CN1064990C - 一种石油蜡催化加氢精制的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种石油蜡催化加氢精制的工艺方法，本发明采用串联工艺流程。两个反应段使用同一种催化剂，也可使用不同种类催化剂，第一反应段装添催化剂量是第二反应段的30～50%。在第一反应段280～330℃，第二反应段220～280℃条件下，进行石油蜡深度精制，产品质量满足食品及医药、化妆等行业使用要求。

Description

一种石油蜡催化加氢精制的工艺方法
本发明涉及石油蜡在催化剂存在下进行加氢精制的工艺方法。
石油蜡是一种重要的化工原料，精制后的石油蜡在现代生产及生活中有着广泛的用途。精制后的石油蜡产品，除大量于工、农业生产外，在食品、医药、化妆等日常生活中应用及其广泛。因此做为石油蜡产品，除了在熔点、颜色等指标满足要求外，还必须做到对人体无害。
石油蜡催化加氢工艺过程是，在一个反应器内装入适当的催化剂，在5．0～8．0MPa下，反应温度240～280℃，石油蜡与氢气混合由反应器上部进入，通过催化剂床层，在催化剂作用下使石油蜡得到精制。这种工艺技术特点是，产品收率高，无废渣排放，生产环境有很大改善，产品质量与白土吸附精制相比有明显提高。通过FDA检测，对人体无害。由于石油蜡的精制是通过两类化学反应过程完成的，脱除石油蜡中O、S、N等杂质的反应是受热力学控制的过程，需要较高的反应温度，这个反应过程有利于提高产品的色度。另一类反应是芳烃饱和，这一反应过程是受热力学和动力学共同控制的，反应需要相对较低的温度，芳烃饱和反应一方面可提高产品的光安定性及热安定性提高产品的使用性能，另一方面可脱除石油蜡中致癌物质，使产品对人体无害。采用一个反应段进行石油蜡催化加氢的缺点就在于，用一个反应段完成两类化学反应过程，由于两类反应所需工艺条件不同，使两个反应过程都进行不够彻底。对于质量较好的石油蜡原料，生产熔点为52．0～60．0℃的产品尚可满足质量要求。但对质量差的石油蜡原料，产品的主要质量指标光安定性处于卡边状态，原料及操作条件的轻微波动极易出现产品不合格现象。
有关石油蜡催化加氢精制，国外许多大的石油公司也做了大量的研究工作，如英国石油公司法国分公司采用两段催化加氢工艺。(TechnicalPresentation of the Bp Wax refinishing Process CFR 1978)。该工艺是采用两个反应器，分别装填两种不同类型催化剂，第一反应器催化剂为Mo-Ni／Al2O3，第二反应器催化剂为Mo-Co-Ni／活性碳，在装填过程中顺序不能颠倒，第二反应器的催化剂一般不能再生。装置操作条件是，反应压力5．0MPa，第一反应器温度325℃、第二反应器温度310℃、空速0．16h-1。由于在高温、低空速下操作，保证了石油蜡产品质量，但缺点是装置加工量小，操作条件刻苛，高温操作易造成石油蜡产品含油升高，影响产品质量，特别是在加工石油蜡含油＜0．5w％以内的原料，需采用注氨法抑制石油蜡产品含油回升。由于增加供氨系统使原本苛刻的操作条件更加复杂化。
日本专利JP4527339介绍了一种石蜡加氢精制的方法，该方法的关键技术是采用以活性碳为担体的加氢精制催化剂，其所述的两段法加氢精制工艺中的第二反应段必须用活性碳为担体的加氢精制催化剂，由于该催化剂难以再生，直接影响了催化剂的利用率。
本发明的目的是，克服现有技术的缺点，寻找一种石油蜡催化加氢精制的新方法。利用本方法可以解决目前采用单段反应精制深度不够问题，放宽对石油蜡原料的苛刻要求，适应不同质量的石油蜡原料。利用本方法可以解决在单段反应精制难以高熔点石油蜡为原料的问题。
本发明的主要内容是，在两段反应中装填同一种催化剂而装填方式与一般的装填方法有所改进。在催化加氢技术中反应器催化剂的装填是重要关键的环节，不同的装填方式与装填水平会给产品质量及装置运转周期带来很大的影响。本发明的科研人员通过大量试验工作及数据的回归处理，提出一种新颖独特的装填方法。采用本发明的催化剂装填方法，有利于不同反应过程的完成，有效提高产品质量。
本发明的工艺过程是，石油蜡原料与氢气混合，加热后由上部进入第一反应段，在6．0～8．0MPa、反应温度280～330℃、空速2．0～5．0h-1条件下，脱除原料蜡中的O、S、N等有机杂质提高产品的色度。经第一反应段精制后的物料经换热，或采用注冷氢的方法降温，由上部进入第二反应段，在6．0～8．0MPa、温度220～280℃、空速1．0～1．5h-1，氢蜡体积比：200～300。条件下再进行深度精制，从第二反应段底部出来的精制后石油蜡，经汽提、干燥得到产品。由于在第二反应段使有致癌作用的稠环芳烃得到饱和，产品可以做到对人体无害，同时产品的光安定性、热安定性比单段反应精制产品有明显提高。在本发明的催化加氢工艺技术中，两个反应段可使用同一种催化剂，第一反应段装入催化剂量是第二反应段的30～50w％，在第一反应段上部可装入脱金属保护剂，以延长催化剂使用寿命。催化剂为钼、镍、磷类加氢精制催化剂。
本发明使用两段反应，通过催化剂装填方式的改变，配以适合每个反应过程完成的有效工艺条件，提高了石油蜡精制深度。和单段反应精制过程相比较，产品质量有明显提高，同时解决了工业生产中，产品质量卡边的难题。
本发明的优点是：
1．采用本发明工艺方法，由于两个反应段使用同一种催化剂，催化剂装填简单，易于管理，同时两个反应段的催化剂均可以再生。
2．采用本发明可在较缓和的工艺条件下对石油蜡进行深度精制，由于起始温度低及脱金属保护剂的应用，可延长催化剂使用寿命，降低生产成本。
3．采用本发明可提高反应空速25～50w％，增加石油蜡产量，提高经济效益。
4．本发明适用的石油蜡原料范围宽，可满足生产各种牌号石油蜡产品质量要求。
下面通过实例进一步说明本发明。
本发明实施例1～4表1．
操作条件 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
氢分压MPa 6．0 6．0 6．0 6．0
一反温度℃ 280 280 280 280
二反温度℃ 220 220 230 230
二反空速h-1 1．0 1．2 1．5 1．5
氢/蜡(体) 300 300 300 300
催化剂装入量一反/二反比 0．5 0．4 0．3 0．4
产品质量
熔点℃ 57．70 57．70 57．70 57．70
色度号 +30 +30 +30 +30
含油 0．48 0．48 0．48 0．48
光安定性 2-3 2-3 2-3 2-3
热安定性 28 28 28 28
易碳化物 合格 合格 合格 合格
FDA检测 通过 通过 通过 通过
实施例1～4，使用大连石化公司熔点57．70℃的石油蜡原料，从表1数据表明在一反温度280℃，二反220～230℃的条件下，空速1．0到1．5均可得到优质的食品、医药、化妆用蜡。
实施例5～8
表2．
操作条件 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
氢分压MPa 6．0 6．0 6．0 6．0
一反温度℃ 280 280 280 280
二反温度℃ 220 220 230 230
二反空速h-1 0．8 1．0 1．2 1．2
催化剂装入量一反/二反比 0．4 0．4 0．4 0．5
氢/蜡(体) 300 300 300 300
产品质量
熔点℃ 67．70 67．70 67．70 67．70
色度号 ＞+30 +30 +＞30 +30
光安定性 4 4 4 4
含油 0．79 0．79 0．79 0．79
易碳化物 合格 合格 合格 合格
FDA检测 通过 通过 通过 通过
实施例5～8中的结果是使用大连石化公司熔点66．00℃的石油蜡原料，产品质量仍能满足食品、医药、化妆行业用蜡要求，从实施例5～8可以看出，本发明对熔点高，精制难度大的劣质石油蜡原料仍有良好的精制效果。
实施例9～12
表3．
操作条件 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12
氢分压MPa 6．0 6．0 6．0 6．0
一反温度℃ 280 280 280 280
二反温度℃ 220 220 220 220
二反空速h-1 0．8 1．0 1．2 1．2
氢/蜡(体) 300 300 300 300
催化剂装入量一反/二反比 0．5 0．5 0．5 0．3
产品质量
熔点℃ 60．30 60．30 60．30 60．30
色度号 ＞+30 ＞+30 ＞+30 ＞+30
含油 0．29 0．29 0．29 0．29
光安定性号 2-3 2-3 -3 2-3
热安定性号 28 28 28 28
易碳化物 合格 合格 合格 合格
FDA检测 通过 通过 通过 通过
实施例9～12是用抚顺石化公司石油一厂60．00℃石油蜡为原料，这种原料是沈北原油加工获得的，表3中结果表明，本发明不但适用于大庆原油生产的石油蜡原料，同时也适用于沈北原油生产的石蜡原料。采用本发明沈北70．00℃的石油蜡原料仍可生产食品、医药、化妆所需要的高熔点石油蜡。单段反应比较例。
操作条件 比较例1 比较例2 比较例3
氢分压MPa 6．0 6．0 6．0
一反温度℃ 270 270 270
二反空速h-1 1．0 0．8 0．8
氢/蜡(体) 300 300 300
产品质量
熔点℃ 57．70 59．70 60．70
色度号 +30 ＞+30 +30
光安定性 4 4 4
热安定性 21 -- --
易碳化物 合格 合格 合格
FDA检测 通过 通过 通过
比较例1为大连石化公司大庆原料蜡，熔点57．70℃，含油0．50％。
比较例2为抚顺石化公司石油二厂大庆原料蜡，熔点59．70，含油0．45％。
比较例3为抚顺石化公司石油一厂沈北原料蜡，熔点60．70，含油0．30％。
比较结果表明，利用本发明的石油蜡精制工艺方法，生产出的石油蜡产品质量明显高于用单段反应器石油蜡精制工艺方法生产出的石油蜡产品质量。

Claims (2)

1．一种石油蜡催化加氢精制工艺方法，其特征在于采用如下过程：将石油蜡原料与氢气混合，加热后由上部进入第一反应段，经第一反应段精制后的物料经换热，或采用注冷氢的方法降温，由上部进入第二反应段，从第二反应段底部出来的精制后的石油蜡，经汽提、干燥得到产品；两个反应段使用同一种催化剂，两个反应段催化剂装填量不同，第一反应段装添催化剂量是第二反应段的30～50％；操作条件为：反应压力6．0～8．0MPa，一段操作温度280～330℃、二段操作温度220～280℃，反应空速一段2．0～5．0h-1、二段1．0～1．5h-1，氢蜡体积比：200～300。
2．按照权利要求1的方法，其特征在于使用催化剂为钼、镍、磷类加氢精制催化剂。
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