CN106554822B - 对费托合成蜡的脱油方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工领域，公开了一种对费托合成蜡的脱油方法。本发明中，包含以下步骤：采用甲基异丁基酮溶剂作为单一溶剂对含油的费托蜡进行稀释；在经过若干次稀释和冷却结晶后，获得含溶剂的结晶液；将结晶液经过滤机过滤，获得脱油蜡膏，脱油蜡膏经蒸发回收溶剂后得到产品蜡。本发明实施方式中对费托合成蜡的脱油方法使得对费托合成蜡脱油时，脱油效率好，相对蜡的收率高和过滤速度快。

Description

对费托合成蜡的脱油方法

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及对费托合成蜡的脱油方法。

背景技术

现在国内石蜡基原油主要以大庆和南阳油田为主，随着开采的进行，石蜡基原油的储量越来越少。同时来自原油的石蜡由于其本身碳数的限制，熔点相对较低，很难得到高熔点蜡。石油基石蜡在一些特种行业得到了极大的限制。费托合成过程生成的蜡，其碳数分布广，最高碳数往往可达200以上，同时其组成相对简单，正构直链烷烃含量可达90％以上，其余基本为支链烷烃，基本不含环状烃和芳烃，因此费托合成粗蜡是生产高熔点蜡最理想的原料。虽然费托合成蜡正构化程度高，但仍含有少量的油组分，这部分油组分需要进行脱除以满足最终产品含油量的要求。

所谓蜡中的含油量是将1g蜡样溶解于15ml丁酮中，温度降至-31.9℃时，所溶解部分占蜡的质量分数。根据目前国内外高熔点蜡或微晶蜡产品指标的含油量一般都≤1％(全精炼石蜡技术指标GB/T446-2010其含油量要求≤0.8％，壳牌和霍尼韦尔的微晶蜡产品其含油量也是≤1％)。而费托反应生成的产物经过加氢、分离等相关工序后，先将粗蜡切割成为不同熔点的蜡，所得到的未脱油的低熔点蜡其含油在3％左右，因此，为得到符合国内外产品指标的高端石蜡产品需对费托合成粗蜡或切割后的蜡实施脱油。

目前我国的石油蜡产品多为52-62号全炼蜡和半炼蜡，高熔点蜡和微晶蜡产品产量很小，且在石蜡生产基本上都采用甲乙酮和甲苯的混合溶剂进行溶剂脱油。溶剂脱油技术是利用溶剂对油和蜡的溶解度不同，将油、蜡分开。其具体工艺方案是根据物料的组分情况按照不同的溶剂比采用多点稀释的方法进行冷冻、结晶、过滤、溶剂回收等工序，即脱油原料经溶剂稀释后送到结晶系统的套管结晶器进行结晶，根据蜡的熔点控制相应的冷点温度，结晶后的混合液通过过滤机进行过滤，过滤的蜡膏和滤液分别再进行蒸发，将油和蜡中的溶剂蒸出，得到脱蜡油和蜡，回收的溶剂再进行循环使用。

由于这种方法中采用的溶剂甲乙酮选择性较好，称为沉蜡剂，但是对油的溶解能力有限。为了增加溶剂对油的溶解能力，加入芳烃(甲苯)。芳烃的加入虽然增加了溶油性，同时对蜡的溶解能力也增加，不仅降低了蜡的收率，对分离效果和滤速有较大的影响，尤其是高熔点蜡生产。采用甲乙酮和甲苯混合溶剂进行脱油在实际生产过程中，存在过滤速度慢，分离效果差，滤机温洗频繁，所加入的溶剂比大，溶剂消耗大，溶剂回收消耗的能耗高，蜡产品收率低，含油量高等，致使加工成本较高。因此，也是造成目前国内蜡产品以低牌号为主，品种比较单一的原因之一，高熔点的蜡大部分还是以进口为主。

在石蜡生产过程中除比较常用的甲乙酮和甲苯混合溶剂脱油工艺外，还有发汗脱油和和喷雾脱油。发汗脱油工艺：将熔化的含油蜡送到发汗罐的壳程内，管程通入冷却水，使蜡冷却结晶。然后再向管程内通入热水，慢慢加热、升温。这时油和一些熔点比较低的蜡渐渐熔化成为液体，顺着蜡晶体间的缝隙流出，最后得到含油较少的粗石油蜡。发汗脱油适合于制备熔点48～58℃的石油蜡。喷雾脱油工艺：将原料加热熔化，通过喷嘴喷入低温的喷雾塔内，使蜡形成细小的球体。然后蜡粒入抽提塔与溶剂逆向流动，蜡粒与溶剂充分接触，以达到脱油目的。喷雾脱油工艺可连续化生产，较发汗工艺蜡收率高。

由于发汗脱油为间歇单程操作，石蜡收率相对低，处理时间长，操作灵活性差，技术含量低，并对含有微晶结构的蜡膏原料不适合，为早期脱油工艺，不适合连续化的大型生产，目前该工艺逐步被淘汰。喷雾脱油相比发汗脱油在工艺运行上实现了连续化，但对脱油原料要求高，不适合馏分宽的物料，同时对溶剂的要求也非常高，除要求溶剂不准带水、油和蜡外，而且要求溶剂中有较低的丙酮含量，因此，喷雾脱油对溶剂选择性不如溶剂脱油。

对于石油基石蜡来说，成熟的技术是采用酮苯溶剂脱油。但由于甲乙酮对油的溶解性能较差，而对蜡的溶解度则较好，因此，在生产重质原料时，就造成蜡油分离效果差，蜡的回收率低，并蜡的含油量也高。而费托合成蜡不同于石油基石蜡，其主要是以正构烷烃为主，约占组分含量的90％以上，其余基本为的异构支链烃，基本不含环状烃类。另外费托合成蜡的碳链较长，主要为高熔点的石蜡，低熔点的石蜡占比很小，重质部分含量高。因此，甲乙酮作为费托合成蜡脱油的溶剂使用，效果不太理想。

目前国内针对高熔点的石蜡生产的脱油工艺，只局限于实验室研究阶段，没有实际应用，国内溶剂脱油还是以传统的甲乙酮和甲苯混合溶剂脱油工艺为主，针对从费托合成粗蜡生产高熔点石蜡的脱油还没有相关技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对费托合成蜡的脱油方法，使得对费托合成蜡脱油时，脱油效率好，蜡的收率相对高和过滤速度快。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种对费托合成蜡的脱油方法，包含以下步骤：

采用甲基异丁基酮作为费托合成蜡的脱油溶剂，对含油的费托合成蜡进行稀释脱油。

本发明实施方式相对于现有技术而言，主要区别及其效果在于：针对费托合成蜡的特殊组分结构，在稀释时采用甲基异丁基酮作为单一溶剂，对含油的费托合成蜡进行稀释。由于甲基异丁基酮的溶油性非常好，相比酮苯溶剂脱油溶剂比减小，可以提高脱油效率，从而提高蜡的收率，另外，由于避免使用苯类溶剂，蜡产品的溶剂残留中不会存在有毒有害成分，蜡产品更为安全，工艺更环保，应用范围更广。

作为进一步改进，在所述对含油的费托合成蜡进行稀释脱油的步骤中，还包含以下子步骤：所述含油费托合成蜡在经过若干次稀释和结晶冷却后，获得含溶剂的结晶液；将所述结晶液经过滤机过滤，获得脱油蜡膏；所述脱油蜡膏经蒸发回收溶剂后得到产品蜡。同时，在稀释时分多次进行稀释，可以避免单次降温冷量消耗过大，节省降温能耗。另外，在过滤时，采用的甲基异丁基酮溶剂比小，结晶时的晶核间距小，减少微小晶核的产生，结晶蜡不易堵塞滤布，可以减少温洗次数，甚至不进行温洗，大大提高蜡的收率和过滤速度，简化操作，易控制。

作为进一步改进，采用甲基异丁基酮作为费托合成蜡的脱油溶剂，相比酮苯溶剂脱油溶剂比减小，在回收溶剂步骤：蒸发所述过滤步骤中所过滤出的滤液和脱蜡蜡膏，获得溶剂，对滤液蒸发可以回收溶剂，减少溶剂消耗，降低成本。同时，本发明实施方式中的甲基异丁基酮所消耗的能耗减少，进一步降低成本。

优选地，在所述采用甲基异丁基酮溶剂对未脱油的费托蜡进行稀释的步骤中，所稀释的级数为四级，分别为预稀释、第一次、第二次和第三次稀释。进一步限定分为四次稀释和冷却结晶，有助于阶梯形降温，避免单次降温过大，可以进一步节能。

优选地，所述第一次稀释和冷却结晶在耦合套管结晶器中，所述第二次稀释和冷却结晶在所述耦合套管结晶器出口，所述第三次稀释和冷却结晶在套管结晶器出口。采用多点稀释不但降低了结晶液流动的阻力，而更重要的是节省了大量能耗。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式中的对费托合成蜡的脱油方法流程图；

图2是根据本发明第一实施方式中的对费托合成蜡的脱油方法示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。虽然，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种对费托合成蜡的脱油方法。其工艺流程如图1和图2所示，具体包含以下步骤：

步骤101，对费托合成粗蜡进行切割。

具体的说，是将费托粗蜡分成碳数分布相对较窄的不同牌号含油费托蜡，作为脱油的原料。未脱油费托蜡相当于是费托蜡产品的半成品。

值得一提的是，虽然本实施方式中采用经切割后的高温液态蜡，但在实际应用中，它可以是未经切割的费托粗蜡，使得本实施方式可以满足不同的用户需求。

步骤102，对含油的费托合成蜡进行若干次稀释和冷却结晶。

具体的说，将含油费托合成蜡经过若干次稀释和冷却结晶，获得含有一定溶剂的结晶液。更具体的说，在稀释时是采用甲基异丁基酮溶剂作为单一溶剂对含油的费托合成蜡进行稀释脱油。由于甲基异丁基酮作为一种高碳酮，是一种无色透明，易燃、易挥发且有芳香酮气味的无色液体。比重为0.8004，沸点116.8℃，凝固点-84.79℃，闪点23℃，自然点460℃，微溶于水，可与多种有机溶剂互溶，其溶油性好于甲乙酮，单独作为脱油溶剂优于甲乙酮和甲苯的混合溶剂，并且，甲基异丁基酮的蒸发潜热比甲乙酮和甲苯的混合溶剂低，溶剂回收能耗低。针对费托合成蜡粘度小，高熔点蜡比重大等特点，结合现有脱油工艺特点，本实施方式采用甲基异丁基酮作单一溶剂对费托合成蜡进行溶剂脱油。

需要说明的是，在溶剂稀释过程中采用多点稀释的方法进行，稀释的级数可以为四级，分别为预稀释、第一次、第二次和第三次稀释。稀释的方式具体为：首先按照一定的溶剂比(可以为0.5～4，较佳的溶剂比为0.8～2)，溶剂比指的是萃取剂和其余物质的质量比，也就是溶剂和脱油原料也就是液态粗蜡的质量比。由甲基异丁基酮对高温液态蜡进行预稀释，预稀释采用静态混合器进行混合。预稀释后的物料经冷却器(可以为列管式换热器)控制一定的冷点温度(可以为5～85℃)，该冷点温度即为耦合套管结晶器所控制的冷点温度。进入耦合套管结晶器再次进行第一次和第二次稀释。其中，第一次稀释和冷却结晶在耦合套管结晶器中，稀释的溶剂比为0.5～4(较佳的溶剂比为0.8～2)，稀释液温度为10～70℃；第二次稀释在耦合套管结晶器的出口，稀释的溶剂比为0.7～4，较佳的溶剂比为1～2.5，稀释液温度为5～60℃。耦合套管结晶器所控制的冷点温度可以为5～85℃。经第二次稀释后物料进入粗蜡套管结晶器进行蜡结晶，通过冷冻液出口流量控制蜡的结晶温度，温度控制在-20～60℃。对结晶后的物料再进行第三次稀释，此时的溶剂比为0.7～4(较佳的溶剂比为1～2.5)，第三次稀释的稀释液温度为-20～50℃。稀释后的结晶液即为含有一定溶剂和大量晶核的混合溶液。可见，多点稀释可以使高温液态蜡的降温过程呈阶梯型，避免一次加入大量溶剂，所需冷量过大，节省能源。

还需要说明的是，上述控制的温度可以具体根据实际物料熔点设置，举例来说，如果采用的含油费托粗蜡为50#粗蜡，那么耦合套管结晶器的最佳冷点温度控制在40～60℃，第一次稀释液的最佳稀释温度控制在40～60℃，第二次稀释液的最佳稀释温度控制在-5～30℃，粗蜡在套管结晶器中的最佳结晶温度控制在-10～20℃，第三次稀释液的最佳稀释温度控制在-10～20℃。

步骤103，将步骤102获得的结晶液经过滤机过滤。

具体的说，将经过多次稀释和冷却结晶的含有一定溶剂的结晶液送至过滤机进行过滤，获得脱油蜡膏。

该工艺的过滤系统(本实施方式中采用过滤机)用氮气作为安全气，即密闭循环气体。由于溶剂的闪点低，安全气系统主要用于含有溶剂储罐的密封，避免与空气接触，发生危险，另外，用于对过滤机滤饼的反吹，将粘附在转鼓上的滤饼吹松，便于滤饼收集、排出。

另外，过滤时还需采用冷洗溶剂，冷洗溶剂用以洗涤过滤机上的滤饼，降低滤饼的含油量，因为滤饼中此时还含有一定滤液，为将滤饼中的滤液组分降低到最低，利用冷洗溶剂对滤饼进行洗涤。过滤时采用的冷洗溶剂比为0.5～4，较佳的溶剂比为0.8～2。

值得一提的是，本实施方式中采用甲基异丁基酮作为单一溶剂，还能使得结晶蜡不易堵塞滤布，减少温洗次数，甚至不进行温洗，大大提高蜡的收率和过滤速度，从而简化操作，易控制。由于滤布被堵塞主要取决于结晶的组成，现有采用酮苯脱油时，溶剂量比较大，增大了晶核之间的距离，结晶吸出的蜡来不及扩散到晶核上，就形成了微小晶核，过滤时就会堵塞滤布，过滤阻力大，不仅过滤速度慢，还需要经常温洗，提高运行成本。

步骤104，回收溶剂。

具体的说，将步骤103中过滤后的滤液送至耦合套管结晶器，在耦合套管结晶器中与进料进行耦合换热，该耦合套管结晶器即为第一次稀释所采用的耦合套管结晶器，将滤液和进料混合液进行换热，还能降低能耗，换热后的滤液送至溶剂回收系统，再进行蒸发回收溶剂，蒸发回收溶剂后得到的蜡下油作为白油产品。

另外，将步骤103中获得的脱油蜡膏经溶剂蒸发，得到符合要求的费托蜡，作为全精炼蜡产品(即脱油后的费托合成蜡)进行造粒包装，其含油量≤1％，完全符合国内外高熔点蜡或微晶蜡的产品指标。由滤液蒸发和蜡膏蒸发所回收的溶剂经干燥后再次返回到冷冻结晶系统进行循环使用，回收的溶剂纯度在99.2％以上。

本实施方式相对于现有技术而言，主要区别及其效果在于：针对费托合成蜡的特殊组分结构，在稀释时采用甲基异丁基酮作为单一溶剂，对含油的费托蜡进行稀释脱油。由于甲基异丁基酮的溶油性更好，可以提高脱油效率，从而提高蜡的收率，而且，由于避免使用苯类溶剂，蜡产品的溶剂残留中不会存在有毒有害成分，蜡产品更为安全，工艺更环保，应用范围更广。同时，在稀释时分多次稀释和冷却，可以避免一次加入大量溶剂，所需冷量过大，节省降温能耗。另外，在过滤时，稀释后的结晶蜡不易堵塞滤布，可以减少温洗次数，甚至不进行温洗，大大提高蜡的收率和过滤速度，简化操作，易控制。

下面利用实际数据对本实施方式中的对费托合成蜡脱油方法的效果具体说明，根据下表(1)见，采用甲基异丁基酮对费托高熔点蜡进行脱油，在蜡的收率上比用甲乙酮和甲苯的混合溶剂提高了10％。

表(1)甲基异丁基酮与酮苯溶剂脱油蜡收率情况

项目	甲基异丁基酮	甲乙酮/甲苯
			含油原料Kg	100	100
产品蜡Kg	96.4	86.7
			收率	96.4％	86.7％

另外，根据下表(2)可见，所用的溶剂比相对甲乙酮和甲苯的混合溶剂降低了25％，在溶剂回收过程中的能耗也就降低了25％。

表(2)甲基异丁基酮与酮苯溶剂的溶剂比对比情况

项目	甲基异丁基酮	甲乙酮/甲苯	甲乙酮/甲苯
				溶剂组成	100	55:45	65:35
预稀释比	0.5	0.8	0.8
				一次稀释比	0.8	1.1	1.1
二次稀释比	1.2	1.6	1.6
				三次稀释比	0.9	1.2	1.2
冷洗比	0.8	0.9	0.9
				合计	4.2	5.6	5.6

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种对费托合成蜡的脱油方法，其特征在于，包含以下步骤：

采用甲基异丁基酮作为费托合成蜡的脱油溶剂，对含油的费托合成蜡进行稀释脱油；

其中，在所述对含油的费托合成蜡进行稀释脱油的步骤中，还包含以下子步骤：

所述含油费托合成蜡在经过若干次稀释和结晶冷却后，获得含溶剂的结晶液；

将所述结晶液经过滤机过滤，获得脱油蜡膏；

所述脱油蜡膏经蒸发回收溶剂后得到产品蜡；

其中，在所述含油费托合成蜡经过若干次稀释和结晶冷却的步骤中，所稀释的级数为四级，分别为预稀释、第一次、第二次和第三次稀释；所述第一次稀释的稀释液温度为10～70℃；所述第二次稀释的稀释液温度为5～60℃；所述第三次稀释的稀释液温度为-20～50℃。

2.根据权利要求1所述的对费托合成蜡的脱油方法，其特征在于，在所述获得脱油蜡膏的步骤后，还包含以下步骤：

回收溶剂步骤：蒸发所述过滤步骤中所过滤出的滤液，获得溶剂。

3.根据权利要求1所述的对费托合成蜡的脱油方法，其特征在于，所述第一次稀释在耦合套管结晶器中，所述第二次稀释在所述耦合套管结晶器出口，所述第三次稀释在套管结晶器出口。

4.根据权利要求3所述的对费托合成蜡的脱油方法，其特征在于，所述耦合套管结晶器所控制的冷点温度为5～85℃。

5.根据权利要求3所述的对费托合成蜡的脱油方法，其特征在于，所述套管结晶器结晶温度控制在-20～60℃。

6.根据权利要求1所述的对费托合成蜡的脱油方法，其特征在于，所述第一次稀释的溶剂比为0.5～4；所述第二次稀释的溶剂比为0.7～4；所述第三次稀释的溶剂比为0.7～4；

其中，所述溶剂比指的是萃取剂和其余物质的质量比。

7.根据权利要求1所述的对费托合成蜡的脱油方法，其特征在于，所述过滤步骤中采用的冷洗溶剂比0.5～4；

其中，所述溶剂比指的是萃取剂和其余物质的质量比。