本发明公开了一种费托合成粗蜡生产微晶蜡的方法。该方法包括:步骤S1,对费托合成粗蜡进行脱金属处理,得到脱金属粗蜡;步骤S2,对脱金属粗蜡进行加氢精制处理,得到加氢精制产物;步骤S3,对加氢精制产物进行分离处理,得到微晶蜡。通过以费托合成粗蜡为原料进行生产微晶蜡,无需经过除硫、氮、芳烃等杂质的步骤,直接经过脱除费托合成粗蜡中夹带的金属催化剂,然后进行加氢精制处理后,将得到的加氢精制产物中的轻蜡组分分离出去,即可得到油分含量低,硫、氮、氧、金属杂质成分少的微晶蜡。本发明的上述方法为费托合成粗蜡提供了一条新的加工工艺,既降低加工成本,又能提高费托合成粗蜡的附加值。
1.一种费托合成粗蜡生产微晶蜡的方法,其特征在于,所述方法包括:步骤S1,对所述费托合成粗蜡进行脱金属处理,得到脱金属粗蜡;步骤S2,对所述脱金属粗蜡进行加氢精制处理,得到加氢精制产物;步骤S3,对所述加氢精制产物进行分离处理,得到所述微晶蜡;所述步骤S3包括:步骤S31,对所述加氢精制产物依次进行热高分、热低分去除氢气和少量气态烃油,分离得到重组分液态蜡和剩余分离产物;步骤S32,对所述剩余分离产物依次进行冷高分、冷低分,得到轻组分液态蜡;步骤S33,对所述重组分液态蜡进行蒸馏,得到所述微晶蜡。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1中采用脱金属催化剂对所述费托合成粗蜡进行脱金属处理。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述脱金属催化剂为RG-10、RG-10A、RG-10B、RDM-2或FZC-100、FZC-102B、FZC-103、FZC-204。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述脱金属催化剂对所述费托合成粗蜡进行脱金属处理的温度为240~400°C,压力为2.0~10.0MPa。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述加氢精制处理的压力为
2.0~10.0MPa,温度为240~400°C。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述加氢精制处理过程中的氢蜡比为600~1500v/v。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述加氢精制处理过程中的反应体积空速为2~10h^-1。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S31中,所述热高分分离的温度为160~240°C,压力为2.0~10.0MPa;所述热低分分离的温度为160~240°C,压力为
0.5~2.0MPa。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S32中,所述冷高分分离的温度为20~40°C,压力为2.0~10.0MPa;所述冷低分分离的温度为20~40°C,压力为0.5~2.0MPa。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S33中,所述蒸馏为减压蒸馏。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述减压蒸馏的温度为300~350°C,压力为5~15KPa。
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述减压蒸馏的温度为300~350°C,压力为10KPa。
13.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述减压蒸馏的温度为320~340°C,压力为5~15KPa。
14.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述减压蒸馏的温度为320~340°C,压力为10KPa。
15.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S33中,对所述重组分液态蜡进行蒸馏之前,进一步包括对所述重组分液态蜡进行预加热的步骤。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,将所述重组分液态蜡预加热至340~370°C。技术领域
本发明涉及费托合成粗蜡的深加工领域,具体而言,涉及一种费托合成粗蜡生产微晶蜡的方法。
背景技术
随着世界有限的石油资源日渐枯竭和对环境保护意识的不断增强,研究与寻找环境友好的石油能源的替代品成为世界技术开发的方向之一。生物质、煤炭和天然气转化技术是多元化解决石油资源短缺问题的重要途径之一,目前已经成为专家学者的共识。煤炭和天然气通过费托合成(Fischer-TropschSynthesis)反应,转化为油或其它化工产品,一方面可解决石油资源短缺,满足国民经济快速增长对能源的需求;另一方面可以生产出更多的有用化工产品,带动地方经济的发展,同时还可减少直接燃烧造成的环境污染,意义重大。以煤为原料,采用费托合成方法可得到硫、氮含量很低的粗蜡,再通过二次加工,由费托合成粗蜡可获得多种附加值较高的产品。其中,神华鄂尔多斯煤制油分公司煤间接液化生产装置,按设计能力每年可生产粗蜡约5万吨由于目前煤炭转化为燃料油的市场广阔,因此,费托化成粗蜡的主要是用来生产汽油、柴油等产品。然而,把费托合成粗蜡裂化成汽油、柴油产品时,裂化工艺条件比较苛刻;而且据调查,市场上每吨柴油的价格在8600~8700元之间,而每吨费托合成粗蜡的价格在8000~9000元之间,这样通过裂化工艺不仅降低了蜡的产品价值,而且增加了加工成本。因此,在市场许可的情况下,亟需开发对费托合成粗蜡进行深加工的新工艺。
发明内容
本发明旨在提供一种费托合成粗蜡生产微晶蜡的方法,以提高费托合成粗蜡的附加值。为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种费托合成粗蜡生产微晶蜡的方法,该方法包括:步骤S1,对费托合成粗蜡进行脱金属处理,得到脱金属粗蜡;步骤S2,对脱金属粗蜡进行加氢精制处理,得到加氢精制产物;步骤S3,对加氢精制产物进行分离处理,得到微晶蜡。进一步地,步骤S1中采用脱金属催化剂对费托合成粗蜡进行脱金属处理,优选脱金属催化剂为RG-10、RG-10A、RG-10B、RDM-2或FZC-100、FZC-102B、FZC-103、FZC-204。进一步地,脱金属催化剂对费托合成粗蜡进行脱金属处理的温度为240~400°C,压力为2.0~10.0MPa。进一步地,步骤S2中,加氢精制处理的压力为2.0~10.0MPa,温度为240~400°C。进一步地,步骤S2中,加氢精制处理过程中的氢蜡比为600~1500v/v;优选反应体积空速为2~10h^-1。进一步地,步骤S3包括:步骤S31,对加氢精制产物依次进行热高分、热低分去除氢气和少量气态烃油,分离得到重组分液态蜡和剩余分离产物;步骤S32,对剩余分离产物依次进行热高分、热低分去除,得到轻组分液态蜡;步骤S33,对重组分液态蜡进行蒸馏,得到微晶蜡。进一步地,步骤S31中,热高分分离的温度为160~240°C,压力为2.0~10.0MPa;热低分分离的温度为160~240°C,压力为0.5~2.0MPa。进一步地,步骤S32中,冷高分分离的温度为20~40°C,压力为2.0~10.0MPa;冷低分分离的温度为20~40°C,压力为0.5~2.0MPa。进一步地,步骤S33中,蒸馏为减压蒸馏;优选减压蒸馏的温度为300~350°C,优选为320~340°C;压力为5~15KPa,更优选为10KPa。进一步地,步骤S33中,对重组分液态蜡进行蒸馏之前,进一步包括对重组分液态蜡进行预加热的步骤;优选将重组分液态蜡预加热至340~370°C。应用本发明的技术方案,通过以费托合成粗蜡为原料进行生产微晶蜡,无需经过除硫、氮、芳烃等杂质的步骤,直接经过脱除费托合成粗蜡中夹带的金属催化剂,然后进行加氢精制处理后,将得到的加氢精制产物中的轻蜡组分分离出去,即可得到油分含量低,硫、氮、氧、金属杂质成分少的微晶蜡。本发明的上述方法为费托合成粗蜡提供了一条新的加工工艺,既降低加工成本,又能提高费托合成粗蜡的附加值。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1示出了本发明一种典型实施方式提供的费托合成粗蜡生产微晶蜡的方法的流程图;图2示出了本发明一种优选实施例中微晶蜡的生产工艺流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。正如背景技术部分所提到的,现有技术中生产微晶蜡的原料大多来自石油的渣油,然而石油渣油中硫、氮、芳烃等杂质含量较高,生产微晶蜡的成本较高,工艺也比较复杂。且现在石油资源日渐枯竭,以石油分馏后的残渣为原料来生产微晶蜡也越来越不现实。与此同时,煤间接液化过程中所产生的费托合成粗蜡资源丰富,但鉴于对燃料油市场的侧重,使得以煤为原料的费托合成粗蜡的价值并未得到充分利用。发明人经过对上述现状的大量研究和分析,提出了本发明的利用费托合成粗蜡为原料生产微晶蜡的方法。在本发明一种典型的实施方式中,提供了一种费托合成粗蜡生产微晶蜡的方法,如图1所示,该方法包括:步骤S1,对费托合成粗蜡进行脱金属处理,得到脱金属粗蜡;步骤S2,对脱金属粗蜡进行加氢精制处理,得到加氢精制产物;步骤S3,对加氢精制产物进行分离处理,得到微晶蜡。经过对费托合成粗蜡成分的分析,本发明发现费托合成粗蜡具有不含硫、氮、芳烃等特点,相比石油分馏后的残渣具有很大的优势,因此在以其为原料生产微晶蜡时,无需经过除硫、氮、芳烃、胶质、沥青质等杂质的步骤。相对于以石油原料生产微晶蜡的工艺简单;本发明的上述生产微晶蜡的方法,通过以费托合成粗蜡为原料进行生产微晶蜡,无需经过除硫、氮、芳烃、胶质、沥青质等杂质的步骤,直接经过脱除费托合成粗蜡中夹带的金属催化剂及其离子,然后进行加氢精制处理后,将得到的加氢精制产物中的轻蜡组分分离出去,即可得到油分含量低,硫、氮、氧、金属、芳烃、胶质、沥青质成分少的微晶蜡。本发明的上述方法为费托合成粗蜡提供了一条新的加工工艺,提高了费托合成粗蜡的附加值。在本发明的上述步骤S1中,对费托合成粗蜡进行脱金属处理,可采用本领域常规的脱金属处理方法,比如吸附过滤、磁过滤或加氢脱金属等方法。在本发明一种优选的实施例中,采用脱金属催化剂对费托合成粗蜡进行脱金属处理,能够比较方便地脱除费托合成粗蜡中的杂质金属。优选脱金属催化剂为RG-10、RG-10A、RG-10B、RDM-2或FZC-100、FZC-102B、FZC-103、FZC-204,利用上述脱金属催化剂能够把金属杂质脱除的彻底。上述实施例采用脱金属催化剂进行脱除金属杂质时,优选利用上述的脱金属催化剂对费托合成粗蜡进行脱金属处理的温度为240~260°C,压力为4.0~6.0MPa。在上述温度和压力范围内,催化剂的催化效果较好,能够将费托合成粗蜡中的金属杂质高效脱除,尤其是金属铁。上述处理条件适用于上述各种脱金属催化剂,并且本领域技术人员可以根据所采用的脱金属催化剂不同选择对上述温度和压力进行微调以进一步优化脱金属速度或效果。在上述步骤S2中,对脱金属粗蜡进行加氢精制处理,是为了氢化含氧化合物和烯烃,因此,任何能够脱除脱金属粗蜡中的含氧化合物和烯烃的加氢处理都适用于本发明。在本发明一种优选的实施例中,加氢精制处理的压力为2.0~10.0MPa,温度为240~400°C。在上述温度和压力条件下,进行加氢精制处理,条件相对缓和,能够比较充分地对含氧化合物和烯烃进行加氢。在上述步骤S2中,为了进一步优化脱金属粗蜡中的含氧化合物和烯烃的氢化效果,上述加氢精制处理过程中的氢蜡比优选600~1500v/v;优选反应体积空速为2~10h^-1。当氢蜡比在600~1500v/v范围内时,能够充分饱和杂质烯烃中的不饱和位点,从而利于含氧化合物和烯烃的加氢。当反应体积空速为2~10h^-1在该范围内时,能够使上述体积的氢气与上述体积的脱金属粗蜡充分反应,加氢精制处理效率较高。在本发明的上述方法中步骤S3是对加氢精制产物进行分离得到微晶蜡的步骤,上述分离处理只要能将加氢精制产物中的微晶蜡分离出来的方法均可用于本发明。在本发明又一种优选的实施例中,上述步骤S3包括:步骤S31,对所述加氢精制产物依次进行热高分、热低分去除氢气和少量气态烃油,分离得到重组分液态蜡和剩余分离产物;步骤S32,对所述剩余分离产物依次进行热高分、热低分去除,得到轻组分液态蜡;步骤S33,对重组分液态蜡进行蒸馏,得到微晶蜡。上述优选的实施例中,对加氢精制产物通过热高分进行油气分离,使循环氢气体从加氢精制产物中分离,同时伴随有少量的气态烃。然后经减压后将脱除氢气和少量气态烃的加氢精制产物进行热低分,使其中的重蜡组分从加氢精制产物中分离,其中,在热低分分离过程中仍伴随有微量的氢气和气态烃从顶部放出。从热高分、热低分分离器顶部放出的氢气与气态烃的混合气通过冷却装置降温后进入冷高分分离器,从冷高分分离器顶部被排出,剩余的气态烃和轻组分液态蜡经冷高分、冷低分分离,转化成轻质油品,可被用来进一步加工成柴油或汽油。对分离出来的重组分液态蜡再经过蒸馏,就能得到组成改善的微晶蜡。在上述步骤S31中,热高分分离的温度为160~240°C,压力为2.0~10.0MPa;热低分分离的温度为160~240°C,压力为0.5~2.0MPa。在上述热高分的分离温度和压力范围内,能够使氢气从加氢精制产物中分离,并使极少量的气态烃混入循环氢气中;在上述热低分的压力和温度范围内,能够尽可能地将重组分液态蜡从加氢精制产物中分离出来。在上述步骤S32中,冷高分分离的温度为20~40°C,压力为反应压力;冷低分分离的温度为20~40°C,压力为0.5~2.0MPa。在上述冷高分的分离温度和压力范围内,能使循环氢分离得较彻底,且经冷却降压进行冷低分,能使轻组分液态蜡分离出来。上述步骤S33中,通过对重组分液态蜡进行蒸馏的步骤,对蒸馏的条件并无特殊限制,只要能将其中的微晶蜡分离出来即可。在本发明一种优选的实施例中,蒸馏采用减压蒸馏的方法;优选减压蒸馏的温度为300~350°C,优选为320~340°C;压力为5~15KPa,更优选为10KPa。采用加压蒸馏的方法将其中的轻烃、轻质油等轻蜡组分分离出去,从而得到含油量低、嗅味、色度得到改善的微晶蜡。将加压蒸馏的温度控制在300~350°C,压力控制在5~15KPa,能够使轻蜡组分分离的比较完全,得到的微晶蜡的含油量较低。温度在320~340°C范围内,压力为10KPa时,轻蜡组分分离的更完全,得到的微晶蜡的含油量更低,嗅味、色度得到更好的改善。为了进一步加快生产周期,缩短微晶蜡的分离时间,在本发明又一种优选的实施例中,上述步骤S33在对重组分液态蜡进行蒸馏之前,进一步包括对重组分液态蜡进行预加热的步骤;优选将重组分液态蜡预加热至340~370°C。提前加热能够缩短微晶蜡的分离时间,当将重组分液态蜡预加热至340~370°C范围内时,能进一步缩短分离时间。下面将结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果。实施例1按照图2工艺流程加工该原料。采用FZC-100、FZC-102B、FZC-103、FZC-204脱金属催化剂,在温度为240°C,压力为2.0MPa的条件下对费托合成粗蜡进行脱金属反应处理,得到脱金属粗蜡;对脱金属粗蜡在压力为2.0MPa、温度为240°C、氢蜡比为600v/v、体积空速为2h^-1的条件下,进行加氢精制反应器,脱除含氧化合物和烯烃,得到加氢精制产物。对加氢精制产物依次进行热高压分离、冷高压分离、热低压分离、冷低压分离,分离出氢气,去除轻质油,得到重组分液态蜡;其中,热高分分离的温度为160°C,压力为2.0MPa;热低分分离的温度为160°C,压力为0.5MPa。冷高分分离的温度为20°C,压力为2.0MPa;冷低分分离的温度为20°C,压力为0.5MPa。对重组分液态蜡先经过加热炉加热到340°C,再进入减压塔中,压力在10KPa(绝压)、塔底温度在320°C,分离出粗蜡中的轻组分和工业白油,得到微晶蜡。实施例2按照图2工艺流程加工该原料。采用RG-10、RG-10A、RG-10B、RDM-2脱金属催化剂,在温度为280°C,压力为4.0MPa的条件下对费托合成粗蜡进行脱金属反应处理,得到脱金属粗蜡;对脱金属粗蜡在压力为4.0MPa、温度为280°C、氢蜡比为1000v/v、体积空速为6h^-1的条件下,进行加氢精制反应器,脱除含氧化合物和烯烃,得到加氢精制产物。对加氢精制产物依次进行热高压分离、冷高压分离、热低压分离、冷低压分离,分离出氢气,去除轻质油,得到重组分液态蜡;其中,热高分分离的温度为180°C,压力为4.0MPa;热低分分离的温度为180°C,压力为1.0MPa,冷高分分离的温度为30°C,压力为4.0MPa;冷低分分离的温度为30°C,压力为1.0MPa。对重组分液态蜡先经过加热炉加热到350°C,再进入减压塔中,压力在5KPa(绝压)、塔底温度在340°C,分离出粗蜡中的轻组分和工业白油,得到微晶蜡。实施例3按照图2工艺流程加工该原料。采用FZC-100、FZC-102B、FZC-103、FZC-204脱金属催化剂,在温度为400°C,压力为10.0MPa的条件下对费托合成粗蜡进行脱金属反应处理,得到脱金属粗蜡;对脱金属粗蜡在压力为10.0MPa、温度为400°C、氢蜡比为1500v/v、体积空速为10h^-1的条件下,进行加氢精制反应器,脱除含氧化合物和烯烃,得到加氢精制产物。对加氢精制产物依次进行热高压分离、冷高压分离、热低压分离、冷低压分离,分离出氢气,去除轻质油,得到重组分液态蜡;其中,热高分分离的温度为240°C,压力为10.0MPa;热低分分离的温度为240°C,压力为2.0MPa。冷高分分离的温度为40°C,压力为10.0MPa;冷低分分离的温度为40°C,压力为2.0MPa。对重组分液态蜡先经过加热炉加热到370°C,再进入减压塔中,压力在15KPa(绝压)、塔底温度在310°C,分离出粗蜡中的轻组分和工业白油,得到微晶蜡。实施例4按照图2工艺流程加工该原料。采用FZC-100、FZC-102B、FZC-103、FZC-204脱金属催化剂,在温度为400°C,压力为8.0MPa的条件下对费托合成粗蜡进行脱金属反应处理,得到脱金属粗蜡;对脱金属粗蜡在压力为8.0MPa、温度为400°C、氢蜡比为1500v/v、体积空速为10h^-1的条件下,进行加氢精制反应器,脱除含氧化合物和烯烃,得到加氢精制产物。对加氢精制产物依次进行热高压分离、冷高压分离、热低压分离、冷低压分离,分离出氢气,去除轻质油,得到重组分液态蜡;其中,热高分分离的温度为240°C,压力为10.0MPa;热低分分离的温度为240°C,压力为2.0MPa。冷高分分离的温度为40°C,压力为10.0MPa;冷低分分离的温度为40°C,压力为2.0MPa。对重组分液态蜡先经过加热炉加热到350°C,再进入减压塔中,压力在15KPa(绝压)、塔底温度在300°C,分离出粗蜡中的轻组分和工业白油,得到微晶蜡。实施例5按照图2工艺流程加工该原料。采用FZC-100、FZC-102B、FZC-103、FZC-204脱金属催化剂,在温度为190°C,压力为1.0MPa的条件下对费托合成粗蜡进行脱金属反应处理,得到脱金属粗蜡;对脱金属粗蜡在压力为1.0MPa、温度为190°C、氢蜡比为3000v/v、体积空速为12h^-1的条件下,进行加氢精制反应器,脱除含氧化合物和烯烃,得到加氢精制产物。对加氢精制产物依次进行热高压分离、冷高压分离、热低压分离、冷低压分离,分离出氢气,去除轻质油,得到重组分液态蜡;其中,热高分分离的温度为190°C,压力为1.0MPa;热低分分离的温度为190°C,压力为0.5MPa。冷高分分离的温度为50°C,压力为1.0MPa;冷低分分离的温度为50°C,压力为0.5MPa。对重组分液态蜡先经过加热炉加热到250°C,再进入减压塔中,压力在25KPa(绝压)、塔底温度在200°C,分离出粗蜡中的轻组分和工业白油,得到微晶蜡。实施例6按照图2工艺流程加工该原料。采用FZC-100、FZC-102B、FZC-103、FZC-204脱金属催化剂,在温度为300°C,压力为6.0MPa的条件下对费托合成粗蜡进行脱金属反应处理,得到脱金属粗蜡;对脱金属粗蜡在压力为6.0MPa、温度为300°C、氢蜡比为800v/v、体积空速为5h^-1的条件下,进行加氢精制反应器,脱除含氧化合物和烯烃,得到加氢精制产物。对加氢精制产物依次进行热高压分离、冷高压分离、热低压分离、冷低压分离,分离出氢气,去除轻质油,得到重组分液态蜡;其中,冷高分分离的温度为40°C,压力为6.0MPa;冷低分分离的温度为40°C,压力为1.0MPa。热高分分离的温度为190°C,压力为6.0MPa;热低分分离的温度为190°C,压力为1.0MPa。对重组分液态蜡先经过加热炉加热到350°C,再进入减压塔中,压力在10KPa(绝压)、塔底温度在330°C,分离出粗蜡中的轻组分和工业白油,得到微晶蜡。对上述实施例1~6中得到的微晶蜡的含油量、嗅味、色度、熔点及针入度进行了检测,检测结果见表1。表1ntent="drawing" img-format="tif" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/>从上表1中的数据可以看出,实施例1~4以及实施例6的含油量不超过2wt%,比实施例5的含油量低很多;在嗅味和色度方面来看,实施例5由于制备过程的参数是本发明优选范围外的数值,可能仍含有微量的硫,因此臭味号检测值比其他实施例高;同样,实施例5的色度号比其余实施例的色度号低,说明其所制备的微晶蜡颜色较浅;从熔点来看,本发明的实施例的熔点都较高,达到90°C以上,且在熔点较高的情况下还能保持较低的针入度。本发明上述的实施例通过以费托合成粗蜡为原料进行生产微晶蜡,由于本发明的费托合成粗蜡具有不含硫、氮、芳烃等特点,直接经过脱除费托合成粗蜡中的催化剂金属杂质,然后进行加氢精制处理后,对得到的加氢精制产物中的轻组分液态蜡分离出去,即可得到油分含量低,嗅味、色度得到改善的高熔点的微晶蜡。本发明的上述方法为费托合成粗蜡提供了一条新的加工工艺,提高了费托合成粗蜡的附加值。以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。