên toàn quốc từ năm 2019. Khi đó, nhu cầu về xăng tại nước ta dự kiến sẽ lên tới 145 triệu tấn, còn nhu cầu về dầu alkyl hóa thì vào khoảng 11,6 triệu – 14,5 triệu tấn. Dự kiến, khoảng cách giữa nhu cầu và nguồn cung trên thị trường sẽ tăng lên hơn 3 triệu tấn. Khi việc nâng cấp chất lượng dầu hoàn chỉnh được triển khai dần, dự kiến mối quan hệ cung-cầu sẽ thay đổi. Thị trường alkyl hóa tiềm ẩn nhiều cơ hội phát triển, và công suất sản xuất vẫn tiếp tục tăng lên. 　　Tuy nhiên, xét về mức độ hoạt động trung bình của các thiết bị alkyl hóa trong giai đoạn 2015 và nửa đầu năm 2016, tức khoảng 40%–55%, việc mở rộng quy mô một cách vô lý sẽ không phục vụ lợi ích của các nhà sản xuất, đồng thời cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro. Xét về cơ chế thị trường hiện tại của ngành alkyl hóa, việc tăng nhu cầu sẽ giúp nâng mức giá của các sản phẩm alkyl hóa lên khỏi mức thấp, đồng thời cũng khiến giá nguyên liệu carbon four tăng theo. Trong bối cảnh giá alkyl hóa tăng nhưng lợi nhuận của các doanh nghiệp không có sự cải thiện rõ rệt, thì sự nhiệt tình của các nhà sản xuất trong việc mở rộng quy mô sản xuất cũng sẽ không tăng lên đáng kể. 　　Trong bối cảnh dự báo nhu cầu sẽ tăng, trọng tâm phát triển của ngành alkyl hóa trong thời gian tới sẽ chuyển sang hai khía cạnh là đổi mới công nghệ và giảm chi phí để nâng cao hiệu quả kinh doanh. Việc mở rộng các công nghệ thay thế ít gây ô nhiễm hơn trong quá trình alkyl hóa (công nghệ alkyl hóa bằng axit sunfuric rắn, công nghệ alkyl hóa bằng chất lỏng ion) sẽ là xu hướng tất yếu giúp ngành công nghiệp alkyl hóa của nước ta nâng cao chất lượng phát triển. Các doanh nghiệp nắm giữ nguồn tài nguyên carbon số 4 sẽ càng quan tâm hơn đến việc xây dựng thêm công suất sản xuất, trang bị các thiết bị alkyl hóa, nhằm hoàn thiện chuỗi công nghiệp chế biến dầu mỏ của mình. Trong khi đó, các doanh nghiệp chuyên xử lý sâu carbon số 4 sẽ có xu hướng củng cố các kênh mua hàng hiện có và mở rộng thêm các kênh mua hàng mới, đồng thời nâng cấp các nhà máy hiện có của mình.