一段加氢生产白色微晶蜡的方法转让专利
申请号 : CN200410050736.6
文献号 : CN100590183C
文献日 : 2010-02-17
发明人 : 李殿昭 , 袁平飞 , 王士新 , 刘平 , 蔡立
申请人 : 中国石油化工股份有限公司 , 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院
摘要 :
权利要求 :
1、一种一段加氢生产白色微晶蜡的方法,以劣质微晶蜡为原料,其特征 在于采用单段高压加氢法工艺,微晶蜡原料与氢气在适宜条件下通过催化剂床 层,控制床层温度为压力10MPa~18MPa,温度270℃~340℃,体积空速0.1~ 0.5h-1,氢油体积比400~1000∶1;出反应器的油氢混合物料经分离、脱味后 即得白色微晶蜡产品;所述的催化剂以氧化铝为载体,以W和/或Mo、以及Ni和 /或Co为活性组分,催化剂孔容为0.4~0.6cm3/g,比表面积为200~260m2/g, 孔直径在4~15nm范围内的孔容积分率占孔直径在0~100nm范围内的孔容积分 率为90%~99%,其中孔直径在5nm~10nm范围内的孔容积分率为80%~90%,W和 /或Mo以氧化物计占催化剂重量的20.0%~35.0%,Ni和/或Co以氧化物计占催化 剂重量的3.0%~8.0%。
2、按照权利要求1所述的方法,其特征在于所述的压力为13MPa~18MPa, 温度为280℃~330℃。
3、按照权利要求1所述的方法,其特征在于所述的温度为290℃~320℃。
4、按照权利要求1所述的方法,其特征在于催化剂中含有Si、P助剂。
5、按照权利要求1所述的方法,其特征在于所述的W和/或Mo以氧化物计占 催化剂重量的25.0%~32.0%,Ni和/或Co以氧化物计占催化剂重量的4.0%~ 7.0%。
6、按照权利要求1所述的方法,其特征在于所述的助剂Si以氧化物计占催 化剂重量的3.0%~7.0%,助剂P以氧化物计占催化剂重量的1.0%~3.0%。
7、按照权利要求1所述的方法,其特征在于所述的催化剂使用前需进行预 硫化,使具有加氢活性的金属组分在反应过程中处于硫化态。
说明书 :
技术领域
本发明叙述了一种高质量白色(赛氏颜色大于+20号)微晶蜡的生产方 法,特别是一段加氢生产白色微晶蜡产品的方法。
背景技术
未精制的微晶蜡含有大量的硫、氮、氧等杂质及芳烃等非理想组分,中压 加氢精制及白土精制等方法存在着产品收率低、质量差等问题;白土精制还有 环保问题,不能满足食品、化妆等行业对白色微晶蜡的质量要求。而高压串联 加氢产品质量虽然满足要求,但存在流程长,操作复杂的问题;而且一般需要 两个反应器,现有的单反应器石蜡加氢装置不宜用于生产微晶蜡。
CN1157315A公开了一种中压凡士林加氢工艺,采用两段串联工艺流程, 第一段反应器使用保护剂RG-1和精制催化剂RJW-2,第二段使用精制催化 剂RJW-2,反应条件:氢分压6.0~6.5MPa、一反温度300~340℃、二反温度 240~280℃、体积空速0.5h-1、氢蜡比250-1000。其中描述可以用于微晶蜡的 生产。该专利所用原料为80号轻脱粗蜡,色度为2-3(D1500)、含油1%左 右。按照该专利所述的技术方案,用质量较好的微晶蜡原料可以得到FDA指标 达到食品蜡标准要求的产品。若原料质量变差、操作波动或运转时间长催化剂 活性降低产品的FDA就达不到食品蜡标准。并且,使用该专利技术方法得到产 品的其它指标如色度等均较差。所以该方法对原料适应性差,产品质量不高, 运转周期短,不能适应工业生产白色微晶蜡产品的要求。
CN1458244A公开了一种微晶蜡串联加氢精制工艺,使用常规加氢催化 剂,在氢分压10~16MPa、体积空速0.1~0.8h-1、氢油体积比300~1500∶1、第一 反应床层温度为320~380℃、第二反应床层温度为240~280℃的条件下加氢, 第二反应床层温度比第一反应床层温度低30~80℃,得到颜色超过+20号,FDA 满足食品蜡标准要求的微晶蜡产品。此专利主要问题是流程长,操作难度大, 不能利用现有一段石蜡加氢装置生产微晶蜡。因为石蜡(包括微晶蜡)加氢装 置通常为按批次生产,为方便生产,最好是石蜡和微晶蜡可以在同一加氢装置 上进行。
发明内容
高压加氢是在加氢精制催化剂及适宜的反应条件下,将原料中的硫、氮、 氧转化为硫化氢、氨及水从原料中脱除,芳烃等不饱和烃加氢转化为饱和烃。 因此,高压加氢是生产高质量白色微晶蜡产品的最有效的方法。
微晶蜡原料中含有大量的较难加氢脱除的杂质,为得到高质量白色微晶蜡 产品,需要选择适宜的加氢流程及工艺条件。微晶蜡原料中的硫、氮、氧等杂 质的加氢反应主要受动力学控制,即反应速度是决定脱硫、脱氮、脱氧反应的 关键因素;而芳烃饱和反应为放热反应,又受热力学和动力学共同控制,反应 温度高,使化学平衡左移,难以达到较高的转化率。但如果温度太低,硫、 氮、氧等杂质的加氢反应进行不完全,因此要求有一定的最佳温度。现有技术 通过两个催化剂床层在不同温度下操作解决该问题,本发明发明人经过大量试 验,找出了最优化操作,可以在一段相同操作条件下实现微晶蜡综合加氢效 果。
本发明微晶蜡一段加氢方法包括以下过程包括:以劣质微晶蜡为原料,采 用单段高压加氢法生产微晶蜡工艺,在即满足于脱硫、脱氮、脱氧反应,又适 宜于芳烃饱和反应的条件下,使脱硫、脱氮、脱氧及芳烃饱和反应在一个反应 床层中完成。使用的催化剂为硫化态催化剂。
具体地说,本发明的单段高压加氢法生产高质量白色微晶蜡的工艺过程 是:经加热炉加热达到一定温度的微晶蜡原料与氢气混合,在适宜条件下通过 催化剂床层,控制床层温度为压力10MPa~18MPa,最好13MPa~18MPa;温度 270~340℃,优选280~330℃,最好为290~320℃,体积空速0.1~0.5h-1,氢 油体积比400~1000∶1;出反应器的油氢混合物料经分离、脱味后即得白色微 晶蜡产品。
催化剂选择具有一定孔容、比表面积、孔分布较集中的加氢精制催化剂, 以氧化铝为载体,可以含有Si、P等助剂,活性组分为W和/或Mo,以及Ni和/或 Co。催化剂孔容一般为0.4~0.6cm3/g,比表面积为200~260m2/g,孔直径在 4~15nm范围内的孔容积分率占孔直径在0~100nm范围内的孔容积分率为90%~ 99%,其中孔直径在5~10nm范围内的孔容积分率为80%~90%。W和/或Mo以氧化 物计占催化剂重量的20.0%~35.0%,优选为25.0%~32.0%,Ni和/或Co以氧化 物计占催化剂重量的3.0%~8.0%,优选为4.0%~7.0%。助剂Si以氧化物计占催 化剂重量的3.0%~7.0%,助剂P以氧化物计占催化剂重量的1.0%~3.0%。催化 剂使用前需进行预硫化,使具有加氢活性的金属组分在反应过程中处于硫化 态。
使用本发明方法生产的白色微晶蜡,稠环芳烃能够达到中华人民共和国食 品级石蜡国家标准(GB7189-94)要求,其它项目能够达到化妆级石蜡行业标准 (SH0009-90)要求。
本发明通过考查微晶蜡加氢反应过程各种操作条件对不同反应的影响,确 定了最适宜的工艺条件(反应温度、反应压力、空速、氢油比以及优选催化剂 的综合配合),使得在最简单的工艺流程下,得到综合指标优良的微晶蜡产 品。与现有技术相比,本发明方法只用一个反应器,减少了设备投资及操作费 用。使用硫化型催化剂及采用较高的反应压力,可以用质量差的劣质微晶蜡为 原料生产出白色优质微晶蜡产品,原料来源广、适应性强。用本发明方法直接 生产白色微晶蜡技术具有操作简单、收率高、生产成本低、不排放废渣、保护 环境的优点。另外,还具有操作灵活,原料适应性强的特点。本发明方法最大 限度地满足了工业生产的需求,将现有石蜡加氢装置用于微晶蜡的加氢精制, 符合石蜡加氢装置是批次生产的客观情况。
具体实施方式
实施例1
使用含油3.11w%的微晶蜡原料,性质见表1,催化剂为表2中的催化剂A。
加热到一定温度的微晶蜡与氢气混合物进入反应器,在催化剂的作用下, 通过控制适宜的反应条件,进行加氢脱硫、脱氮、脱氧及芳烃饱和反应;物料 从反应器流出后,经气液分离及真空脱味后,即为白色微晶蜡产品。工艺条件 及产品性质见表3、4,表4中产品满足化妆级石蜡质量要求(SH0009-90),其 中稠环芳烃满足食品石蜡标准要求。
实施例2
本实施例所用的原料为含油2.56%微晶蜡原料(参见表1),催化剂同实 施例1,工艺条件及产品性质分别见表3、4。
实施例3
本实施所用的原料为含油2.02%的微晶蜡原料(参见表1)工艺条件与产 品质量分别见表3、4。
实施例4
本实施例所用的原料同实施例2、催化剂为催化剂B,工艺条件与产品质量 见表3、4。
比较例1
采用中国专利CN1157315A中介绍的技术,采用其中所述的微晶蜡原料、工 艺及催化剂在氢分压6.0MPa、一反温度340℃、二反温度280℃、体积空速0.5h- 1、氢油比700的条件下加氢,其产品蜡FDA满足食品蜡标准要求。产品分析结 果见表5。
比较例2
采用本发明中A催化剂,与比较例1中相同的原料、流程及工艺条件,其产 品FDA满足食品蜡标准要求,其它指标与比较例1中产品质量相当。结果见表 5。
比较例3
采用比较例1中的催化剂、流程及工艺条件,原料采用与实施例3相同的原 料,其产品FDA不能满足食品蜡标准要求。分析结果如表5。
比较例4
使用比较例1所述的原料,分别采用实施例3和比较例1的工艺条件,进行 稳定性实验,本发明方法得到的产品可以在较长周期内满足质量要求,而比较 例方法经过一段运转时间后,随着催化剂活性的下降,产品质量下降,采取升 温及在其方案压力范围内提高氢分压来提高产品质量,效果并不明显。比较结 果见表6。
比较例5
按CN1458244A实施例3的操作条件,使用本发明实施例3的催化剂和原 料,结果见表7。从表7中数据可以看出,采用本发明简单的工艺方法和优化条 件与CN1458244A复杂流程和操作条件(在相同空速下)的总体效果相当,某 些指标还要好于对比技术。
表1微晶蜡原料性质
项目/编号 实施例1 实施例2、4 实施例3 外观 黄褐色 黄褐色 黄褐色 滴熔点,℃ 79.5 80.0 80.7 针入度,1/10mm 32 29 26 含油,w% 3.11 2.56 2.02 色度D1500 5~6 4~5 4~5 运动粘度(100℃),mm2/s 17.51 16.83 16.06 S,μ g/g 345 308 256 N,μ g/g 124 89 67
表2催化剂的性质
表3实施例工艺条件
项目/编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 反应温度,℃ 330 320 310 300 氢分压,MPa 15 14 15 13 体积空速,h-1 0.3 0.4 0.3 0.3 氢蜡体积比 700 500 500 800
表4实施例产品性质
项目/编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 外观 白色 白色 白色 白色 颜色,赛氏号 22 21 22 20 滴熔点,℃ 79.4 80.0 80.6 80.0 含油,w% 3.14 2.58 2.03 2.58 针入度,1/10mm 32 30 26 30 易碳 通过 通过 通过 通过 重金属,mg/kg <30 <30 <30 <30 砷,mg/kg 2 2 2 2 稠环芳烃紫外吸光度/cm 280nm-289nm 0.139 0.123 0.081 0.095 290nm-299nm 0.085 0.078 0.047 0.059 300nm-359nm 0.050 0.047 0.023 0.026 360nm-400nm 0.010 0.011 0.005 0.007
表5比较例产品性质
项目/编号 比较例1原料 比较例1 比较例2 比较例3 食品级指标 颜色,赛氏号 2-3(D1500) 8 8 -2 滴熔点,℃ 80.2 80.0 79.9 80.2 含油,w% 1.05 1.06 1.07 2.96 针入度,1/10mm 9 9 9 28 稠环芳烃紫外吸光度/cm 280nm-289nm 0.147 0.145 0.316 0.15 290nm-299nm 0.116 0.117 0.275 0.12 300nm-359nm 0.078 0.078 0.145 0.08 360nm-400nm 0.020 0.020 0.082 0.02
表6稳定性对比结果
表7不同工艺流程和操作条件对比