中国国际工业博览会参展项目：“面向硫酸烷基化的干式分离成套技术装备”

汽油品质的提升，不仅可以让车辆行驶更健康，也会让生活环境更低碳。从2023年1月1日起，我国汽油全面进入“国六B”时代——明确规定汽油中的硫含量不得超过10ppm，烯烃含量由18%（体积比）降至15%。

作为汽油品质升级的重点，如何在汽油生产过程中降低“含硫量”，提升“含绿量”？碳四硫酸烷基化就是实现这一途径的关键过程之一。

以杜邦公司为代表的搅拌式硫酸烷基化在全球建有近300套装置，是应用最早、最多、最成熟的工艺，占到市场份额80%以上，但采用碱水洗工艺——这种传统工艺在去除流出物中携带的硫酸和硫化物时，系统引入水而形成稀酸环境，容易造成设备腐蚀，安全隐患大、废水排放大，事故频发。

如何打破传统分离方式，进行绿色工艺革新？

由华东理工大学机械与动力工程学院白志山教授领衔的项目“面向硫酸烷基化的干式分离成套技术装备”，通过理论研发、设备开发、工艺革新的全流程创新，突破了传统工艺的桎梏，为碳四硫酸烷基化注入“绿色能量”。

据白志山教授介绍，搅拌式硫酸烷基化流出物中夹带微细硫酸液滴和硫化物，酸滴、酸溶性硫化物、油溶性硫化物交融，单一技术难以实现有效分离。针对以上问题，本项目将液膜内部的循环流动和液滴在纤维上的聚并、铺展协同，发明了纤维强化液滴聚并分离方法；针对硫酯、硫醇、硫醚等复杂有机硫体系，发明了定向选择的脱硫吸附剂；面向高分离性能设备的结构调控关键问题，发明了干式分离新工艺与成套装备。






干式分离新工艺与成套装备研发

“我们系统探索、拓展了绿色高效的分离理论和相应技术体系，从基础研究、技术创新到应用转化，都取得了创新成果。”白志山说。



团队在实验室开展研究工作

2020年8月28日，本项目发明的干式分离工艺与装备在上海石化实现了工业示范，应用在当时全球规模最大的搅拌式硫酸烷基化装置——中国石化上海石油化工股份有限公司引进的40万吨/年杜邦搅拌式硫酸烷基化装置，促进了全球应用最早、最多、最成熟硫酸烷基化技术的工艺革新，助力我国汽油品质从国五到国六迭代升级。



上海石化40万吨/年硫酸烷基化干式分离装置

据白志山教授介绍，40万吨/年硫酸烷基化装置每年可节省15%的强碱液1680吨，减少含盐废水排放12.6万吨，实现污水零排放，大大降低下游污水处理厂的负担和操作人员劳动强度。

截至目前，本项目成果已推广应用到全国12个省市的23个化工项目中，主要是中国石化、中国石油等我国最主要的石油和天然气能源化工企业，如中国石油化工股份有限公司天津分公司的30万吨/年、镇海炼化分公司的40万吨/年杜邦搅拌式硫酸烷基化装置等。不仅如此，国内还有将近100套搅拌式硫酸烷基化装置正在推进采用该项发明技术。



天津石化30万吨/年硫酸烷基化干式分离装置



团队成员在合作企业现场试验

该项目已授权中外发明专利21件，入选了国家发改委《绿色技术推广目录》，并获得2024年日内瓦国际发明展银奖。今年3月，白志山教授因“围绕液滴振荡破乳分离开展研究，联合中国石化开发成功国内首套具有自主知识产权的硫酸烷基化工艺，打破国外垄断”等成就而获得2023年度“青山科技奖”。

项目的技术优势也为落实“双碳”行动，建设美丽中国提供了更多可行方案。白志山介绍说，动态萃取分离、吸附等技术属于物理法分离，突破了重大化工装置非热相变、不加药剂的分离强化瓶颈问题，也可应用在环己酮、柴油炼制、含油污水处理等行业，还可向诸如医疗、军工等产业中的分离单元发展应用，实现应用领域的多样化。