CN106675649A - 煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡的方法及其制备得到的煤基轻质液体石蜡 - Google Patents

煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡的方法及其制备得到的煤基轻质液体石蜡 Download PDF

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Abstract

本发明公开了煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡的方法及其制备得到的煤基轻质液体石蜡。本发明公开煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡的方法，包括加氢精制、分馏和脱蜡步骤。通过本发明的方法得到的轻质液体石蜡具有正构烷烃含量高、无芳烃、无硫、无氮等独特的性质并且制备成本低，是一种优质的化工原料。本发明的方法拓宽了应用于氯化石蜡、直链烷基苯、塑料增塑剂及蛋白浓缩物等行业的轻质液体石蜡的原料和制备方法。

Description

煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡的方法及其制备得 到的煤基轻质液体石蜡
技术领域
本发明属于煤化工领域，涉及煤炭间接液化油品的利用，具体涉及一种煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡的方法及其制备得到的煤基轻质液体石蜡。
背景技术
石油作为当前世界所使用的最主要燃料，面临着日趋枯竭的危机。从世界范围看，煤的储量远超过石油储量。通过将煤以高效清洁的工艺转化为液体燃料，将会有效地缓解油品供应的紧张状况。因此，煤炭间接液化技术—费托合成生产液体燃料的技术日趋关注。费托合成产物包括轻质馏分油、重质馏分油、重质蜡等。费托合成产物主要是线性烷烃和烯烃，无硫、无氮、无杂质。费托合成产物经过处理后，可以生产出液体燃料和化学品。
液体石蜡主要组分为正构烷烃，因C10、C11、C12、C13及C14等组分分布不一样而分为轻蜡(C10～C13)和重蜡(C14或以上)。正构烷烃(通常称为液体石蜡)是一种无色、无味的粘稠液体，是一种重要的化工原料，可以制得一系列化工产品，如氯化石蜡、农药乳化剂、脂肪醇、合成洗涤剂、塑料增塑剂、化肥添加剂及化妆品、蛋白浓缩物等。轻质液体石蜡主要作为制造直链烷基苯(LAB)的中间体单烯烃，用于生产直链烷基苯，其销量约占轻质液体石蜡总量的70％以上。其余一般作为增塑剂、氯化石蜡、二元酸、石油蛋白的生产原料。
目前，国内轻质液体石蜡一般采用航煤馏分作为原料，通过分子筛脱蜡技术制取，轻质液体石蜡装置规模效应一般在10万吨/年以上。石油化工行业受原料的影响，新增液蜡装置的可能性较小。费托合成加氢精制产品中正构烷烃含量约85％，远高于航煤25％的正构烷烃含量，是生产轻质液体石蜡的优良原料。
申请号为201510073222.0的发明专利申请公布了一种由费托合成产物制备液体石蜡、石蜡前体和润滑油基础油前体的方法。该技术生产的液体石蜡馏分没有给出产品的性质，且产品没有经过后期处理，产品质量和经济合理性差。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡的方法及其制备得到的煤基轻质液体石蜡。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡的方法，包括以下步骤：
(1)将煤炭间接液化油品和氢气混合进入加氢精制反应器与加氢催化剂接触进行加氢精制反应，得到加氢精制的油品；其中，所述加氢精制反应包括含氧化合物的加氢脱氧反应、不饱和烃的加氢饱和反应及微量金属吸附脱除等；
(2)将所述加氢精制的油品进入分馏系统分馏，得到160～260℃馏程的馏分，即轻质液体石蜡前体；其中，通过该分馏过程可以分离出石脑油、轻质液体石蜡前体、重质液体石蜡前体、精制重柴油、精制尾油及柴油产品；
(3)将所述轻质液体石蜡前体进行脱蜡，得到煤基轻质液体石蜡；
所述轻质液体石蜡是指C10～C13正构烷烃。
上述方法中，所述轻质液体石蜡前体中的正构烷烃的质量百分含量为81～92％。
上述方法中，步骤(1)中所述加氢精制反应器为固定床反应器；
所述固定床反应器优选为一个独立的固定床反应器。
上述任一所述的方法中，步骤(1)中所述加氢催化剂为金属负载型催化剂，载体为无定型氧化铝，金属组分为选自由Mo、Co、Ni和W组成的组中的至少一种；
所述加氢催化剂的外形可以是七孔球、四叶轮、四叶草等形状，颗粒直径1.0～5.5mm，压碎强度不低于5N/粒；优选为四叶草形状，颗粒直径1.0～1.5mm，压碎强度不低于10N/粒。为更好地控制催化剂床层的物料分布和压降，发挥催化剂的反应性能，延长催化剂的使用寿命，反应器内催化剂分为多层装填。
上述任一所述的方法中，步骤(1)中所述加氢精制的反应条件为：氢油体积比为100～800，反应温度为260～420℃，反应压力为3.0～10.0MPa，体积空速为1.0～5.0h-1；
所述加氢精制的反应条件优选为：氢油体积比为400～600，反应温度为270～370℃，反应压力为6.0～9.0MPa，体积空速为1.0～3.0h-1；
所述加氢精制的反应条件更优选为：氢油体积比为500，反应温度为275～365℃，反应压力为8.0MPa，体积空速为2h-1；
在进行步骤(1)之前还包括对所述煤炭间接液化油品和所述氢气进行加热的步骤，加热温度为250～400℃，优选为270～365℃，更优选为270～325℃。
上述任一所述的方法中，步骤(2)中所述分馏系统为常压塔，常压塔的理论塔板数为50～60，塔顶温度140～170℃，塔底温度320～350℃，压力为0.15～0.25MPa；常压塔设有2条及以上侧线，其中常一线组分的馏程为160～260℃，其中富含所述轻质液体石蜡前体。
上述任一所述的方法中，步骤(3)中所述脱蜡为分子筛脱蜡。
上述方法中，所述分子筛为5A分子筛；优选地，所述5A分子筛的孔径为0.51nm，球状颗粒，直径3～5mm，平均压碎强度不小于60N/颗；
所述脱蜡依次包括吸附和脱附过程，吸附条件为：床层温度为280～350℃，吸附压力为0～1.0MPa，筛油质量比为8～20，吸附空速为0.2～0.6h-1；之后用脱附剂脱附，脱附条件为：脱附温度为360～380℃，脱附空速为0.2～0.6h-1；
所述脱蜡中吸附条件优选为：床层温度为300～350℃，吸附压力为0～1.0MPa，筛油质量比为8～12，吸附空速为0.2～0.4h-1；之后用脱附剂脱附，脱附条件优选为脱附温度为360～380℃，脱附空速为0.2～0.4h-1；
所述脱附剂优选为过热水蒸气。
上述任一所述的方法中，所述煤炭间接液化油品可以是费托合成油品的全馏分产物或费托合成油品的全馏分中若干馏分的混合物。
为了解决以上技术问题，本发明还提供上述任一所述的方法制备得到的煤基轻质液体石蜡；
所述轻质液体石蜡是指C10～C13正构烷烃。
为了解决以上技术问题，本发明还提供煤炭间接液化油品在制备煤基轻质液体石蜡中的应用；
所述轻质液体石蜡是指C10～C13正构烷烃。
上述应用中，所述煤炭间接液化油品可以是费托合成油品的全馏分产物或费托合成油品的全馏分中若干馏分的混合物。
本发明提供的煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡方法至少具有如下优点：
该方法以煤炭间接液化油品作为原料，通过加氢精制、分馏和脱蜡制备成性能优良的轻质液体石蜡，该液体石蜡具有正构烷烃含量高、无芳烃、无硫、无氮等独特的性质并且制备成本低，是一种优质的化工原料
本发明的方法拓宽了应用于氯化石蜡、直链烷基苯、塑料增塑剂及蛋白浓缩物等行业的轻质液体石蜡的原料和制备方法。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
费托合成油品为内蒙古伊泰集团有限公司产品，其中轻质烃馏程30～200℃，重质烃馏程150～700℃，硫含量低于5mg/kg。
固定床加氢催化剂为抚顺石油化工研究院研制的FZC-33产品，四叶草形状，颗粒直径1.0～1.5mm，压碎强度不低于10N/粒。为更好地控制催化剂床层的物料分布和压降，发挥催化剂的反应性能，延长催化剂的使用寿命，反应器内催化剂分为三层装填。
脱蜡分子筛为美国UOP公司产品，产品目录号为ADS-34。
实施例1、煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡
本方法以煤炭间接液化油品(即费托合成油品)为原料，主要进行加氢精制、分馏和脱蜡三个步骤制备煤基轻质液体石蜡，具体如下：
1、加氢工艺流程：在固定床反应器内部装填催化剂，为了更好地控制反应放热，将总质量为58t的加氢催化剂从上到下按体积比为1:1.2:1.7的比例，分三层装填于容积为212m3内径为4.4m的固定床反应器中；将费托合成油品和新鲜氢气加热到270～325℃后，从固定床反应器的顶部进入；将氢气、油品物料及催化剂在固定床内部充分混合进行加氢反应，氢油体积比为500，反应温度控制在275～365℃，反应压力为8MPa，体积空速为1.0～2.4h-1；将催化加氢后的反应物经油气分离器分离后获得油品部分，即为加氢精制的油品，将加氢精制的油品进入后续的分馏系统。
用NB/SH/T0417-2013方法检测原料费托合成油品和加氢精制的油品中轻质液体石蜡以及轻质液体石蜡中的正构烷烃的含量，结果如表1所示。
2、分馏系统：将步骤1得到的加氢精制的油品通入常压塔进行常压分馏，常压塔的理论塔板数为50～60，塔顶温度为140～170℃，塔底温度为320～350℃，压力为0.15～0.25MPa；常压塔设有2条及以上侧线，其中常一线抽出馏程为160～260℃的馏分，对该馏分进行气相色谱检测，结果显示其富含C10～C13烷烃，该馏分为轻质液体石蜡前体。
用步骤1中的方法检测常一线抽出馏分(即轻质液体石蜡前体)中轻质液体石蜡以及轻质液体石蜡中的正构烷烃的含量，结果如表1所示。
3、分子筛脱蜡是利用分子筛的选择吸附性从油品馏分中脱除获得正构烷烃的过程，分子筛脱蜡既是石油产品精制的重要手段，又是液体石蜡的重要生产方法。具体为：将步骤2分馏获得的轻质液体石蜡前体使用脱蜡分子筛进行5A分子筛吸附，其中该分子筛的有效孔径为0.51nm，球状颗粒，直径3～5mm，平均压碎强度不小于60N/颗。吸附条件为：床层温度为300～350℃，吸附压力为0～1.0MPa，筛油质量比为8～12，吸附空速为0.2～0.4h-1；之后用脱附剂脱附，其中脱附剂为过热水蒸气，脱附温度为360～380℃，脱附空速为0.2～0.4h-1，得到煤基轻质液体石蜡。
用步骤1中的方法检测煤基轻质液体石蜡中轻质液体石蜡以及轻质液体石蜡中的正构烷烃的含量，结果如表1所示。
表1各阶段产品的成分检测
实施例2、煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡
原料与实施例1使用的原料相同，主要进行加氢精制、分馏和脱蜡三个步骤制备煤基轻质液体石蜡，具体如下：
1、加氢工艺流程：固定床反应器及催化剂的装填与实施例1相同；将费托合成油品和新鲜氢气加热到350～380℃后，从固定床反应器的顶部进入；将氢气、油品物料及催化剂在固定床内部充分混合进行加氢反应，氢油体积比为300，反应温度控制在260～270℃，反应压力为6MPa，体积空速为1.0～2.4h-1；将催化加氢后的反应物经油气分离器分离后获得油品部分，即为加氢精制的油品，将加氢精制的油品进入后续的分馏系统。
用NB/SH/T0417-2013方法检测原料费托合成油品和加氢精制的油品中轻质液体石蜡以及轻质液体石蜡中的正构烷烃的含量，结果如表2所示。
2、分馏系统：将步骤1得到的加氢精制的油品通入常压塔进行常压分馏，常压塔的理论塔板数为50～60，塔顶温度为140～170℃，塔底温度为320～350℃，压力为0.15～0.25MPa；常压塔设有2条及以上侧线，其中常一线抽出馏程为160～260℃的馏分，对该馏分进行气相色谱检测，结果显示其富含C10～C13烷烃，该馏分为轻质液体石蜡前体。
用步骤1中的方法检测常一线抽出馏分(即轻质液体石蜡前体)中轻质液体石蜡以及轻质液体石蜡中的正构烷烃的含量，结果如表2所示。
3、分子筛脱蜡。将步骤2分馏获得的轻质液体石蜡前体使用与实施例1相同的脱蜡分子筛进行5A分子筛吸附。其中，吸附条件为：床层温度为300～350℃，吸附压力为0～1.0MPa，筛油质量比为15～20，吸附空速为0.4～0.6h-1；之后用脱附剂脱附，其中脱附剂为过热水蒸气，脱附温度为360～380℃，脱附空速为0.4～0.6h-1，得到煤基轻质液体石蜡。
用步骤1中的方法检测煤基轻质液体石蜡中轻质液体石蜡以及轻质液体石蜡中的正构烷烃的含量，结果如表2所示。
表2各阶段产品的成分检测
实施例3、煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡
原料与实施例1使用的原料相同，主要进行加氢精制、分馏和脱蜡三个步骤制备煤基轻质液体石蜡，具体如下：
1、加氢工艺流程：固定床反应器及催化剂的装填与实施例1相同；将费托合成油品和新鲜氢气加热到270～325℃后，从固定床反应器的顶部进入；将氢气、油品物料及催化剂在固定床内部充分混合进行加氢反应，氢油体积比为700，反应温度控制在380～420℃，反应压力为9MPa，体积空速为1.0～2.4h-1；将催化加氢后的反应物经油气分离器分离后获得油品部分，即为加氢精制的油品，将加氢精制的油品进入后续的分馏系统。
用NB/SH/T0417-2013方法检测原料费托合成油品和加氢精制的油品中轻质液体石蜡以及轻质液体石蜡中的正构烷烃的含量，结果如表3所示。
2、分馏系统：将步骤1得到的加氢精制的油品通入常压塔进行常压分馏，常压塔的理论塔板数为50～60，塔顶温度为140～170℃，塔底温度为320～350℃，压力为0.15～0.25MPa；常压塔设有2条及以上侧线，其中常一线抽出馏程为160～260℃的馏分，对该馏分进行气相色谱检测，结果显示其富含C10～C13烷烃，该馏分为轻质液体石蜡前体。
用步骤1中的方法检测常一线抽出馏分(即轻质液体石蜡前体)中轻质液体石蜡以及轻质液体石蜡中的正构烷烃的含量，结果如表3所示。
3、分子筛脱蜡。将步骤2分馏获得的轻质液体石蜡前体使用与实施例1相同的脱蜡分子筛进行5A分子筛吸附。其中，吸附条件为：床层温度为300～350℃，吸附压力为0～1.0MPa，筛油质量比为15～20，吸附空速为0.2～0.4h-1；之后用脱附剂脱附，其中脱附剂为过热水蒸气，脱附温度为360～380℃，脱附空速为0.2～0.4h-1，得到煤基轻质液体石蜡。
用步骤1中的方法检测煤基轻质液体石蜡中轻质液体石蜡以及轻质液体石蜡中的正构烷烃的含量，结果如表3所示。
表3各阶段产品的成分检测

Claims (10)

1.煤炭间接液化油品制备煤基轻质液体石蜡的方法，包括以下步骤：
(1)将煤炭间接液化油品和氢气混合进入加氢精制反应器与加氢催化剂接触进行加氢精制反应，得到加氢精制的油品；
(2)将所述加氢精制的油品进入分馏系统分馏，得到160～260℃馏程的馏分，即轻质液体石蜡前体；
(3)将所述轻质液体石蜡前体进行脱蜡，得到煤基轻质液体石蜡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述轻质液体石蜡前体中的正构烷烃的质量百分含量为81～92％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述加氢精制反应器为固定床反应器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述加氢催化剂为金属负载型催化剂，载体为无定型氧化铝，金属组分为选自由Mo、Co、Ni和W组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)中所述加氢精制的反应条件为：氢油体积比为100～800，反应温度为260～420℃，反应压力为3.0～10.0MPa，体积空速为1.0～5.0h-1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述分馏系统为常压塔，常压塔的理论塔板数为50～60，塔顶温度140～170℃，塔底温度320～350℃，压力为0.15～0.25MPa；常压塔设有2条及以上侧线，其中常一线组分的馏程为160～260℃，其中富含所述轻质液体石蜡前体。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：步骤(3)中所述脱蜡为分子筛脱蜡。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述分子筛为5A分子筛；
所述脱蜡依次包括吸附和脱附过程，吸附条件为：床层温度为280～350℃，吸附压力为0～1.0MPa，筛油质量比为8～20，吸附空速为0.2～0.6h-1；之后用脱附剂脱附，脱附条件为：脱附温度为360～380℃，脱附空速为0.2～0.6h-1。
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的煤基轻质液体石蜡。
10.煤炭间接液化油品在制备煤基轻质液体石蜡中的应用。
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