CN117447972A - 一种烷烃类新型载冷剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烷烃类新型载冷剂，以润滑油基础油加氢装置减压塔顶油为原料，经过加氢异构和加氢精制后，进行三相分离、精密分馏而获得。本发明中新型载冷剂的制备方法包括加氢异构反应、加氢精制反应、分离器进行分离、精馏塔精馏的步骤。本发明提供的载冷剂具有无腐蚀、毒性小、安全性能优良、绿色环保且低温传热性能优良，使用温域范围更宽的优点。
Description
技术领域
本发明涉及间接制冷技术领域，更具体涉及一种烷烃类新型载冷剂及其制备方法。
背景技术
间接制冷被广泛应用于在化工、医药生产、食品制造、冷冻仓储等领域。载冷剂是在间接冷却的制冷装置中，对冷却系统传递热量的物质，也称为二次制冷剂。
传统载冷剂主要为盐水、酒精、乙二醇丙二醇溶液、二氯甲烷等。
盐水主要为氯化钙和氯化钠溶液，对设备腐蚀极大；长期使用会产生大量的碳酸钙沉积，形成水垢，使制冷系统的换热效率大大降低，同时氯化钙盐水适用温域范围窄，在很多工艺受到一定局限。
甲醇有剧毒成分，同时甲醇和乙醇都有挥发性和可燃性，存在安全隐患。乙二醇丙二醇溶液长期使用过程中，容易酸化，引起对碳钢的腐蚀，且在低温条件下粘度上升非常迅速，换热性能较差，能耗比较高。
二氯甲烷挥发性大，需要补充的量非常多；含氯元素，形成盐酸及盐酸盐，造成设备腐蚀；同时二氯甲烷吸水后系统易冰堵。
近些年，国内外出现了一些抗腐蚀的传热介质，这些大部分主要以防冻为目的，在低温条件下，粘度较大，不适合用于流动性传热介质，普遍含有亚硝酸盐、甲醇等有毒成分，对现场操作人员健康存在很大危害，且对环境污染较严重，不合适当前绿色环保发展要求。
现在市面上也有一些碳氢类载冷剂和醇酯类混合物载冷剂，但闪点都很低，不安全。化工、医药生产中有很多物料间的化学反应，作为载冷剂需要具有良好的化学惰性，传统的载冷剂和醇酯类混合物很明显达不到这个要求。
因此，亟需一种新型载冷剂。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种烷烃类新型载冷剂及其制备方法，以解决背景技术中的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种烷烃类新型载冷剂，所述载冷剂为原料油经过加氢异构和加氢精制后，进行三相分离、精密分馏获得的塔顶轻油；所述载冷剂20℃密度为788.2Kg/m3，闪点为124℃，硫含量为<0.5mg/Kg，芳烃含量为<0.01％，初馏点为254℃，终馏点320℃，40℃运动粘度3.32mm2/s，溴指数为30mgBr/100g，凝点为-50℃。
进一步优化技术方案，所述塔顶轻油指标符合NB/SH/T 0913-2015系列轻质白油标准。
进一步优化技术方案，所述原料油为润滑油基础油加氢装置减压塔顶油。
进一步优化技术方案，所述原料油密度为782-825kg/m3，馏程为160-300℃，芳烃含量为<0.05％，硫含量为<1mg/Kg。
本发明还提供了一种烷烃类新型载冷剂的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将原料油管路内通入氢气，然后进入加氢异构反应器中，在异构脱蜡催化剂的作用下进行加氢脱硫、脱氮、脱氧、芳烃饱和以及部分开环的反应，反应产物从加氢异构反应器底部流出；
S2、所述步骤S1的反应产物进入加氢精制反应器进行烯烃饱和以及芳烃深度饱和反应，反应产物从加氢精制反应器底部流出；
S3、所述步骤S2的反应产物经换热、水洗及冷却后，油体先后经过高压分离器、低压分离器进行分离；
S4、所述步骤S3分离出的油体进入精馏塔精馏，从塔顶得到载冷剂。
进一步优化技术方案，所述步骤S1中通入的氢气包括新氢和制备过程中产生的气相产物。
进一步优化技术方案，所述步骤S1中异构脱蜡催化剂活性金属Pd含量为0.26-0.30％，Pt含量为0.18-0.2％，且异构脱蜡控制温度325-340℃、操作压力16.5MPa。
进一步优化技术方案，所述步骤S2中加氢精制温度为215～255℃、操作压力15MPa。
进一步优化技术方案，所述步骤S3中高压分离器进行气、油、水三相分离，高分气作为循环氢继续使用，高分油进入低压分离器，低分气去管网瓦斯系统，低分油进入精馏塔进行产品切割。
进一步优化技术方案，所述步骤S4中精馏塔的塔入口温度345～360℃，塔顶温度110～120℃，抽出温度200～220℃。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明提供的一种烷烃类新型载冷剂，具有饱和烃含量大于99％，凝点低、闪点高、无味、产品稳定性好、低温流动性好、载冷能力强、防锈性能优良、无色、光稳定性和热稳定性均佳、极低硫氮含量、不含芳烃及有害溶剂、馏程范围窄的优点。作为冷却用载剂，不参与化学反应，新产品的开发增加了轻质白油的产量及应用范围，因此可更为广泛地应用。本发明提供的载冷剂具有无腐蚀、毒性小、安全性能优良、绿色环保且低温传热性能优良，使用温域范围更宽的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、原料油，2、新氢，3、循环氢，4、加氢异构反应器，5、加氢精制反应器，6、高压分离器，7、低压分离器，8、精馏塔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明进行进一步详细说明。
一种烷烃类新型载冷剂，载冷剂为原料油经过加氢异构和加氢精制后，进行三相分离、精密分馏获得的塔顶轻油；塔顶轻油指标符合NB/SH/T 0913-2015系列轻质白油标准。
载冷剂20℃密度为788.2Kg/m3，闪点为124℃，硫含量为<0.5mg/Kg，芳烃含量为<0.01％，初馏点为254℃，终馏点320℃，40℃运动粘度3.32mm2/s，溴指数为30mgBr/100g，凝点为-50℃。
载冷剂目标产品来自精馏塔，主要参数有:塔入口温度265～275℃，塔顶温度110～120℃，抽出温度183～188℃，真空度-95Kpa。
原料油密度为808.4kg/m3，馏程为145-300℃，芳烃含量为<0.05％，硫含量为<1mg/Kg。
本发明还提供了一种烷烃类新型载冷剂的制备方法，结合图1所示，具体包括以下步骤：
S1、将原料油管路内通入氢气，氢气包括新氢和制备过程中产生的气相产物。原料油与氢气进入加氢异构反应器中，在异构脱蜡催化剂的作用下进行加氢脱硫、脱氮、脱氧、芳烃饱和以及部分开环的反应，反应产物从加氢异构反应器底部流出。异构脱蜡催化剂活性金属Pd含量为0.26-0.30％，Pt含量为0.18-0.2％，且异构脱蜡控制温度325-340℃、操作压力16.5MPa。
S2、将步骤S1的反应产物进入加氢精制反应器，在催化剂铂的作用下，进行烯烃饱和以及芳烃深度饱和反应，反应产物从加氢精制反应器底部流出。加氢精制温度为215～255℃、操作压力15MPa。
S3、将步骤S2的反应产物经换热、水洗及冷却后，油体先后经过高压分离器进行气、油、水三相分离，高分气作为循环氢继续使用，高分油进入低压分离器，低分气去管网瓦斯系统，低分油进入精馏塔进行产品切割。
S4、使步骤S3分离出的油体进入精馏塔精馏，从塔顶得到载冷剂。精馏塔的塔入口温度345～360℃，塔顶温度110～120℃，抽出温度200～220℃。本产品馏程指标为262-305℃，确保其分离效果。
将本发明的产品与常用载冷剂的指标进行对比，结果如下表：
结论：
传统载冷剂大多属于水-醇系列，是由水溶性醇加入缓蚀剂、增效剂等构成，使用时根据工艺要求用水稀释成适当的浓度。很显然醇类属易燃品，未加水稀释前，要远离火种，防止泄漏，同时也容易引起物料反应，不适合制药厂的生产工艺要求。
本发明产品烷烃类新型载冷剂满足低温使用要求，具有馏程范围更窄、产品纯度更高、闪点更高、安全无毒、应用范围广等优异性能，可广泛应用于冷库、化工厂、食品厂、制药厂、中央空调等间接制冷系统，有很好的推广应用价值和广阔的市场前景。
Claims (10)
1.一种烷烃类新型载冷剂，其特征在于：所述载冷剂为原料油经过加氢异构和加氢精制后，进行三相分离、精密分馏获得的塔顶轻油；所述载冷剂20℃密度为788.2Kg/m3，闪点为124℃，硫含量为<0.5mg/Kg，芳烃含量为<0.01％，初馏点为254℃，终馏点320℃，40℃运动粘度3.32mm2/s，溴指数为30mgBr/100g，凝点为-50℃。
2.根据权利要求1所述的一种烷烃类新型载冷剂，其特征在于：所述塔顶轻油指标符合NB/SH/T 0913-2015系列轻质白油标准。
3.根据权利要求2所述的一种烷烃类新型载冷剂，其特征在于：所述原料油为润滑油基础油加氢装置减压塔顶油。
4.根据权利要求3所述的一种烷烃类新型载冷剂，其特征在于：所述原料油密度为782-825kg/m3，馏程为160-300℃，芳烃含量为<0.05％，硫含量为<1mg/Kg。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的烷烃类新型载冷剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、将原料油管路内通入氢气，然后进入加氢异构反应器中，在异构脱蜡催化剂的作用下进行加氢脱硫、脱氮、脱氧、芳烃饱和以及部分开环的反应，反应产物从加氢异构反应器底部流出；
S2、所述步骤S1的反应产物进入加氢精制反应器进行烯烃饱和以及芳烃深度饱和反应，反应产物从加氢精制反应器底部流出；
S3、所述步骤S2的反应产物经换热、水洗及冷却后，油体先后经过高压分离器、低压分离器进行分离；
S4、所述步骤S3分离出的油体进入精馏塔精馏，从塔顶得到载冷剂。
6.根据权利要求5所述的一种烷烃类新型载冷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中通入的氢气包括新氢和制备过程中分离出的气相产物。
7.根据权利要求5所述的一种烷烃类新型载冷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中异构脱蜡催化剂活性金属Pd含量为0.26-0.30％，Pt含量为0.18-0.2％，且异构脱蜡控制温度325-340℃、操作压力16.5MPa。
8.根据权利要求5所述的一种烷烃类新型载冷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中加氢精制温度为215～255℃、操作压力15MPa。
9.根据权利要求5所述的一种烷烃类新型载冷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中高压分离器进行气、油、水三相分离，高分气作为循环氢继续使用，高分油进入低压分离器，低分气去管网瓦斯系统，低分油进入精馏塔进行产品切割。
10.根据权利要求5所述的一种烷烃类新型载冷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中精馏塔的塔入口温度345～360℃，塔顶温度110～120℃，抽出温度200～220℃。
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