CN106554823B

CN106554823B - 一种用费托粗蜡生产高级蜡的方法

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Publication number: CN106554823B
Application number: CN201510639202.5A
Authority: CN
Inventors: 韩晖; 王讯文; 毛华平; 袁伟; 王尤崎
Original assignee: Yashen Science And Technology (zhejiang) Co Ltd
Current assignee: Yashen Science And Technology (zhejiang) Co Ltd
Priority date: 2015-09-29
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2019-07-12
Anticipated expiration: 2035-09-29
Also published as: CN106554823A

Abstract

本发明涉及高熔点蜡生产领域，公开了一种用费托粗蜡生产高级蜡的方法。本发明中，包含以下步骤：A.加氢饱和步骤：对原料进行加氢饱和；B.一级分离工序：将步骤A中饱和后的原料放入一级精馏单元中，在一定的压力和温度作用下精馏，获得轻组分、软蜡和粗硬蜡；C.二级分离工序：将步骤B中获得的粗硬蜡放入二级蒸馏单元中，在一定的压力和温度作用下蒸发，获得第一气相和液相；D.三级分离工序：将液相放入三级蒸馏单元中，在一定的压力和温度作用下蒸发，获得第二气相和超硬蜡；一级精馏单元为真空精馏塔。本发明实施方式中的用费托粗蜡生产高级蜡的方法可以降低分离工序中所采用的蒸馏单元的硬件成本，提高费托装置经济性。

Description

一种用费托粗蜡生产高级蜡的方法

技术领域

本发明涉及高熔点蜡生成，特别涉及用费托粗蜡生产高级蜡的方法。

背景技术

现在市场上的蜡大多数是以天然的石蜡基原油为原料。通过常减压蒸馏，然后在通过相应馏分的重质原油进行脱蜡脱油以及精制后得到。随着世界上石蜡基原油的储量越来越少，石蜡的产量受到限制。同时，对于来源于石油的石蜡来说，其碳链长度不够，原料中各种异构、芳烃含量较高，很难生产出高质量石蜡，特别是高熔点(熔点>90℃)的石蜡产品，但这部分产品广泛应用于热熔胶、塑料、油墨等行业，造成高熔点石蜡的价格昂贵，国内的主要依赖于进口来满足要求。

费托蜡作为一种合成石蜡，其最高碳数最高可达到200以上，同时选择适当的催化剂，其产品粗石蜡基本为线性正构烷烃构成，且不含硫不含氮及基本不含芳烃，是生产高熔点石蜡的最好的原料。

由于从费托合成工段产出的粗石蜡，其碳数分布较宽，熔点也相对较低，不经过处理，得到蜡品质不高，只有将其切割成不同牌号的蜡产品才能提高品质增加附加值。另一方面，由于高熔点蜡的碳数高，对应的沸点也高，所以要得到高熔点的蜡，必然会在高真空和高温下操作，但在此条件下，采用一般简单的蒸馏设备会造成产品易分解变色，影响最终产品蜡的质量。

现有技术公开了一种提高费托蜡熔点的方法。该方法从费托合成轻质油中通过连续式真空蒸馏方式提取高熔点精蜡。该方法采用了简单蒸馏的方式来提取高熔点蜡。蜡没有经过加氢饱和处理，费托粗产品中烯烃未被饱和，势必影响产出石蜡的安定性。同时，最后一级在1Pa下的极高真空下进行普通蒸馏，蜡容易分解变色，且工业化放大难度大，产出蜡的质量、颜色品质不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用费托粗蜡生产高级蜡的方法，使得提高高熔点蜡产品品质的同时，降低分离工序中所采用的分离单元的硬件成本，同时也降低了装置的操作难度及费用，提高费托装置经济性。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种用费托粗蜡生产高级蜡的方法，包含以下步骤：

A.加氢饱和步骤：对原料进行加氢饱和；

B.一级分离工序：将所述步骤A中饱和后的原料放入一级精馏单元中，在一定的压力和温度作用下精馏，获得轻组分、软蜡和粗硬蜡；

C.二级分离工序：将所述步骤B中采出的所述粗硬蜡放入二级蒸馏单元中，在一定的压力和温度作用下蒸发，获得第一气相和液相；

D.三级分离工序：将所述液相放入三级蒸馏单元中，在一定的压力和温度作用下蒸发，获得第二气相和超硬蜡；

其中，所述一级精馏单元为真空精馏塔。

本发明实施方式相对于现有技术而言，主要的区别与效果在于：利用预先进行的加氢饱和步骤，使得三级分离工序中的中间副产品更为稳定，不易氧化变色，附加值提高，可以直接作为产品，不需要另行分别加氢，简化蜡产品的加工工艺，使流程更为简单。对原料的多级分离工序，使得原料蜡被切割成不同牌号的蜡产品，且安定性更好，进一步提高蜡产品品质。同时，在一级分离工序中采用真空精馏塔，避免使用价格昂贵的高真空蒸发器，降低工序中的硬件成本，而且将硬蜡和软蜡组分进行清晰的切割，提高了粗硬蜡的质量及收率。同时，由于尽量避免高真空处理环境下处理轻组分及软蜡产品，因此降低操作难度及费用。可见，本发明实施方式中的用费托粗蜡生产高级蜡的方法可以降低分离工序中所采用的蒸馏单元的硬件成本，提高费托装置经济性。

作为进一步改进，高真空蒸发器的内部刮刀可以包含刚性刮刀和柔性刮片；所述刚性刮刀和所述柔性刮片按照所述高真空蒸发器的框体的旋向前后并排设置，所述柔性刮片有部分能够与所述高真空蒸发器的框体内壁接触。采用刚性刮刀和柔性刮片组合的结构使得形成液体薄膜时无硬体摩擦，或者避免缝隙过大无法接触的情况，形成的液体薄膜更为薄且均匀，进一步避免由此引起的裂解、脱氢、机械杂质等。

作为进一步改进，在所述步骤A之前，还包含以下步骤：拔轻步骤：将原料经真空精馏塔分离，分为C₁₇及以下的轻组分和C₁₇以上组分；在所述步骤A之中，对所述C₁₇以上组分进行加氢饱和。预先拔除原料中C₁₇及以下的轻组分，提高原料的高碳数组分的纯度，从而提高所得到的蜡产品的品质。

作为进一步改进，在所述将原料经真空精馏塔分离的步骤之中，将原料经常压塔作用后再进入所述真空精馏塔分离。由于粗蜡中含有一定量的低碳烃或醇类等轻组分，若直接采用真空精馏塔，这部分轻组分的存在会显著增加真空泵的抽气量，先用常压塔分离轻组分，减小了抽真空负荷，从而可以减小真空精馏塔抽真空时的能耗。

作为进一步改进，在所述步骤A之前，还包含以下步骤：脱酸步骤：将原料进行脱酸处理；在所述拔轻步骤中，将所脱酸处理后的原料放入所述真空精馏塔分离。降低蜡油的酸度至中性，可以更好的保护后继加氢饱和催化剂，同时提高蜡成品的质量。

作为进一步改进，在所述步骤A之后和所述步骤B之前，还包含以下步骤：气液分离步骤：将所述加氢饱和后的原料经过热高压分离器和冷高压分离器进行气液分离。利用气液分离，分离出氢，使氢得以返回系统循环，同时利用冷分离器降低所分离出的氢气温度，控制循环压缩机的入口温度。

作为进一步改进，在所述步骤D之后，包含以下步骤：将所述超硬蜡和氢气加入加氢提质反应器，进行加氢提质。再次进行加氢提质可以进一步提高高熔点蜡产品的品质。

作为进一步改进，在所述步骤A中，加氢饱和时采用非硫化催化剂。本发明实施方式中采用非硫化的特定催化剂，不含硫催化剂可以保证蜡产品中不残留硫，更好地保证蜡的品质。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式中的工艺流程图；

图2是根据本发明第二实施方式中的工艺流程图；

图3是根据本发明第三实施方式中的工艺流程图。

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。然而，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用费托粗蜡生产高级蜡的方法。其工艺流程如图1所示，具体如下：

加氢饱和步骤：将从费托装置来的费托合成蜡进入粗蜡加氢工段进行加氢饱和，脱除粗蜡中的烯烃及含氧化合物。蜡在加氢饱和过程中可采用非硫催化剂，保证蜡成品不含硫，提高蜡产品的产品质量。加氢提质反应器操作压力为4.0～15.0MPa(较佳的为6～10MPa)，液时空速0.2～1.0h^-1(较佳的为0.3～0.5h^-1)，操作温度220～350℃(较佳的为220～280℃)，氢油比200～1500(较佳的为200～800)。

需要说明的是，本实施方式中的非硫化催化剂可以为：活性金属负载于二氧化硫(SiO₂)、三氧化二铝(Al₂O₃)或二氧化钛(TiO₂)载体上制备得到的催化剂；其中的活性金属为以下之一或其任意组合：镍Ni、钼Mo和钨W。

值得一提的是，将上述加氢饱和后的原料经过热高压分离器和冷高压分离器进行气液分离。利用气液分离，分离出氢，使过量氢气中大部分得以返回系统循环，少量氢气用于平衡循环圈中的惰性成分进行驰放；同时利用冷分离器降低所分离出的氢气温度，控制循环压缩机的入口温度。将本步骤中分离出的液体进行后续多级分离工序。

加氢饱和后的蜡经过多级分离，这取决于最终产品需要。本发明的发明人发现，由于第一级分离工序中的需要分离的组分比较轻，真空度和温度不需要很高，物料裂解发生少，没必要使用昂贵和操作难度大的刮膜蒸发器，反而使用减压精馏装置可以更彻底地分离出轻组分，并减少高碳数组分的损失。

将加氢饱和后的蜡放入一级精馏单元中，一级精馏单元采用一个带侧线抽出的真空精馏塔，塔顶采出的是加氢饱和过程中裂解产生的少量轻组分，塔中部侧线采出软蜡产品，塔釜采出产品(粗硬蜡)进入二级蒸发工段。具体的说，一级真空精馏塔采用多段式填料塔，理论板数设为10～30块(较佳的为20)，操作压力设为1～4Kpa(较佳的为2KPa)，塔顶温度设置40～60℃(较佳的为40℃)，塔釜温度200～280℃(较佳的为220～240℃)，侧线抽出理论板设为5～15块(较佳的为6～8)。总得来说，由于一级精馏单元采用的是一个塔，造价低，操作简单。另外，精馏塔由于多级塔板的存在相比单级蒸发来说，馏分的切割更清晰。对于单级蒸发设备来说，重组分总是含有一定量轻组分，造成蜡的熔点下降，轻组分重总是含有一定量重组分，造成重组分收率低。塔的存在可以保证后面三种副产品(硬蜡)的熔点更高，并有更高的收率。

在二级分离工序中，将粗硬蜡放入二级蒸馏单元(高真空蒸发器)中，在20～80Pa(较佳的为20～50Pa)压力和180～250℃(较佳的为200～220℃)温度作用下蒸发并在内部冷凝，将粗硬蜡分为第一气相和液相。

具体的说，在二级蒸发工段采用的高真空蒸发器可以是分子蒸馏器，为特殊设计的分子蒸馏器，如刮膜蒸发器，其内部刮刀包含刚性刮刀和柔性刮片；刚性刮刀和柔性刮片按照高真空蒸发器的框体的旋向前后并排设置，柔性刮片有部分能够与高真空蒸发器的框体内壁接触。采用刚性刮刀和柔性刮片组合的结构使得形成液体薄膜时无硬体摩擦，或者避免缝隙过大无法接触的情况，形成的液体薄膜更为薄且均匀，进一步避免由此引起的裂解、脱氢、机械杂质等。

还需要说明的是，本实施方式中在高真空蒸发器中还可以内置第一冷凝器，第一气相经第一冷凝器冷凝后作为二级中硬蜡产品，产生的液相继续进入三级蒸发工段。

在三级分离工序中，将二级分离工序中产生的液相放入三级蒸馏单元(高真空蒸发器)中，在20～80Pa(较佳的为20～50Pa)压力和250～300℃(较佳的为260～290℃)温度作用下蒸发，分为第二气相和第二液相。

还需要说明的是，本实施方式中在高真空蒸发器中同样可以内置冷凝器，为第二冷凝器，第二气相经第二冷凝器冷凝后作为三级次硬蜡产品，第二液相作为超硬蜡产品。同样地，三级蒸发器也可以采用和二级蒸发器相同设计的刮膜蒸发器。

上述多级分离工序中，在一定压力范围下改变温度，可以让轻重组分的碳数分布发生变化。比如，若升高二级蒸发时的温度，可以使50#蜡的高碳数增多，熔点上升，同时二级蒸发时的液相部分也低碳数产品也减少，熔点也上升。具体产品的熔点范围可见如下的表1所示。次硬蜡45～55℃,中硬蜡65～75℃，高硬蜡95℃以上：

表1实施例1的产品性质

性质	次硬蜡	中硬蜡	高硬蜡
				熔点，℃	48.1	70.2	96.7
赛波特号，	+35	+30	+28
				光安定性	1#	2#	3#
针入度(25℃，1/10mm)	35	10	0.05
				油含量	2.5	0.65	0.0

本实施方式相对于现有技术而言，利用预先进行加氢饱和，和对原料的多级分离工序，使得原料蜡被切割成不同牌号的蜡产品，且安定性更好，进一步提高蜡产品品质。而且，本实施方式中对原料首先进行加氢饱和工序，使得后续的多级分离工艺简单、操作方便，也使得产品质量更好。同时，在一级分离工序中采用真空精馏塔，避免使用价格昂贵并且操作难度大的高真空蒸发器，降低工序中的硬件成本，而且尽可能刮除原料中的轻组分，减少重组分的损失，而且由于尽量避免高真空处理环境，且在二、三级蒸馏工序中采用了特殊结构的分子蒸馏器，从而减少蜡制品的裂解，提高蜡制品品质，降低操作难度和费用。可见，本实施方式中的用费托粗蜡生产高级蜡的方法可以降低分离工序中所采用的蒸馏单元的硬件成本，提高费托装置经济性。另外，通过调整一级真空精馏、二级真空蒸发、三级真空蒸发操作条件，灵活得到不同牌号的软蜡、中硬蜡、次硬蜡和超硬蜡产品。

值得一提的是，加氢饱和后的高温液态蜡在多级分离过程中，会产生副产品，如：软蜡、中硬蜡和次硬蜡等，由于本实施方式中对原料首先进行加氢饱和，所以这些产品可以直接作为商品，否则，如中硬蜡如果要成品好的蜡商品，还是需要进一步加氢，所以本实施方式中，首先对原料加氢可以提高产品的附加值，提高蜡产品的品质，而且对副产品不需分别加氢，使得流程更为简单。

本发明的第二实施方式涉及一种用费托粗蜡生产高级蜡的方法。第二实施方式是在第一实施方式上的进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，原料进行加氢饱和前，还需要对原料进行脱酸和拔轻预处理。原料先经过预处理后，可以使得最终获得的蜡成品的熔点和品质更高。

本实施方式中的工艺流程如图2所示，在加氢饱和步骤前，还包含以下步骤：

脱酸步骤：将从费托装置来的费托合成蜡先进行脱酸处理，具体的说，脱酸时可采用无机碱有机碱，脱酸可以降低蜡油的酸度至中性，保护后继加氢饱和催化剂并提高产品的品质。

拔轻步骤：经脱酸后的原料经真空精馏塔(填料塔)分离，分为C₁₇及以下的轻组分(即“重油”)和C₁₇以上组分。值得一提的是，在实际应用中，将原料经常压塔(板式塔)作用后再进入所述真空精馏塔分离。由于原料中含有一定量的低碳烃和醇类物质，若直接采用真空精馏塔分离，其真空泵的抽气量会很大，先用常压塔脱除轻组分，再使用真空精馏塔可以减小抽真空时的能耗，降低操作难度。此外，常压塔和真空精馏塔既可以是是板式塔，还可以是填料塔。

在经过上述脱酸和拔轻预处理之后，将得到的C₁₇以上组分继续进行加氢饱和。本实施方式中由于对原料先进行了预处理，降低了原料蜡油的酸度，去除了C₁₇及以下的轻组分，保护了加氢饱和催化剂，同时使得后续蜡成品的质量进一步提高。

本发明的第三实施方式涉及一种用费托粗蜡生产高级蜡的方法。第三实施方式是在第二实施方式上的进一步改进，主要改进之处在于：本实施方式在三级真空蒸发工序后，增加了对超硬蜡的再次加氢提质工序，进一步提高高熔点蜡产品的品质，改善高熔点蜡的外观色度，超硬蜡蜡产品的赛波特号从+28变为+20。

本实施方式中的工艺流程如图3所示，在三级真空蒸发步骤后，还包含以下步骤：

将所述超硬蜡和氢气加入加氢提质反应器，设定操作条件：压力4.0～15.0MPa(较佳的为5～10MPa)，液时空速0.2～1.0h^-1(较佳的为0.2～0.5h^-1)，操作温度250～400℃(较佳的为250～350℃)，轻油比500～1500(较佳的为500～1000)。进行加氢饱和，可以对超硬蜡进行脱色和提质处理，进一步防止其氧化，可见，再次进行加氢提质可以进一步提高高熔点蜡产品的品质。具体的说，本次加氢提质同样采用非硫化催化剂。

本实施方式还可以进一步改进，加氢提质后的产物经过热高压分离器、冷高压分离器后，进行气液分离，液体作为产品送造粒成型，分离出氢经降温控制循环压缩机的入口温度，多余氢气绝大部分可以循环利用，少量保持循环圈内惰性气体浓度进行驰放。

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

1.一种用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，包含以下步骤：

A.加氢饱和步骤：对原料进行加氢饱和；

C.二级分离工序：将所述步骤B中获得的所述粗硬蜡放入二级蒸馏单元中，在一定的压力和温度作用下蒸发，获得第一气相和液相；

其中，所述一级精馏单元为真空精馏塔。

2.根据权利要求1所述的用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，所述二级蒸馏单元和三级蒸馏单元为高真空蒸发器。

3.根据权利要求2所述的用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，所述高真空蒸发器为分子蒸馏器，其内部刮刀包含刚性刮刀和柔性刮片；所述刚性刮刀和所述柔性刮片按照所述高真空蒸发器的框体的旋向前后并排设置，所述柔性刮片有部分能够与所述高真空蒸发器的框体内壁接触。

4.根据权利要求1所述的用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，在所述步骤A之前，还包含以下步骤：

拔轻步骤：将原料经真空精馏塔分离，分为C₁₇及以下的轻组分和C₁₇以上组分；

在所述步骤A之中，对所述C₁₇以上组分进行加氢饱和。

5.根据权利要求4所述的用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，在所述将原料经真空精馏塔分离的步骤之中，将原料经常压塔作用后再进入所述真空精馏塔分离。

6.根据权利要求1所述的用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，在所述步骤D之后，还包含以下步骤：

将氢气和所述超硬蜡加入加氢提质反应器，进行加氢提质。

7.根据权利要求1所述的用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，在所述步骤A中，加氢饱和时采用非硫化催化剂。

8.根据权利要求1所述的用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，在所述步骤A中，操作压力为4.0～15.0MPa，液时空速0.2～1.0h^-1，操作温度250～350℃，氢油比200～1500。

9.根据权利要求1所述的用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，所述真空精馏塔为带侧线抽出的板式塔或带侧线抽出的多段式填料塔，理论板数为10～30块，操作压力为1～4KPa，塔顶温度40～60℃，塔釜温度200～280℃，侧线抽出理论板在5～15块之间。

10.根据权利要求1所述的用费托粗蜡生产高级蜡的方法，其特征在于，

所述二级蒸馏单元的操作条件为：压力10～80Pa，温度为180～250℃；

所述三级蒸馏单元的操作条件为：压力10～80Pa，温度为250～300℃。