CN109096028A - 一种使用废润滑油制备烯烃的方法 - Google Patents

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张振国
吴培
姚飞飞
王晓璐
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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C4/06—Catalytic processes
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    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

本发明属于废润滑油再生技术领域，具体涉及一种使用废润滑油制备烯烃的方法。以废润滑油为原料进行预处理，将催化剂放置到流化床反应器中，然后将预处理过的原料油与催化剂以1:2的比例通入流化床反应器中，进行催化反应，催化反应生成的含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流进入分离器进行分离即可。本发明将废润滑油再生利用，节省资源，而且烯烃产率高。

Description

一种使用废润滑油制备烯烃的方法
技术领域
本发明属于废润滑油再生技术领域，具体涉及一种使用废润滑油制备烯烃的方法。
背景技术
对于废润滑油人们往往把它们倒入下水道、野外空地、河流或垃圾箱中。倒入水中的废油最终会进人江湖河海，会对水质造成污染；而倒入土壤中的废油也会对土壤造成污染。研究表明一桶(容积200L)废油倒入水中能污染3.5平方公里的广大水面。它一方面形成油膜覆盖在水面上阻止水中溶解的氧气与大气的交换，另一方面废油被微生物降解又消耗水中的溶氧，结果使水中的含氧量明显下降，而影响鱼类、贝类及水生植物的正常生活。油膜覆盖在水乌的身体上，水生植物的叶子上，鱼类、贝类的呼吸器官上都会影响其正常生理功能。因此废油污染水系会严重危害水生动植物的生存。对废润滑油的处理方法有1.通路油化，将废油喷洒在容易扬尘的道路上，利用其粘合作用把尘土粘住，起到防尘作用，也是废润滑油的一种处理方法。在美国，回收的废润滑油就有相当大一部分用于这种目的。但喷洒在道路上的废油在下雨时也会被雨水冲洗流入排水沟，最终进入江河污染水质，或进入土壤而污染土壤，因此也会污染环境；2.焚烧，目前把废润滑油当成燃料使用是一种常用的处理方法。有的是直接把废润滑油当成取暖用炉的燃料使用，有的是将废润滑油与其他需要焚化处理的垃圾混合，在焚化炉中焚化，利用焚化产生的热量产生锅炉蒸汽用于各种工业或民用目的，而燃烧产生的烟气中含有的重金属氧化物和由于燃烧不完全而产生的多环芳烃氧化物，排入空气中会造成污染和对人体健康的严重危害。
把废润滑油经过适当工艺处理，除去变质成分及外来杂质污染物成为再生润滑油，无论从技术、环境保护、资源合理利用以及经济角度看都是一种合适的处理方法。
随着我国经济的快速发展，中国的废润滑油再生市场发展迅速。各种废矿物油脂再生工艺各有特点，但都向着无污染、环保的方向发展。因为废润滑油中含有很多可供改性的官能团(双键，羰基和羟基等)，通过反应可将废润滑油转换为脂肪酸酯、脂肪酸、脂肪酸金属皂、脂肪酸甲酯(生物柴油)、环氧脂肪酸、多元醇，甘油和醇酸树脂等多种植物油脂衍生物，是现代油脂化工的主要基础，也显示了其在化工产品和材料绿色化发展中的巨大潜力和广泛空间。其中废润滑油中的双键，很多学者进行了废润滑油脂制备烯烃的研究，具体分为植物油脂直接与间接制备烯烃化学品两种方法。植物油脂或/和动物油脂制烯烃的方法，以植物油脂或/和动物油脂为原料，于400-700℃下进行催化裂解，制备乙烯、丙烯和丁烯，现有技术一的缺点①烯烃产率低；②反应时间长；③反应温度高等。
目前，乙烯、丙烯的生产主要依赖蒸汽热裂解。约90重量％的乙烯、61重量％的丙烯来自石脑油蒸汽热裂解过程，该工艺虽然已在全球范围内得到广泛应用，但仍存在不尽人意之处，尤其是反应需要高温(800～1000℃)，能耗大，低附加值的干气收率高。如果引入催化剂，采用催化裂解的方法，则可使反应温度降低50～200℃，减少能耗和干气的生成，并提高丙烯选择性，所以目前不少研究者都致力于催化裂解制乙烯、丙烯的研究。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种使用废润滑油制备烯烃的方法，该方法将废润滑油再生利用，节省资源，而且烯烃产率高。
本发明的技术方案是：
一种使用废润滑油制备烯烃的方法，包括如下步骤：
一、以废润滑油为原料进行预处理，脱除原料中的机械杂质、氯、金属和水，并降低原料油酸值；
二、催化剂的制作，1M的NH4NO3溶液与Na-Y沸石在80度条件下回流，交换8-12小时，过滤烘干后500-650度焙烧，如此往复三次得到HY分子筛，将HY分子筛与zsm-5分子筛按照1:1.5混合得到催化剂；
三、将上步中得到的催化剂放置到流化床反应器中，然后将预处理过的原料油与催化剂以1:2的比例通入流化床反应器中，进行催化反应，反应温度为：520-585℃，反应压力：0.1-0.3Mpa反应时间：1.5s-5s，生成含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流；
四、将催化反应生成的含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流进入分离器进行分离，分离出乙烯28％～32％、丙烯15％～20％、丁烯15％～19％、液态烃29％～31％和焦炭3％。
具体的，所述的分离器有至少两级，分别为一级分离器和二级分离器，一级分离器和二级分离器所述的一级分离器和二级分离器都为旋风分离器，反应得到的富含乙烯、丙烯、丁烯的产物和半待生催化剂进入一级旋风分离器，分离出的半待生催化剂经一级旋风分离器的料腿进入流化床反应器中；反应得到的富含芳烃的产物经二级旋风分离器分离出来。
具体的，所述的一级分离器和二级分离器位于流化床反应器内或者外部。
具体的，所述的一级旋风分离器的料腿中的催化剂平均温度为450～500℃。
本发明的有益效果是：采用废润滑油制备烯烃，其最大特点是“使废润滑油可再生”，而且原料种类丰富，因此，充分挖掘利用可再生资源，研究废润滑油制备烯烃技术，是生产力发展的要求，也是推动技术进步的一个既紧迫又十分现实的问题。本发明对生产物乙烯、丙烯、丁烯及液态烃类产品等进行分离，提高了产品的利用率。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明提供的制备烯烃的方法进行更详细的说明。
实施例1
本实施例提供的使用废润滑油制备烯烃的方法，包括如下步骤：
一、以废润滑油为原料进行预处理，脱除原料中的机械杂质、氯、金属和水，并降低原料油酸值；
二、催化剂的制作，1M的NH4NO3溶液与Na-Y沸石在80度条件下回流，交换8小时，过滤烘干后500度焙烧，如此往复三次得到HY分子筛，将HY分子筛与zsm-5分子筛按照1:1.5混合得到催化剂；
三、将上步中得到的催化剂放置到流化床反应器中，然后将预处理过的原料油与催化剂以1:2的比例通入流化床反应器中，进行催化反应，反应温度为：520℃，反应压力：0.1Mpa反应时间：1.5s，生成含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流；
四、将催化反应生成的含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流进入分离器进行分离，分离器有两级，分别为一级分离器和二级分离器，一级分离器和二级分离器所述的一级分离器和二级分离器都为旋风分离器，反应得到的富含乙烯、丙烯、丁烯的产物和半待生催化剂进入一级旋风分离器，分离出的半待生催化剂经一级旋风分离器的料腿进入流化床反应器中，一级旋风分离器的料腿中的催化剂平均温度为450℃，分离出乙烯28％、丙烯15％和丁烯16％；反应得到的富含芳烃的产物经二级旋风分离器分离出来液态烃30.1％和焦炭3％，损失掉一部分。
所述的一级分离器和二级分离器位于流化床反应器内部。
实施例2
本实施例提供的使用废润滑油制备烯烃的方法，包括如下步骤：
一、以废润滑油为原料进行预处理，脱除原料中的机械杂质、氯、金属和水，并降低原料油酸值；
二、催化剂的制作，1M的NH4NO3溶液与Na-Y沸石在80度条件下回流，交换10小时，过滤烘干后650度焙烧，如此往复三次得到HY分子筛，将HY分子筛与zsm-5分子筛按照1:1.5混合得到催化剂；
三、将上步中得到的催化剂放置到流化床反应器中，然后将预处理过的原料油与催化剂以1:2的比例通入流化床反应器中，进行催化反应，反应温度为：585℃，反应压力：0.3Mpa反应时间：5s，生成含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流；
四、将催化反应生成的含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流进入分离器进行分离，分离器有两级，分别为一级分离器和二级分离器，一级分离器和二级分离器所述的一级分离器和二级分离器都为旋风分离器，反应得到的富含乙烯、丙烯、丁烯的产物和半待生催化剂进入一级旋风分离器，分离出的半待生催化剂经一级旋风分离器的料腿进入流化床反应器中，一级旋风分离器的料腿中的催化剂平均温度为450℃，分离出乙烯29％、丙烯20％和丁烯16.6％；反应得到的富含芳烃的产物经二级旋风分离器分离出来液态烃30.6％和焦炭3％，损失掉一部分。
所述的一级分离器和二级分离器位于流化床反应器外部。
实施例3
本实施例提供的使用废润滑油制备烯烃的方法，包括如下步骤：
一、以废润滑油为原料进行预处理，脱除原料中的机械杂质、氯、金属和水，并降低原料油酸值；
二、催化剂的制作，1M的NH4NO3溶液与Na-Y沸石在80度条件下回流，交换12小时，过滤烘干后600度焙烧，如此往复三次得到HY分子筛，将HY分子筛与zsm-5分子筛按照1:1.5混合得到催化剂；
三、将上步中得到的催化剂放置到流化床反应器中，然后将预处理过的原料油与催化剂以1:2的比例通入流化床反应器中，进行催化反应，反应温度为：560℃，反应压力：0.2Mpa反应时间：3s，生成含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流；
四、将催化反应生成的含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流进入分离器进行分离，分离器有两级，分别为一级分离器和二级分离器，一级分离器和二级分离器所述的一级分离器和二级分离器都为旋风分离器，反应得到的富含乙烯、丙烯、丁烯的产物和半待生催化剂进入一级旋风分离器，分离出的半待生催化剂经一级旋风分离器的料腿进入流化床反应器中，一级旋风分离器的料腿中的催化剂平均温度为450℃，分离出乙烯30％、丙烯18％和丁烯16％；反应得到的富含芳烃的产物经二级旋风分离器分离出来液态烃30％和焦炭3％，损失掉一部分。
所述的一级分离器和二级分离器位于流化床反应器内部。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种使用废润滑油制备烯烃的方法，其特征在于，包括如下步骤：
一、以废润滑油为原料进行预处理，脱除原料中的机械杂质、氯、金属和水，并降低原料油酸值；
二、催化剂的制作，1M的NH4NO3溶液与Na-Y沸石在80度条件下回流，交换8-12小时，过滤烘干后500-650度焙烧，如此往复三次得到HY分子筛，将HY分子筛与zsm-5分子筛按照1:1.5混合得到催化剂；
三、将上步中得到的催化剂放置到流化床反应器中，然后将预处理过的原料油与催化剂以1:2的比例通入流化床反应器中，进行催化反应，反应温度为：520-585℃，反应压力：0.1-0.3Mpa反应时间：1.5s-5s，生成含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流；
四、将催化反应生成的含有乙烯、丙烯、丁烯和液态烃产品的物流进入分离器进行分离，分离出乙烯乙烯28％～32％、丙烯15％～20％、丁烯15％～19％、液态烃29％～31％和焦炭3％。
2.根据权利要求1所述使用废润滑油制备烯烃的方法，其特征在于，所述的分离器有至少两级，分别为一级分离器和二级分离器，一级分离器和二级分离器所述的一级分离器和二级分离器都为旋风分离器，反应得到的富含乙烯、丙烯、丁烯的产物和半待生催化剂进入一级旋风分离器，分离出的半待生催化剂经一级旋风分离器的料腿进入流化床反应器中；反应得到的富含芳烃的产物经二级旋风分离器分离出来。
3.根据权利要求2所述使用废润滑油制备烯烃的方法，其特征在于，所述的一级分离器和二级分离器位于流化床反应器内或者外部。
4.根据权利要求2所述使用废润滑油制备烯烃的方法，其特征在于，所述的一级旋风分离器的料腿中的催化剂平均温度为450～500℃。
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