基于杠桿作用的ETBE/TAEE/THEE多重耦合制備技術
歐Ⅳ、歐Ⅴ汽油標準要求硫含量大幅降至<50-10ppm,并嚴格控制烯烴和芳烴含量,而中國汽油池中催化裂化(FCC)汽油占70%以上,是汽油池中硫和烯烴的主要來源,高清潔/辛烷值的催化重整(20%左右)、烷基化、異構化、醚化汽油組分較少,面臨巨大的投資、成本壓力,催化重整還存在與乙烯爭石腦油原料及芳烴含量限制等問題。目前中國燃料乙醇的生產成本居高不下,其中乙醇脫水的高能耗是制約其發展的關鍵瓶頸之一,同時,添加燃料乙醇也并不能從根本上解決煉油/汽油池中的這些關鍵瓶頸問題,并且乙醇汽油還存在雷德蒸汽壓升高、夏季對輕烴的部分擠出效應、對橡膠、塑料、金屬件有一定的溶脹、腐蝕作用,以及易產生相分離、保存期不長、需單獨的儲運配送系統等問題。因此迫切需要尋求能夠破解“汽油升級”、“乙醇汽油”等發展困局之良策。而由乙醇制備ETBE/TAEE/THEE(乙基叔烷基醚),更是要面對多個難分離共沸物系的高能耗,并且還與異烯烴的高轉化率/選擇性/反應速率要求形成矛盾/制約,特別是可能影響到后繼化工過程如1-丁烯分離、烯烴異構化等對C4/C5的進一步深加工處理。通常分離過程占整個叔烷基醚制備投資的50%及能耗的90%以上,因此其較為高昂的能耗/成本是制約其推廣應用的關鍵瓶頸本技術運用價值工程原理,巧妙地將ETBE制備過程中的多重矛盾/制約,通過組合成一個具有杠桿作用的多重耦合/集成功能模塊:·耦合分離純化ETBE/乙醇和含水乙醇,并可聯產無水乙醇(如1~3摩爾/摩爾ETBE);·可與現有主要ETBE生產技術進行組合/可利用現有主要裝置設備;·可提高/保證異丁烯的轉化率/選擇性/反應速率,有利于后繼化工過程;·可提高/保證ETBE的純度(乙醇<0.1~1%),便于直接加入汽油池;·可顯著降低能耗/成本(比現有ETBE/乙醇分離技術降30~50%并省去脫水能耗);·特別有利于優化集成ETBE/TAEE/THEE制備過程(可比現有醇醚和/或乙醇脫水技術降低能耗/成本50~80%甚至以上);·撬動/提升煉油/汽油池系統的價值——FCC汽油可在深度加氫脫硫、降烯烴的同時提高辛烷值、降低雷德蒸汽壓,可大大減輕煉油系統的巨額投資壓力/降低汽油加工成本;·煉油/汽油池杠桿效應:總量增加、價值提升、節省投資、使用方便;·可增加輕烴——每百加侖汽油池以ETBE形式加入?加侖的乙醇可新增4.7:1的C4~C6輕烴,比乙醇直接加入的結果實際增加15倍體積,增加了ETBE的使用價值;E10雷德蒸汽壓比乙醇汽油組分油升高7KPa,而制備TAEE/THEE可直接降低雷德蒸汽壓~7Kpa;·可減少芳烴、降低烷基化、異構化油用量——降低巨額投資壓力及加工成本;·減少CO 2排放——以ETBE形式加入汽油比乙醇可多減排24kgCO 2 /MJ乙醇;·便于直接在汽油池調和——不必改變現有儲運配送系統,可降低使用成本。該技術已申請多項中國發明專利并已進入國際(PCT)階段。
華東理工大學
2021-04-13