国内烷基苯装置建设概况及其技术工艺

刘守涛

（中国中轻国际工程有限公司，北京 100026）

直链烷基苯（LAB）主要应用于表面活性剂——烷基苯磺酸盐（LAS）的生产，是洗涤剂行业的主要生产原料。烷基苯磺酸在洗涤剂配方中的广泛应用始于20世纪60年代，业界认为其应用有望再持续数十年。由于直链烷基苯的生产成本相对较低，且其加工、配方和应用的性能较理想，环境安全性也较高，因此一直受到洗涤用品行业的青睐。

1.国内烷基苯装置的概况

从2010年开始，国内烷基苯生产企业均加快扩能改造的步伐。截至2013年，国内主要烷基苯生产企业的烷基苯总产能已经达到88万吨/年。

目前，金陵石化有限责任公司烷基苯厂已经拥有20万吨/年烷基苯的生产能力；金桐石油化工有限公司拥有10万吨/年的烷基苯生产装置，并与金陵石化有限责任公司组建了江苏金桐石化有限公司，拥有10万吨/年烷基苯生产装置。江苏金桐石油化工有限公司于2010年组建江苏金桐表面活性剂有限公司，新建一套10万吨/年烷基苯生产装置。到2013年，金桐石化旗下的企业共拥有30万吨/年的烷基苯生产能力。

此外，抚顺石化公司洗涤剂化工厂利用合成脂肪醇联合装置的脱氢单元为烷基苯装置生产烯烃，形成三套脱氢单元与两套烷基化单元的生产布局，烷基苯的生产能力达到28万吨/年；琪优势化工（太仓）有限公司建设了一套10万吨/年烷基苯生产装置。

2.国内各套烷基苯装置技术特点

美国环球油品公司（UOP）的洗涤剂烷基化工艺于1968年首次实现工业化。二十世纪70年代末，我国第一套使用UOP脱氢-HF烷基化工艺技术的烷基苯装置——南京烷基苯厂5万吨/年烷基苯联合生产装置建成投产。现在，国内正在运转的几套洗涤剂烷基苯生产装置，其烷基化装置均采用UOP的脱氢-HF烷基化工艺技术。

2.1 金陵石化烷基苯厂

金陵石化有限责任公司烷基苯厂是我国第一家以直馏煤油为原料，采用脱氢工艺生产烷基苯的企业。该厂的烷基苯联合装置在建设时引进了UOP技术，由意大利欧洲技术公司总承包，于1980年底建成并投入生产。

该烷基苯联合装置由加氢精制装置、分子筛脱蜡装置、脱氢装置、烷基化装置等四套装置组成，其烷基苯和轻蜡设计能力均为5万吨/年。建成至今，该烷基苯联合装置的加氢-分子筛装置经过多次重大技术改造，轻蜡生产能力已由5万吨/年扩大至40万吨/年；脱氢-烷基化装置也经过了多次重大技术改造和改进，烷基苯生产能力由5万吨/年扩大到至20万吨/年。

经过将近30年的技术改进、消化和改造,金陵石化公司烷基苯厂的技术目前已经形成自己的技术特点:

2.1.1 脱氢催化剂的国产化

大连物化所、中国日化院和南京烷基苯厂于1984年共同研发成功NDC-2脱氢催化剂，取代了UOP公司的DEH-5同类催化剂；1991年又开发出NDC-4脱氢催化剂，取代了UOP公司的DEH-7催化剂。这些催化剂都能很好地应用于PACAL装置中。同时，NDC-4后来还出口到印度和伊朗，其中印度Reliance公司每年生产烷基苯所用的脱氢催化剂40%为NDC-4。这样，国产催化剂已真正走出国门，与UOP公司竞争国际市场。

从第一代NDC-2型到目前的NDC-10型，金陵石化生产的催化剂与国际同类产品的性能差距日益缩小，并逐渐以优异的性价比在国内外脱氢催化剂市场上占据了一定的地位。

2.1.2 新的二烯烃加氢工艺的开发

UOP公司在二烯烃加氢工艺中使用镍系催化剂H-14。操作中，需要注硫来提高选择性，并且需要高压、高温的反应条件。相对应地，其工艺设备也较复杂。2000年，金陵石化烷基苯厂开发成功二烯烃加氢工艺及DSH-2催化剂，在低温、低压条件下就能完全满足二烯烃加氢的工艺要求。这再一次打破了UOP公司对该技术的垄断，且操作弹性大，无需加温、加压就能达到反应的目的。

2.1.3 单套装置生产20万吨/年的技术研究

2010年，南京烷基苯厂的烷基苯装置由15万吨/年扩能到20万吨/年。其主要改造内容有以下几方面:脱氢反应器进行改造，催化剂的装填量增加30.2%；增加板式换热器及循环氢压缩机；部分分馏设备进行了更新；烷基苯装置热泵技术的应用等。经过上述改造，使单套装置从原设计的5万吨/年的产能扩大到20万吨/年，这在全球的烷基苯生产企业中也是个特例。

2.1.4 能量的优化设计

结合多年的生产经验，南京烷基苯厂的有关技术人员对烷基苯装置（加氢、分子筛、脱氢及烷基化装置）的换热流程进行了优化设计，提高了低温余热的利用率，降低了装置的能耗。

2.2 金桐石化

金桐石油化工有限公司10万吨/年烷基苯生产装置于1996年建成投产，主要包括脱氢、HF烷基化两套装置。其二烯烃选择性加氢购买金陵石化公司烷基苯厂的专有技术。

2001年，金桐石油化工有限公司与金陵石化有限责任公司合资组建江苏金桐化学工业有限公司。江苏金桐化学工业有限公司拥有一套10万吨/年洗涤剂烷基苯装置，装置构成与金桐石油化工有限公司相同。

2010年，江苏金桐化学工业公司组建设立江苏金桐表面活性剂有限公司，在南京化学工业园区新建一套10万吨/年洗涤剂烷基苯装置，主要包括脱氢、HF烷基化两套装置。其原料正构烷烃为外购，计划于2013年上半年投产。金桐石化首次采用了高效板束式换热器和烯烃双段进料技术，这是国内烷基苯生产工艺取得的一项突破性进展。

2.2.1 高效板束式换热器的应用

金桐石油化工有限公司脱氢单元的联合进料换热器在国内烷基苯装置中率先使用了法国Packniox板束式换热器，其热效率得以大大提高，并降低了热油加热炉的热负荷，综合能耗可减少34kg标油/吨烷基苯。在这次成功探索的基础上，板束式换热器已成为国内烷基苯装置的标准配置。

2.2.2 烯烃双段进料的应用

金桐石化在国内的烷基苯装置上首次采用了原料烯烃双段进料工艺。使用此技术后，在保证苯-烯比（8∶1）的前提下，装置循环苯的用量减少43%，并降低了脱苯塔的热油需要量。由此，可节约16～20kg标油/吨烷基苯。

2.3 抚顺石化公司洗涤剂化工厂

抚顺石化公司洗涤剂化工厂是国家“七五”期间投资建设的重点项目，1990年被国家列为直接关系到国计民生的全国20项“重中之重”的重大建设项目之一，是目前亚洲最大的合成洗涤剂原料基地。该厂原脱氢-烷基化装置的设计生产能力为7.2万吨/年，经过1997年、2000年和2010年的技术改造，其生产能力已经达到28万吨/年，并着重开发了油田用表面活性剂技术。

2.3.1 脱氢催化剂的国产化

抚顺石化公司与大连物化所于1996年初开发出第二代脱氢催化剂（DF-2），用以替代美国UOP公司的DEH-7催化剂，随之在抚顺石化公司洗涤剂化工厂的生产装置上成功应用。2008年，他们又开发成功DF-3型脱氢催化剂。与DF-2催化剂相比，DF-3催化剂具有高温活性好、多产烷基苯及重烷基苯、使用周期长等特点。

DF-3型脱氢催化剂具有良好的工业应用前景。随着其产量的提高，在公用工程费用基本不变的情况下，每吨产品分摊的成本下降。同时，该产品可用于生产驱油用烷基苯，满足大庆油田制备强碱体系复合驱油剂的质量要求，提高了大庆油田三次采油的效率。

2.3.2 驱油用烷基苯技术的开发

配合大庆油田三次采油的需要，抚顺石化公司利用烷基苯装置的副产物开发出驱油剂用烷基苯，目前已经成功进行了矿场试验及工业化推广。研究表明，碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱油特别适合于大庆油田，能够提高15%～25%的原油采收率，而且驱油成本相对较低，可以为大庆及国内其它油田提供更多优质的驱油剂。这项技术填补了国内空白，具有良好的市场前景。

2.3.3 炉管及辐射室辐射涂层技术的应用

在加热炉炉管表面应用陶瓷涂层技术，炉管表面的陶瓷涂层可以增加炉管吸收热量的能力。这不仅解决了加热炉膛温度过高的问题，而且提高了加热炉的运行热效率。

2.4 琪优势化工（太仓）有限公司

琪优势化工（太仓）有限公司是由新加坡伟东化工私人有限公司新投资设立的全资子公司，注册资本为3100万美元。而伟东化工是印度尼西亚三林集团和韩国梨树化学株式会社为开发中国市场而合资设立的投资公司，合资双方各占50%股份。

琪优势化工（太仓）有限公司在江苏省太仓市太仓港口开发区石化工业区建设了一套10万吨/年的烷基苯联合装置，并预留一套10万吨/年烷基苯联合装置的场地。该项目仍采用UOP以液体HF为催化剂的烷基化（DETERGENT ALKYLATE）技术，由韩国大宇工程公司提供工艺包及基础设计文件，中国中轻国际工程有限公司进行施工图设计。

2.4.1 白土处理器的使用

该装置在烷基苯分馏塔后面加一个烷基苯回收塔。同时，增加一个白土处理器以回收塔顶液，从而提高烷基苯收率，同时降低烷基苯的溴指数。这项技术已在韩国梨树化学公司使用多年。

2.4.2 设备的优化设计

根据多年的使用经验，琪优势化工对烷基苯装置的关键设备进行了优化设计，使设备体积减小，从而节省了设备投资。

2.4.3 中和单元的功能化设计

烷基苯中和单元的功能是将烷基化酸区的排水和HF再生塔的塔底物进行中和，并将中和后的产物集中送至污水处理场，在污水处理场进行处理。然后，使用带式压滤机将处理后的残渣进行压滤处理，避免定期清理中和池的作业。

3.结语

随着国内烷基苯装置产能的扩大，UOP脱氢-HF烷基化工艺技术也在不断创新和优化，催化剂的开发和新技术的应用也取得了突破性进展。工艺技术的进步，降低了烷基苯生产的能耗和物耗，使得国内生产的烷基苯产品在国际市场上具备了较强的竞争力。同时，在对重烷基苯系列产品进行开发利用的过程中，进一步提高产量和质量已成为烷基苯生产厂家亟待解决的问题，这也是烷基苯生产技术进步最大的推动力。