國(guó)內(nèi)烷基苯裝置建設(shè)概況及其技術(shù)工藝

劉守濤

（中國(guó)中輕國(guó)際工程有限公司，北京 100026）

直鏈烷基苯（LAB）主要應(yīng)用于表面活性劑——烷基苯磺酸鹽（LAS）的生產(chǎn)，是洗滌劑行業(yè)的主要生產(chǎn)原料。烷基苯磺酸在洗滌劑配方中的廣泛應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代，業(yè)界認(rèn)為其應(yīng)用有望再持續(xù)數(shù)十年。由于直鏈烷基苯的生產(chǎn)成本相對(duì)較低，且其加工、配方和應(yīng)用的性能較理想，環(huán)境安全性也較高，因此一直受到洗滌用品行業(yè)的青睞。

1.國(guó)內(nèi)烷基苯裝置的概況

從2010年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)烷基苯生產(chǎn)企業(yè)均加快擴(kuò)能改造的步伐。截至2013年，國(guó)內(nèi)主要烷基苯生產(chǎn)企業(yè)的烷基苯總產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到88萬(wàn)噸/年。

目前，金陵石化有限責(zé)任公司烷基苯廠已經(jīng)擁有20萬(wàn)噸/年烷基苯的生產(chǎn)能力；金桐石油化工有限公司擁有10萬(wàn)噸/年的烷基苯生產(chǎn)裝置，并與金陵石化有限責(zé)任公司組建了江蘇金桐石化有限公司，擁有10萬(wàn)噸/年烷基苯生產(chǎn)裝置。江蘇金桐石油化工有限公司于2010年組建江蘇金桐表面活性劑有限公司，新建一套10萬(wàn)噸/年烷基苯生產(chǎn)裝置。到2013年，金桐石化旗下的企業(yè)共擁有30萬(wàn)噸/年的烷基苯生產(chǎn)能力。

此外，撫順石化公司洗滌劑化工廠利用合成脂肪醇聯(lián)合裝置的脫氫單元為烷基苯裝置生產(chǎn)烯烴，形成三套脫氫單元與兩套烷基化單元的生產(chǎn)布局，烷基苯的生產(chǎn)能力達(dá)到28萬(wàn)噸/年；琪優(yōu)勢(shì)化工（太倉(cāng)）有限公司建設(shè)了一套10萬(wàn)噸/年烷基苯生產(chǎn)裝置。

2.國(guó)內(nèi)各套烷基苯裝置技術(shù)特點(diǎn)

美國(guó)環(huán)球油品公司（UOP）的洗滌劑烷基化工藝于1968年首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。二十世紀(jì)70年代末，我國(guó)第一套使用UOP脫氫-HF烷基化工藝技術(shù)的烷基苯裝置——南京烷基苯廠5萬(wàn)噸/年烷基苯聯(lián)合生產(chǎn)裝置建成投產(chǎn)。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)正在運(yùn)轉(zhuǎn)的幾套洗滌劑烷基苯生產(chǎn)裝置，其烷基化裝置均采用UOP的脫氫-HF烷基化工藝技術(shù)。

2.1 金陵石化烷基苯廠

金陵石化有限責(zé)任公司烷基苯廠是我國(guó)第一家以直餾煤油為原料，采用脫氫工藝生產(chǎn)烷基苯的企業(yè)。該廠的烷基苯聯(lián)合裝置在建設(shè)時(shí)引進(jìn)了UOP技術(shù)，由意大利歐洲技術(shù)公司總承包，于1980年底建成并投入生產(chǎn)。

該烷基苯聯(lián)合裝置由加氫精制裝置、分子篩脫蠟裝置、脫氫裝置、烷基化裝置等四套裝置組成，其烷基苯和輕蠟設(shè)計(jì)能力均為5萬(wàn)噸/年。建成至今，該烷基苯聯(lián)合裝置的加氫-分子篩裝置經(jīng)過(guò)多次重大技術(shù)改造，輕蠟生產(chǎn)能力已由5萬(wàn)噸/年擴(kuò)大至40萬(wàn)噸/年；脫氫-烷基化裝置也經(jīng)過(guò)了多次重大技術(shù)改造和改進(jìn)，烷基苯生產(chǎn)能力由5萬(wàn)噸/年擴(kuò)大到至20萬(wàn)噸/年。

經(jīng)過(guò)將近30年的技術(shù)改進(jìn)、消化和改造,金陵石化公司烷基苯廠的技術(shù)目前已經(jīng)形成自己的技術(shù)特點(diǎn):

2.1.1 脫氫催化劑的國(guó)產(chǎn)化

大連物化所、中國(guó)日化院和南京烷基苯廠于1984年共同研發(fā)成功NDC-2脫氫催化劑，取代了UOP公司的DEH-5同類(lèi)催化劑；1991年又開(kāi)發(fā)出NDC-4脫氫催化劑，取代了UOP公司的DEH-7催化劑。這些催化劑都能很好地應(yīng)用于PACAL裝置中。同時(shí)，NDC-4后來(lái)還出口到印度和伊朗，其中印度Reliance公司每年生產(chǎn)烷基苯所用的脫氫催化劑40%為NDC-4。這樣，國(guó)產(chǎn)催化劑已真正走出國(guó)門(mén)，與UOP公司競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際市場(chǎng)。

從第一代NDC-2型到目前的NDC-10型，金陵石化生產(chǎn)的催化劑與國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的性能差距日益縮小，并逐漸以?xún)?yōu)異的性?xún)r(jià)比在國(guó)內(nèi)外脫氫催化劑市場(chǎng)上占據(jù)了一定的地位。

2.1.2 新的二烯烴加氫工藝的開(kāi)發(fā)

UOP公司在二烯烴加氫工藝中使用鎳系催化劑H-14。操作中，需要注硫來(lái)提高選擇性，并且需要高壓、高溫的反應(yīng)條件。相對(duì)應(yīng)地，其工藝設(shè)備也較復(fù)雜。2000年，金陵石化烷基苯廠開(kāi)發(fā)成功二烯烴加氫工藝及DSH-2催化劑，在低溫、低壓條件下就能完全滿足二烯烴加氫的工藝要求。這再一次打破了UOP公司對(duì)該技術(shù)的壟斷，且操作彈性大，無(wú)需加溫、加壓就能達(dá)到反應(yīng)的目的。

2.1.3 單套裝置生產(chǎn)20萬(wàn)噸/年的技術(shù)研究

2010年，南京烷基苯廠的烷基苯裝置由15萬(wàn)噸/年擴(kuò)能到20萬(wàn)噸/年。其主要改造內(nèi)容有以下幾方面:脫氫反應(yīng)器進(jìn)行改造，催化劑的裝填量增加30.2%；增加板式換熱器及循環(huán)氫壓縮機(jī)；部分分餾設(shè)備進(jìn)行了更新；烷基苯裝置熱泵技術(shù)的應(yīng)用等。經(jīng)過(guò)上述改造，使單套裝置從原設(shè)計(jì)的5萬(wàn)噸/年的產(chǎn)能擴(kuò)大到20萬(wàn)噸/年，這在全球的烷基苯生產(chǎn)企業(yè)中也是個(gè)特例。

2.1.4 能量的優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)合多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，南京烷基苯廠的有關(guān)技術(shù)人員對(duì)烷基苯裝置（加氫、分子篩、脫氫及烷基化裝置）的換熱流程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了低溫余熱的利用率，降低了裝置的能耗。

2.2 金桐石化

金桐石油化工有限公司10萬(wàn)噸/年烷基苯生產(chǎn)裝置于1996年建成投產(chǎn)，主要包括脫氫、HF烷基化兩套裝置。其二烯烴選擇性加氫購(gòu)買(mǎi)金陵石化公司烷基苯廠的專(zhuān)有技術(shù)。

2001年，金桐石油化工有限公司與金陵石化有限責(zé)任公司合資組建江蘇金桐化學(xué)工業(yè)有限公司。江蘇金桐化學(xué)工業(yè)有限公司擁有一套10萬(wàn)噸/年洗滌劑烷基苯裝置，裝置構(gòu)成與金桐石油化工有限公司相同。

2010年，江蘇金桐化學(xué)工業(yè)公司組建設(shè)立江蘇金桐表面活性劑有限公司，在南京化學(xué)工業(yè)園區(qū)新建一套10萬(wàn)噸/年洗滌劑烷基苯裝置，主要包括脫氫、HF烷基化兩套裝置。其原料正構(gòu)烷烴為外購(gòu)，計(jì)劃于2013年上半年投產(chǎn)。金桐石化首次采用了高效板束式換熱器和烯烴雙段進(jìn)料技術(shù)，這是國(guó)內(nèi)烷基苯生產(chǎn)工藝取得的一項(xiàng)突破性進(jìn)展。

2.2.1 高效板束式換熱器的應(yīng)用

金桐石油化工有限公司脫氫單元的聯(lián)合進(jìn)料換熱器在國(guó)內(nèi)烷基苯裝置中率先使用了法國(guó)Packniox板束式換熱器，其熱效率得以大大提高，并降低了熱油加熱爐的熱負(fù)荷，綜合能耗可減少34kg標(biāo)油/噸烷基苯。在這次成功探索的基礎(chǔ)上，板束式換熱器已成為國(guó)內(nèi)烷基苯裝置的標(biāo)準(zhǔn)配置。

2.2.2 烯烴雙段進(jìn)料的應(yīng)用

金桐石化在國(guó)內(nèi)的烷基苯裝置上首次采用了原料烯烴雙段進(jìn)料工藝。使用此技術(shù)后，在保證苯-烯比（8∶1）的前提下，裝置循環(huán)苯的用量減少43%，并降低了脫苯塔的熱油需要量。由此，可節(jié)約16～20kg標(biāo)油/噸烷基苯。

2.3 撫順石化公司洗滌劑化工廠

撫順石化公司洗滌劑化工廠是國(guó)家“七五”期間投資建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，1990年被國(guó)家列為直接關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的全國(guó)20項(xiàng)“重中之重”的重大建設(shè)項(xiàng)目之一，是目前亞洲最大的合成洗滌劑原料基地。該廠原脫氫-烷基化裝置的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為7.2萬(wàn)噸/年，經(jīng)過(guò)1997年、2000年和2010年的技術(shù)改造，其生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到28萬(wàn)噸/年，并著重開(kāi)發(fā)了油田用表面活性劑技術(shù)。

2.3.1 脫氫催化劑的國(guó)產(chǎn)化

撫順石化公司與大連物化所于1996年初開(kāi)發(fā)出第二代脫氫催化劑（DF-2），用以替代美國(guó)UOP公司的DEH-7催化劑，隨之在撫順石化公司洗滌劑化工廠的生產(chǎn)裝置上成功應(yīng)用。2008年，他們又開(kāi)發(fā)成功DF-3型脫氫催化劑。與DF-2催化劑相比，DF-3催化劑具有高溫活性好、多產(chǎn)烷基苯及重烷基苯、使用周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。

DF-3型脫氫催化劑具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。隨著其產(chǎn)量的提高，在公用工程費(fèi)用基本不變的情況下，每噸產(chǎn)品分?jǐn)偟某杀鞠陆?。同時(shí)，該產(chǎn)品可用于生產(chǎn)驅(qū)油用烷基苯，滿足大慶油田制備強(qiáng)堿體系復(fù)合驅(qū)油劑的質(zhì)量要求，提高了大慶油田三次采油的效率。

2.3.2 驅(qū)油用烷基苯技術(shù)的開(kāi)發(fā)

配合大慶油田三次采油的需要，撫順石化公司利用烷基苯裝置的副產(chǎn)物開(kāi)發(fā)出驅(qū)油劑用烷基苯，目前已經(jīng)成功進(jìn)行了礦場(chǎng)試驗(yàn)及工業(yè)化推廣。研究表明，堿-表面活性劑-聚合物三元復(fù)合驅(qū)油特別適合于大慶油田，能夠提高15%～25%的原油采收率，而且驅(qū)油成本相對(duì)較低，可以為大慶及國(guó)內(nèi)其它油田提供更多優(yōu)質(zhì)的驅(qū)油劑。這項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，具有良好的市場(chǎng)前景。

2.3.3 爐管及輻射室輻射涂層技術(shù)的應(yīng)用

在加熱爐爐管表面應(yīng)用陶瓷涂層技術(shù)，爐管表面的陶瓷涂層可以增加爐管吸收熱量的能力。這不僅解決了加熱爐膛溫度過(guò)高的問(wèn)題，而且提高了加熱爐的運(yùn)行熱效率。

2.4 琪優(yōu)勢(shì)化工（太倉(cāng)）有限公司

琪優(yōu)勢(shì)化工（太倉(cāng)）有限公司是由新加坡偉東化工私人有限公司新投資設(shè)立的全資子公司，注冊(cè)資本為3100萬(wàn)美元。而偉東化工是印度尼西亞三林集團(tuán)和韓國(guó)梨樹(shù)化學(xué)株式會(huì)社為開(kāi)發(fā)中國(guó)市場(chǎng)而合資設(shè)立的投資公司，合資雙方各占50%股份。

琪優(yōu)勢(shì)化工（太倉(cāng)）有限公司在江蘇省太倉(cāng)市太倉(cāng)港口開(kāi)發(fā)區(qū)石化工業(yè)區(qū)建設(shè)了一套10萬(wàn)噸/年的烷基苯聯(lián)合裝置，并預(yù)留一套10萬(wàn)噸/年烷基苯聯(lián)合裝置的場(chǎng)地。該項(xiàng)目仍采用UOP以液體HF為催化劑的烷基化（DETERGENT ALKYLATE）技術(shù)，由韓國(guó)大宇工程公司提供工藝包及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)文件，中國(guó)中輕國(guó)際工程有限公司進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。

2.4.1 白土處理器的使用

該裝置在烷基苯分餾塔后面加一個(gè)烷基苯回收塔。同時(shí)，增加一個(gè)白土處理器以回收塔頂液，從而提高烷基苯收率，同時(shí)降低烷基苯的溴指數(shù)。這項(xiàng)技術(shù)已在韓國(guó)梨樹(shù)化學(xué)公司使用多年。

2.4.2 設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)多年的使用經(jīng)驗(yàn)，琪優(yōu)勢(shì)化工對(duì)烷基苯裝置的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)備體積減小，從而節(jié)省了設(shè)備投資。

2.4.3 中和單元的功能化設(shè)計(jì)

烷基苯中和單元的功能是將烷基化酸區(qū)的排水和HF再生塔的塔底物進(jìn)行中和，并將中和后的產(chǎn)物集中送至污水處理場(chǎng)，在污水處理場(chǎng)進(jìn)行處理。然后，使用帶式壓濾機(jī)將處理后的殘?jiān)M(jìn)行壓濾處理，避免定期清理中和池的作業(yè)。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)烷基苯裝置產(chǎn)能的擴(kuò)大，UOP脫氫-HF烷基化工藝技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，催化劑的開(kāi)發(fā)和新技術(shù)的應(yīng)用也取得了突破性進(jìn)展。工藝技術(shù)的進(jìn)步，降低了烷基苯生產(chǎn)的能耗和物耗，使得國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的烷基苯產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上具備了較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，在對(duì)重烷基苯系列產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中，進(jìn)一步提高產(chǎn)量和質(zhì)量已成為烷基苯生產(chǎn)廠家亟待解決的問(wèn)題，這也是烷基苯生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步最大的推動(dòng)力。