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环境友好的复合离子液体催化碳四烷基化新技术(CILA)取得重大突破

发布日期:2015-07-24 00:00 来源:http://www.sddeyang.cn 点击:

2015-01-05 16:10 来源:化学科学部 孙宏伟 张国俊 梁文平 我有话说

  碳四烷基化汽油具有高辛烷值、无硫、无烯、无芳等优点,是理想的汽油调和组分。传统工艺以浓硫酸或氢氟酸为催化剂,存在严重的设备腐蚀及潜在的环境污染与人身危害等重大问题,其工业应用受到了越来越大的挑战。因此,环境友好的烷基化生产技术的开发一直是世界炼油工业的焦点。

  自2000年开始,中国石油大学(北京)徐春明教授和刘植昌教授领导的研究团队在国家自然科学基金委项目的持续支持下(批准号:21036008、20976194、20490209、20206018),以清洁燃料生产和离子液体催化两大研究领域的交叉点——复合离子液体碳四烷基化为切入点,以实现该技术的产业化为目标,开展了相关基础和关键实用化技术的研究,逐步取得了以下系列重要认识和重大突破:

  一是创新性地开发成功高活性和选择性的具有双金属复合阴离子的离子液体催化剂——复合离子液体。通过双金属或多金属配位中心的协同作用,抑制了聚合和裂解副反应,实现了对碳四烷基化反应的精确调控。

  二是创新性地开发成功复合离子液体催化活性监测方法和催化活性再生工艺。通过对复合离子液体催化剂B酸和L酸的深入研究,获得了对复合离子液体催化活性和选择性来源的深刻认识,提出了离子液体活性指数的定量检测表达式,实现了对连续反应过程中复合离子液体催化剂活性的实时检测。

  三是建成了世界首套10万吨/年复合离子液体碳四烷基化的工业化生产装置,于2013年8月6日顺利开车成功。一年多的工业运行结果表明,烯烃转化率100%,烷基化油辛烷值高达97以上,吨烷基化油的催化剂当量消耗5公斤,吨烷基化油能耗157 kg标油/吨烷油。中国石油和化学工业联合会的成果鉴定认为“该技术具有自主知识产权,总体技术处于国际领先水平,具有广阔的应用前景和推广价值”。复合离子液体几乎无腐蚀,可大幅提高生产安全性并降低设备投资。该技术的成功应用,为我国乃至世界商品汽油的清洁化和质量全面升级提供了一种崭新的解决方案。

  离子液体及清洁燃料生产相关研究发表在Chem. Soc. Rev.、J.Catal.、AIChE J.、IEC Res.、Chem. Eng. Sci.、Oil &Gas J.等期刊上,CILA技术获得授权中国发明专利10项、国际发明专利17项。获得2014年中国石油和化学工业联合会唯一的技术发明特等奖,并入选2014年“中国高等学校十大科技进展”。

10万吨/年复合离子液体碳四烷基化的工业化生产装置

  ——山东东营德阳化工有限公司

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