CN104673383B - 一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，原料物流首先进入第一蒸馏单元，在一定温度和压力下蒸发，将原料物流分成蜡油馏分物流和重馏分物流；重馏分物流进入第二蒸馏单元，在一定温度和压力下发生蒸发，将重馏分物流分成中蜡物流和高熔点蜡物流；高熔点蜡物流与氢气物流进入加氢精制单元，加氢之后的高熔点蜡分为第一物流和加氢高熔点蜡物流两股；加氢高熔点蜡物流进入第三蒸馏单元，在一定温度和压力下发生蒸发，将加氢高熔点蜡物流分成第一高熔点蜡物流和第二高熔点蜡物流。本发明生产得到多种高熔点蜡产品，并解决物料在分离过程中因受热结焦而导致产品色号过低的问题。

Description

一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法
技术领域
本发明涉及费托合成蜡分离加工领域，尤其是涉及一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法。
背景技术
蜡是常温下呈固体的正构烷烃混合物，广泛用于包装工业、汽车防护防腐、炸药生产、板材生产、印刷油墨、橡胶工业、热熔胶、医药工业、农业中植物保水、水果保鲜等、蜡烛及日化产品等领域。
目前，市场上的蜡大多是以矿物油为原料生产。石油经过常、减压蒸馏后分离出润滑油馏分，润滑油馏分在脱蜡降凝提高品质的同时副产出石蜡，再通过精制、改性等处理，生产出不同品种和型号的石蜡产品。由于石油基石蜡主要是润滑油加过程中的副产物，其碳数分布与润滑油相似，其熔点大多在50～70℃，难以得到熔点更高的蜡产品。目前，我国石蜡初级产品的产量高，高经济价值的特种蜡和专用蜡产品少，主要依赖进口。
除石油基石蜡外，以一氧化碳和氢气为原料，在一定温度、压力以及催化剂作用下，利用费托合成反应可生产合成蜡，这种合成蜡主要为宽碳数分布的正构烷烃。与石油基蜡相比，费托合成蜡具有碳数分布宽，正构烷烃含量高，无硫无氮无芳烃等特点，是一种优质的蜡产品，也可作为生产特种蜡的优质原料。
费托合成蜡的熔点高达85～95℃，且碳数分布宽，碳数分布从C12～C120。在蜡中正构烷烃含量一定的情况下，烷烃的碳数对蜡的熔点起决定性影响，通常，碳数越高，蜡的熔点越高。将费托合成蜡中的低碳烃组分分离脱除，可提高蜡的熔点，生产出熔点达100℃以上的高熔点蜡，这种高熔点蜡在热溶胶、塑料、油墨、涂料等领域有独特的用途，经济价值很高。
费托合成蜡的碳数很宽，若采用蒸馏的方法脱除其低碳数组分，需要极高的真空度。对于这种高沸点烃物系的分离，工业上通常采用减压精馏的方法，石化工业上，减压精馏的极低操作压力为2000～3000Pa，难以达到分离合成蜡的要求。另外，减压精馏塔塔釜温度高达在350～400℃，且物料在塔釜高温下停留时间较长，烃组分易发生热裂解而结焦，导致脱除轻组分后得到的高熔点蜡的品质不高。
专利CN103980940A提供了一种费托合成产物经过连续式高真空蒸馏方式进行蒸馏分离，制得性能优良的高熔点精蜡的方法；第一步将原料通过进料泵进入蒸发器，在高温高真空下，使油组分及其它低沸点物质受热蒸发；第二步将脱除油组分及其它低沸点物质的煤基合成油进入蒸馏器，通过导热油加热，在极高真空下，煤基合成油产品受热蒸发，通过冷凝器中被冷凝捕捉，得到目标产品。该方法所用的原料为煤间接液化生成的轻质油，不是合成蜡；经过两步分离，只得到一个高熔点蜡产品，且第二步分离必须在1Pa的压力操作，操作弹性极低。另外，该方法虽然能提高蜡产品的熔点，但原料中存在的少量烯烃、含氧化合物、以及分离过程中因受热而积碳结焦产生的少量杂质组分没有得到脱除，难以满足蜡产品的色度指标。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生产得到多种高熔点蜡产品，并解决物料在分离过程中因受热结焦而导致产品色号过低的问题的由费托合成产品生产高熔点蜡的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，采用以下步骤：
a、原料物流首先进入第一蒸馏单元，在一定温度和压力下蒸发，将原料物流分成蜡油馏分物流和重馏分物流；
b、重馏分物流进入第二蒸馏单元，在一定温度和压力下发生蒸发，将重馏分物流分成中蜡物流和高熔点蜡物流；
c、高熔点蜡物流与氢气物流进入加氢精制单元，加氢之后的高熔点蜡分为第一物流和加氢高熔点蜡物流两股；
d、加氢高熔点蜡物流进入第三蒸馏单元，在一定温度和压力下发生蒸发，将加氢高熔点蜡物流分成第一高熔点蜡物流和第二高熔点蜡物流。
原料物流为费托合成蜡，其碳数分布为C12～C120，族组成上主要为正构烷烃，少量异构烷烃、烯烃和醇、醛、酮、酸、酯等含氧有机物，痕量环烷烃和芳烃，无硫、氮等杂质。
第一蒸馏单元、第二蒸馏单元及第三蒸馏单元为高真空蒸发器，由进料、加热、蒸发、冷凝、真空、出料系统等六部分组成，另外在高真空蒸发器的表面设有使原料在其表面均匀分散的刮膜器。
优选地，高真空蒸发器为分子蒸馏塔。
第一蒸馏单元的操作条件为：压力1～50Pa，温度120～200℃；第二蒸馏单元的操作条件为：压力1～30Pa，温度200～260℃；第三蒸馏单元的操作条件为：压力1～20Pa，温度为260～320℃。
加氢精制单元中采用的催化剂以Al2O3和/或SiO2为载体，镧、铈、钛、锆、氟、硼或磷中的一种或几种为助剂，Ni、W、Co或Mo中的一种或两种为活性金属的负载型加氢催化剂，其中，助剂占催化剂总重量百分比为0.1～10％，加氢活性金属占催化剂总重量百分比为5～38％，加氢精制单元的操作条件为：温度260～350℃、压力2～8MPa、空速1～4LHSV-1。
中蜡物流经过加氢后作为蜡产品，或通过加氢裂化转化为汽油、煤油或柴油的液体燃料；第一物流直接作为高熔点蜡产品，或进一步氧化得到氧化蜡产品。
优选地，中蜡物流的熔点为50～70℃，第一物流的熔点为92～105℃，第一高熔点蜡物流的熔点为70～90℃，第二高熔点蜡物流的熔点≥105℃。
与现有技术相比，本发明以费托合成蜡为原料，开发了三步分离工艺流程，可生产出多种不同型号的高熔点蜡产品，满足不同的市场需求，且本方法各分离步骤的压力和温度有很大的操作弹性，工业化生产容易操作。另外，本发明在工艺流程中设置了加氢精制单元，将物料中烯烃、含氧化合物以及受热结焦产生的影响产品色度的杂质有效脱除，解决产品色号过低的问题，工艺流程简单，易实现工业化生产。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中，1-原料物流、2-蜡油馏分物流、3-重馏分物流、4-中蜡物流、5-高熔点蜡物流、6-氢气物流、7-高熔点蜡、8-第一物流、9-加氢高熔点蜡物流、10-第一高熔点蜡物流、11-第二高熔点蜡物流、A-第一蒸馏单元、B-第二蒸馏单元、C-加氢精制单元、D-第三蒸馏单元。
具体实施方式
一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，采用以下步骤：
a、原料物流首先进入第一蒸馏单元，在一定温度和压力下蒸发，将原料物流分成蜡油馏分物流和重馏分物流；
b、重馏分物流进入第二蒸馏单元，在一定温度和压力下发生蒸发，将重馏分物流分成中蜡物流和高熔点蜡物流；
c、高熔点蜡物流与氢气物流进入加氢精制单元，加氢之后的高熔点蜡分为第一物流和加氢高熔点蜡物流两股；
d、加氢高熔点蜡物流进入第三蒸馏单元，在一定温度和压力下发生蒸发，将加氢高熔点蜡物流分成第一高熔点蜡物流和第二高熔点蜡物流。
原料物流采用的是费托合成蜡，其碳数分布为C12～C120，族组成上主要为正构烷烃，少量异构烷烃、烯烃和醇、醛、酮、酸、酯等含氧有机物，痕量环烷烃和芳烃，无硫、氮等杂质。
第一蒸馏单元、第二蒸馏单元及第三蒸馏单元为高真空蒸发器，例如可以采用分子蒸馏塔，由进料、加热、蒸发、冷凝、真空、出料系统等六部分组成，另外在高真空蒸发器的表面设有使原料在其表面均匀分散的刮膜器，
第一蒸馏单元的操作条件为：压力1～50Pa，温度120～200℃；第二蒸馏单元的操作条件为：压力1～30Pa，温度200～260℃；第三蒸馏单元的操作条件为：压力1～20Pa，温度为260～320℃。加氢精制单元中采用的催化剂以Al2O3和/或SiO2为载体，镧、铈、钛、锆、氟、硼或磷中的一种或几种为助剂，Ni、W、Co或Mo中的一种或两种为活性金属的负载型加氢催化剂，其中，助剂占催化剂总重量百分比为0.1～10％，加氢活性金属占催化剂总重量百分比为5～38％，加氢精制单元的操作条件为：温度260～350℃、压力2～8MPa、空速1～4LHSV-1。
中蜡物流经过加氢后作为蜡产品，或通过加氢裂化转化为汽油、煤油或柴油的液体燃料；第一物流直接作为高熔点蜡产品，或进一步氧化得到氧化蜡产品。中蜡物流的熔点为50～70℃，第一物流的熔点为92～105℃，第一高熔点蜡物流的熔点为70～90℃，第二高熔点蜡物流的熔点≥105℃。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，工艺流程如图1所示，原料物流1为费托合成蜡物流，性质见表1，首先进入第一蒸馏单元A，在150℃，2.5Pa条件下，将物流分成蜡油馏分物流2和重馏分物流3，重馏分物流3进入第二蒸馏单元B，在240℃、2.2Pa的条件下，将物流分成中蜡物流4和高熔点蜡物流5；高熔点蜡物流5进入加氢精制单元C，以硫化态的Co/Mo-Al2O3催化剂，在300℃、5MPa条件下，得到高熔点蜡7。高熔点蜡7分成第一物流8和加氢高熔点蜡物流9两股物流，第一物流8作为100～104号蜡；加氢高熔点蜡物流9进入第三蒸馏单元D，在275℃、1.6Pa条件下，将物流分成第一高熔点蜡物流10(80号蜡)和第二高熔点蜡物流11(105号蜡)。分离所得各高熔点蜡产品性质见表1。
表1实例1各产品性质指标
性质 原料 80号蜡 100～104号蜡 105号蜡
熔点/℃ 92 84 103 105
白度/赛波特号 15 23 21 19
针入度/25℃，1/10mm 0.36 0.55 0.16 0.07
油含量％ 1.6 1.2 0.04 0.03
实施例2
一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，工艺流程如图1所示，原料物流1为费托合成蜡物流，首先进入第一蒸馏单元A，在180℃，40Pa条件下，将物流分成蜡油馏分物流2和重馏分物流3，重馏分物流3进入第二蒸馏单元B，在240℃、10Pa的条件下，将物流分成中蜡物流4和高熔点蜡物流5；高熔点蜡物流5进入加氢精制单元C，以硫化态的Co/Mo-Al2O3催化剂，在320℃、6MPa条件下，得到高熔点蜡7。高熔点蜡7分成第一物流8和加氢高熔点蜡物流9两股物流，第一物流8作为100～104号蜡；加氢高熔点蜡物流9进入第三蒸馏单元D，在300℃、1.3Pa条件下，将物流分成第一高熔点蜡物流10(80号蜡)和第二高熔点蜡物流11(105号蜡)。分离所得各高熔点蜡产品性质见表2。
表2实例2各产品性质指标
性质 原料 80号蜡 100～104号蜡 105号蜡
熔点℃ 92 88 102 107
白度赛波特号 15 22 24 17
针入度25℃，1/10mm 0.36 0.46 0.12 0.05
油含量％ 1.6 1.0 0.04 0.03
实施例3
一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，工艺流程如图1所示，原料物流1为费托合成蜡物流，首先进入第一蒸馏单元A，在130℃，2.5Pa条件下，将物流分成蜡油馏分物流2和重馏分物流3，重馏分物流3进入第二蒸馏单元B，在230℃、1.5Pa的条件下，将物流分成中蜡物流4和高熔点蜡物流5；高熔点蜡物流5进入加氢精制单元C，以硫化态的Ni/W-Al2O3催化剂，在290℃、5MPa条件下，得到高熔点蜡7。高熔点蜡7分成第一物流8和加氢高熔点蜡物流9两股物流，第一物流8作为100～104号蜡；加氢高熔点蜡物流9进入第三蒸馏单元D，在280℃、1.1Pa条件下，将物流分成第一高熔点蜡物流10(80号蜡)和第二高熔点蜡物流11(105号蜡)。分离所得各高熔点蜡产品性质见表3。
表3实例3各产品性质指标
性质 原料 80号蜡 100～104号蜡 105号蜡
熔点℃ 92 82 102 106
白度赛波特号 15 23 22 18
针入度25℃，1/10mm 0.36 0.51 0.14 0.06
油含量％ 1.6 1.1 0.04 0.03
实施例4
一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，工艺流程如图1所示，原料物流1为费托合成蜡物流，首先进入第一蒸馏单元A，在150℃，13Pa条件下，将物流分成蜡油馏分物流2和重馏分物流3，重馏分物流3进入第二蒸馏单元B，在240℃、11Pa的条件下，将物流分成中蜡物流4和高熔点蜡物流5；高熔点蜡物流5进入加氢精制单元C，以硫化态的Ni/W-Al2O3催化剂，在300℃、5MPa条件下，得到高熔点蜡7。高熔点蜡7分成第一物流8和加氢高熔点蜡物流9两股物流，第一物流8作为100～104号蜡；加氢高熔点蜡物流9进入第三蒸馏单元D，在285℃、10Pa条件下，将物流分成第一高熔点蜡物流10(80号蜡)和第二高熔点蜡物流11(105号蜡)。分离所得各高熔点蜡产品性质见表4。
表4实例4各产品性质指标
性质 原料 80号蜡 100～104号蜡 105号蜡
熔点℃ 92 80 102 105
白度赛波特号 15 22 23 19
针入度25℃，1/10mm 0.36 0.57 0.15 0.07
油含量％ 1.6 1.2 0.04 0.03
实施例5
一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，采用以下步骤：
a、原料物流首先进入第一蒸馏单元，控制压力1Pa，温度120℃，将原料物流分成蜡油馏分物流和重馏分物流；
b、重馏分物流进入第二蒸馏单元，控制压力1Pa，温度200℃，将重馏分物流分成中蜡物流和高熔点蜡物流；
c、高熔点蜡物流与氢气物流进入加氢精制单元，加氢精制单元中采用的催化剂以Al2O3为载体，镧为助剂，Ni为活性金属的负载型加氢催化剂，其中，助剂占催化剂总重量百分比为0.1％，加氢活性金属占催化剂总重量百分比为5％，加氢精制单元的操作条件为：温度260℃、压力2MPa、空速1LHSV-1，加氢之后的高熔点蜡分为第一物流和加氢高熔点蜡物流两股；
d、加氢高熔点蜡物流进入第三蒸馏单元，控制压力1Pa，温度为260℃，将加氢高熔点蜡物流分成第一高熔点蜡物流和第二高熔点蜡物流。
原料物流采用的是费托合成蜡，其碳数分布为C12～C120，族组成上主要为正构烷烃，少量异构烷烃、烯烃和醇、醛、酮、酸、酯等含氧有机物，痕量环烷烃和芳烃，无硫、氮等杂质。第一蒸馏单元、第二蒸馏单元及第三蒸馏单元为高真空蒸发器，例如可以采用分子蒸馏塔，由进料、加热、蒸发、冷凝、真空、出料系统等六部分组成，另外在高真空蒸发器的表面设有使原料在其表面均匀分散的刮膜器，中蜡物流经过加氢后作为蜡产品，或通过加氢裂化转化为汽油、煤油或柴油的液体燃料；第一物流直接作为高熔点蜡产品，或进一步氧化得到氧化蜡产品。中蜡物流的熔点为50℃，第一物流的熔点为92℃，第一高熔点蜡物流的熔点为70℃，第二高熔点蜡物流的熔点≥105℃。
实施例6
a、原料物流首先进入第一蒸馏单元，控制压力50Pa，温度200℃，将原料物流分成蜡油馏分物流和重馏分物流；
b、重馏分物流进入第二蒸馏单元，控制压力30Pa，温度260℃，将重馏分物流分成中蜡物流和高熔点蜡物流；
c、高熔点蜡物流与氢气物流进入加氢精制单元，加氢精制单元中采用的催化剂以Al2O3和SiO2为载体，钛、锆为助剂，W、Co为活性金属的负载型加氢催化剂，其中，助剂占催化剂总重量百分比为10％，加氢活性金属占催化剂总重量百分比为38％，加氢精制单元的操作条件为：温度350℃、压力8MPa、空速4LHSV-1，加氢之后的高熔点蜡分为第一物流和加氢高熔点蜡物流两股；
d、加氢高熔点蜡物流进入第三蒸馏单元，控制压力20Pa，温度为320℃，将加氢高熔点蜡物流分成第一高熔点蜡物流和第二高熔点蜡物流。
原料物流采用的是费托合成蜡，其碳数分布为C12～C120，族组成上主要为正构烷烃，少量异构烷烃、烯烃和醇、醛、酮、酸、酯等含氧有机物，痕量环烷烃和芳烃，无硫、氮等杂质。第一蒸馏单元、第二蒸馏单元及第三蒸馏单元为高真空蒸发器，例如可以采用分子蒸馏塔，由进料、加热、蒸发、冷凝、真空、出料系统等六部分组成，另外在高真空蒸发器的表面设有使原料在其表面均匀分散的刮膜器，中蜡物流经过加氢后作为蜡产品，或通过加氢裂化转化为汽油、煤油或柴油的液体燃料；第一物流直接作为高熔点蜡产品，或进一步氧化得到氧化蜡产品。中蜡物流的熔点为70℃，第一物流的熔点为105℃，第一高熔点蜡物流的熔点为90℃，第二高熔点蜡物流的熔点≥105℃。

Claims (8)

1.一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：
a、原料物流(1)首先进入第一蒸馏单元(A)，在一定温度和压力下蒸发，将原料物流(1)分成蜡油馏分物流(2)和重馏分物流(3)；
b、重馏分物流(3)进入第二蒸馏单元(B)，在一定温度和压力下发生蒸发，将重馏分物流(3)分成中蜡物流(4)和高熔点蜡物流(5)；
c、高熔点蜡物流(5)与氢气物流(6)进入加氢精制单元(C)，加氢之后的高熔点蜡(7)分为第一物流(8)和加氢高熔点蜡物流(9)两股；
d、加氢高熔点蜡物流(9)进入第三蒸馏单元(D)，在一定温度和压力下发生蒸发，将加氢高熔点蜡物流(9)分成第一高熔点蜡物流(10)和第二高熔点蜡物流(11)；
所述的第一蒸馏单元(A)的操作条件为：压力1～50Pa，温度120～200℃；
所述的第二蒸馏单元(B)的操作条件为：压力1～30Pa，温度200～260℃；
所述的第三蒸馏单元(D)的操作条件为：压力1～20Pa，温度为260～320℃；
所述的第一物流(8)的熔点为92～105℃，所述的第一高熔点蜡物流(10)的熔点为70～90℃，所述的第二高熔点蜡物流(11)的熔点≥105℃。
2.根据权利要求1所述的一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，其特征在于，所述的原料物流(1)为费托合成蜡，其碳数分布为C12～C120。
3.根据权利要求1所述的一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，其特征在于，所述的第一蒸馏单元(A)、第二蒸馏单元(B)及第三蒸馏单元(D)为高真空蒸发器，该高真空蒸发器的表面设有使原料在其表面均匀分散的刮膜器。
4.根据权利要求3所述的一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，其特征在于，所述的高真空蒸发器为分子蒸馏塔。
5.根据权利要求1所述的一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，其特征在于，所述的加氢精制单元(C)中采用的催化剂以Al2O3和/或SiO2为载体，镧、铈、钛、锆、氟、硼或磷中的一种或几种为助剂，Ni、W、Co或Mo中的一种或两种为活性金属的负载型加氢催化剂，其中，助剂占催化剂总重量百分比为0.1～10％，加氢活性金属占催化剂总重量百分比为5～38％。
6.根据权利要求1所述的一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，其特征在于，所述的加氢精制单元(C)的操作条件为：温度260～350℃、压力2～8MPa、空速1～4LHSV-1。
7.根据权利要求1所述的一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，其特征在于，
所述的中蜡物流(4)经过加氢后作为蜡产品，或通过加氢裂化转化为汽油、煤油或柴油的液体燃料；
所述的第一物流(8)直接作为高熔点蜡产品，或进一步氧化得到氧化蜡产品。
8.根据权利要求1所述的一种由费托合成产品生产高熔点蜡的方法，其特征在于，所述的中蜡物流(4)的熔点为50～70℃。
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