一種石油蠟類物質加氫改質方法

2023-05-30 01:18:51 1

專利名稱：一種石油蠟類物質加氫改質方法
技術領域：
本發明涉及一種石油蠟類物質加氫改質方法。
背景技術：
石油蠟類是重要的石油產品，主要包括石蠟、微晶蠟、凡士林等，其產量不大，但因 其具有特殊的物化性質，是國民經濟多個部門不可缺少的原材料之一，廣泛應用於電子、冶 金、輕工、化工、造紙、醫藥及日用品化學等行業。石油蠟類產品的價格較高，是一種投入少、 產出多、附加值高的產品，也是我國石化企業主要出口產品之一。石油蠟類物質的生產主要一包括磺化法、加氫法和吸附法等。其中加氫法由於具 有原料適應性強，產品性質好，產品收率高，生產過程無特殊汙染等優點，而獲得廣泛應用。 石油蠟類物質加氫處理一般應儘可能在較緩和的工藝條件下進行(如較低的反應溫度)， 這樣可以降低產品的含油量，提高產品的收率。CN1952076公開了一種石蠟加氫精制方法。該方法採用石蠟加氫精制催化劑及加 氫異構催化劑兩種催化劑級配裝填的加氫精制方法，在石蠟加氫精制條件下，石蠟原料順 次與兩種催化劑接觸，可以獲得低硫氮、低稠環芳烴含量的精製石蠟產品。但該方法採用兩 種加氫催化劑，且一種為具有酸性功能的異構化催化劑，可能會造成石蠟產品收率下降，含 油量增加，異構化催化劑成本也較高。CN1269395公開了一種石蠟加氫精制方法。在加氫精制條件下，使用硫化型加氫催 化劑的石蠟類產品加氫精制操作過程中連續或間歇不停氣在線補硫，使催化劑的活性得到 維持或恢復，從而延長操作周期。該方法為常規石蠟加氫精制方法，工藝條件較為苛刻，採 用硫化態催化劑需間歇補硫，操作較為複雜。CN96109792. 2公開了一種串聯加氫法生產高質量凡士林方法，採用至少兩段反應 床層串聯工藝，分別控制反應床層的操作條件，完成加氫脫硫、脫氮、脫氧、芳烴飽和等化學 反應，第一段操作條件為反應溫度320 420°C，氫分壓10 16MPa，氫油體積比300 1000 ；第二段操作條件為反應溫度240 320°C，氫分壓10 16MPa，氫油體積比300 1400。該工藝過程需要在較苛刻條件下操作。CN200410050736.6公開了一種一段加氫生產白色微晶蠟的方法，採用單段高 壓加氫法工藝，微晶蠟原料與氫氣在適宜條件下通過催化劑床層，控制床層溫度為壓力 IOMPa 18MPa，溫度270°C 340°C，體積空速0. 1 0. 5h_l，氫油體積比400 1000 1。 其操作條件較為苛刻。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供了一種石油蠟類加氫改質的方法，本發明方法 工藝流程簡單，反應條件相對緩和，操作費用低，產品質量好，用於石蠟油蠟類物質原料生 產優質產品。本發明石油蠟類物質加氫改質的方法包括如下內容在石油蠟類物質加氫改質條件下，石油蠟類物質原料原料和氫氣通過加氫處理催化劑床層，其中至少部分氫氣在進入 反應器之前與石油蠟類物質原料在氣液混合器中充分混合，使氫氣在石蠟餾分原料中達到 溶解飽和狀態，氫蠟總體積比為50 500。本發明石油蠟類物質加氫改質的方法中，石油蠟類物質原料與氫氣混合的氣液混 合器可以選擇靜態混合器或者動態混合器，靜態混合器通過混合器內設置的不同形狀混合 元件，使流體之間的傳質效率大大提高，靜態混合器具體如國內開發的SV型、SL型、SH型、 SX型、SK型等靜態混合器，國外開發的ISG型、SMV型等靜態混合器。動態混合器通過混合 器具設置的運動構件，提高流體之間的傳質效率，具體如星齒輪形混合器、動靜齒圈形混合 器、月牙槽形混合器或球窩形混合器等。本發明石油蠟類物質加氫改質的方法中，加入氣液混合器的氫氣可以是反應過程 中全部的氫氣，也可以是其中的一部分，但不低於操作條件下石油蠟類物質原料達到溶解 飽和狀態所需的氫氣量，石油蠟類物質原料溶解飽和狀態的溶解氫氣的量可以參考相關手 冊或通過實驗測定。本發明石油蠟類物質加氫改質的方法中，進入氣液混合器的石油蠟類物質原料和 氫氣至少一種經過加熱或換熱，如經過加熱爐或換熱器，以提高石油蠟類物質原料中的氫 氣的溶解量，因為石油蠟類物質原料在高溫時的溶氫氣能力較強。採用部分氫氣進入氣液 混合器時，剩餘的氫氣可以採用常規方式加入反應器。本發明石油蠟類物質加氫改質的方法中，工藝流程可以採用本領域現有技術形 式，如單段加氫工藝(一個加氫處理反應器)、單段串聯加氫工藝(兩個加氫處理反應器串 聯)等。加氫改質操作條件和催化劑也與現有技術相近，根據原料的不同和產品質量要求 不同可以具體確定。如氫分壓3. OMPa 17. OMPa，最好為4. OMPa 15. OMPa ；反應溫度為 200°C 400°C，最好為 220°C 370°C;體積空速為 0. ItT1 1. 51Γ1，最好為 0. 41Γ1 1. 21Γ1 ； 氫蠟體積比為50 500，最好在80 200，該氫蠟體積比高於石蠟餾分原料的溶解氫的能 力，即反應體系中除溶解在石蠟餾分原料中的氫之外，存在氣相氫。本發明加氫處理方法 中，氫蠟體積比與現有常規方法相比可以明顯降低。本發明石油蠟類物質加氫改質的方法中，使用的加氫處理催化劑可以是商品加氫 處理催化劑，如撫順石油化工研究院研製生產的FV系列加氫精制催化劑，也可以按本領域 方法製備。對石油蠟類物質原料來說，使用普通石蠟加氫精制催化劑可以生產優質石蠟產 品，優選使用具有高芳烴飽和性能加氫處理催化劑如催化劑為Mo-Ni系加氫催化劑，以氧 化物計金屬含量為15wt% 30wt%。本發明方法與常規石油蠟類物質加氫工藝流程相比較，只需增加一個氣液混合 器。因此，投資費用很低，可以是新建裝置也可以利用舊裝置改造。現有技術中，石油蠟類 物質加氫改質通常在氣_液混相反應條件下進行，在進入反應器之前，氫氣和石油蠟類物 質原料只是簡單地將兩個管道匯合為一個管道，由於氫氣在石蠟餾分中的溶解性很差，這 種方式很難實現理想的氫氣溶解效果。在加氫反應器中，石油蠟類物質形成液膜，包覆在催 化劑表面，氫氣通過液膜向催化劑表面擴散的速度往往是影響反應速度的控制因素，因此， 現有技術的反應速度受到明顯影響。本發明通過高效氣液混合設備將氫氣與石油蠟類物質 原料充分混合，可以大大提高石油蠟類物質原料中氫氣的溶解量，實驗表明，這種方式基本 可以達到飽和溶解效果。預先使一部分反應所需的氫氣溶解於原料蠟中去，可以加快反應的速率，提高加氫脫芳烴效果。本發明方法中，由於增加了一個氣液混合器，使部分氫氣首 先與原料蠟充分混合，這樣就減少了反應過程中氫氣向原料油中擴散的時間，提高了反應 速率；同時還可以適當降低氫蠟體積比，減少循環氫量，且工藝條件較為緩和，這在一定程 度上降低了裝置的能耗，也就降低了加工成本，並可以減少石油蠟類物質的裂解，降低含油 量；並且由於原料蠟中的氫氣處於溶解飽和狀態，還可以降低初期反應溫度，對石蠟產品收 率和裝置的長周期穩定運轉都是有利的。因此，可以獲得了更好的反應效果，剩餘反應所需 氫氣由補充氫和循環氫提供進行常規的加氫精制反應。氣液混合器的主要作用是使石蠟餾 分原料中的氫氣達到溶解飽和狀態，反應器使用的催化劑雖然為非貴金屬催化劑，但由於 活性金屬組合具有較高的芳烴飽和性能，可以獲得更好加氫的效果。通過增加氣液混合器， 本發明方法可以採用簡單的工藝流程，在較低的氫蠟體積比和較緩和的工藝條件下，獲得 與現有加工工藝相當或更好的技術效果。


圖1是本發明加氫生產低芳溶劑油的方法一種具體工藝流程示意圖。其中1-原料蠟，2-加熱爐，3-氣液混合器，4-反應器，5-高壓分離器，6_低壓分 離器，7-循環氫壓縮機，8-補充氫，9-低分氣，10-產品。
具體實施例方式下面針對石蠟原料，結合附圖進一步說明本發明方法的具體過程和效果，其它石 油蠟類物質與此相近。如圖1所述，本發明石蠟加氫改質方法的一個具體方式包括如下內容採用單段 工藝流程，石蠟餾分原料1經加熱爐2與氫氣首先在氣液混合器3中進行充分混合，使氫氣 在原料油中達到溶解飽和狀態，然後在較低的氫蠟體積比和較緩和的工藝條件下與加氫催 化劑接觸，進行常規的加氫精制處理，反應器4中使用催化劑為Mo-Ni系高芳烴飽和性能加 氫催化劑，以氧化物計活性金屬總含量為15wt% 30wt%，反應物在高壓分離器5中進行 分離，富氫氣經過循環氫壓縮機7循環使用，高壓分離器5分離出的液體產物進入低壓分離 器6分離出低分氣9和石蠟產品10，石蠟產品進一步進入分餾系統，得到各牌號優質石蠟產
P
ΡΠ O本發明方法中，石蠟餾分原料經加熱爐與氫氣首先在氣液混合器中進行充分混 合，使氫氣在原料蠟中達到飽和狀態，然後在較低的氫蠟體積比和較緩和的工藝條件下與 加氫催化劑接觸，進行常規的加氫精制反應，可以在較緩和的工藝條件下，得到低硫、低芳 的優質石蠟產品。催化劑採用Mo-Ni系得非貴金屬加氫催化劑，具有芳烴飽和性能較高的特點。催 化劑為Mo-Ni系加氫催化劑，以氧化物計金屬含量為15wt% 30wt%。催化劑載體一般為 耐熔多孔氧化物，如氧化鋁、氧化矽等，可以含有其它助劑組分。所述的石蠟餾分原料可以是正序蠟料，也可以是反序蠟料。具體工藝條件等內容 可以根據原料的性質、產品質量要求等具體因素由本領域技術人員確定。本發明的優點在於工藝流程簡單，操作簡便，投資較少，石蠟產品質量好，可以生 產出各牌號低硫、低芳的石蠟產品。對於煉油企業的舊加氫裝置，只需增加一個氣液混合器既可，可以大大降低裝置的改造費用，從而降低投資成本。本發明方法工藝條件較為緩和且 氫蠟比較低，在一定程度上降低了裝置的能耗，也就降低了加工成本；並且由於原料油中的 氫氣處於溶解飽和狀態，還可以起到減緩催化劑結焦的作用，有利於裝置的長周期穩定運 轉。如果採用現有工藝方法，裝置操作苛刻度較高，裝置操作費用也較大，對產品的收率和 質量也有不利影響。下面的實施例將對本發明作進一步說明。實驗使用催化劑為撫順石油化工研究院研製開發的FV-20加氫催化劑，其理化性 質指標見表1。實施例1石蠟餾分原料1經過加熱爐達到所需溫度與氫氣在SK型靜態混合器中充分混合 溶解後，進入加氫反應器，反應條件為氫分壓力6. 8MPa、體積空速^!！人反應溫度〗* !， 氫油體積比為100 1。原料蠟性質及產品性質列於表2。由表2可見，採用該工藝技術可以生產出優質的石蠟產品。實施例2石蠟餾分原料2與氫氣充分混合經加熱爐後進入加氫反應器，氣液混合器採用SH 型靜態混合器。反應條件為氫分壓力5. 2MPa、體積空速0. 9h_\反應溫度231°C，氫油體積 比為110 1。原料油性質及產品性質列於表3。由表3可見，採用該工藝技術可以生產出優質的石蠟產品。實施例3石蠟餾分原料3與氫氣充分混合經加熱爐後進入加氫反應器，反應條件為氫分 壓力6.8MPa、體積空速l.Oh—1、反應溫度238°C，氫油體積比為120 1。氫氣一半通過SL 型氣液混合器與原料混合，另一半直接通過管道加入反應器中。原料油性質及產品性質列 於表4。由表4可見，採用該工藝技術可以生產出優質的石蠟產品。實施例4微晶蠟餾分原料4與氫氣充分混合經加熱爐後進入加氫反應器，採用兩個反應 器串聯操作方式，兩個反應器中裝填用量相同的FV-20催化劑，反應條件為氫分壓力 14.8MPa、總體積空速0. 51Γ1、一反溫度300°C，二反溫度260°C，氫油體積比為180 1。氫 氣一半通過SL型氣液混合器與原料混合，另一半直接通過管道加入反應器中。原料油性質 及產品性質列於表5。由表5可見，採用該工藝技術可以生產出優質的微晶蠟產品。對比例1處理相同性質的石蠟餾分原料，採用本方法與常規方法(無氣液混合器)，調整操 作條件，使產品達到質量要求，具體數據見表6。由表6可以看出，在產品達到質量要求時， 本方法反應溫度與常規方法相比低28°C，氫蠟體積比僅為100，遠小於常規方法的300。表1催化劑的理化性質指標
催化劑編號FV-20活性金屬，MoO3-NiO物理性質孔容，mL/g0.30-0.35比表面積，m2/g180-250形狀三葉草
表2實施例1原料蠟性質及試驗結果
項目工藝條件反應溫度，°c 氫分壓，MPa 體積空速，K1 氫蠟比，ν/ν2426.81.0100油品性質石蠟餾分原料1石錯廣品熔點/°c60.760.8含油量/質量％0.300.30賽氏顏色/號-16>+30光安定性/號>93熱安定性/號<-16+28簡易FDA (稠環芳烴 紫外光吸收度)280~289nm0.4590.037290~299nm0.3440.015表3實施例2原料蠟性質及試驗結果項目工藝條件反應溫度，V 氫分壓，MPa 體積空速， 氫蠟比，ν/ν2315.20.9110油品性質石蠟餾分原料2石錯產品熔點/°c58.858.7含油量/質量％0.530.52賽氏顏色/號+13+30光安定性/號62-3熱安定性/號-3+29簡易FDA (稠環芳烴 紫外光吸收度)280 289nm0.3510.010290 299nm0.2730.005表4實施例3原料蠟性質及試驗結果
項冃工藝條件反應溫度，°c 氫分壓，MPa 體積空速，h_〗 氫蠟比，ν/ν2386.81.0120油品性質石蠟餾分原料3石錯廣品熔點/°c58.358.3含油量/質量％0.910.90賽氏顏色/號+8>+30光安定性/號63熱安定性/號-14+28簡易FDA (稠環芳烴 紫外光吸收度)280~289nm0.3570.036290~299nm0.2590.018表5實施例4原料蠟性質及試驗結果
8
權利要求
一種石油蠟類物質加氫改質方法，在石油蠟類物質加氫改質條件下，石油蠟類物質原料原料和氫氣通過加氫處理催化劑床層，其特徵在於至少部分氫氣在進入反應器之前與石油蠟類物質原料在氣液混合器中充分混合，使氫氣在石蠟餾分原料中達到溶解飽和狀態，氫蠟總體積比為50～500。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於石油蠟類物質加氫改質條件為氫分壓 OMPa 17. OMPa，反應溫度為200°C 400°C，體積空速為0. lh—1 1. 51T1，氫蠟體積比為 50 500。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於石油蠟類物質加氫改質條件為氫分壓為 OMPa 15. OMPa，反應溫度為220°C 370°C，體積空速為0. 41T1 1. 21T1，氫蠟體積比為 80 200。
4.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於石油蠟類物質原料包括石油蠟、微晶蠟或 凡士林。
5.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於石油蠟類物質原料與氫氣混合的氣液混 合器為靜態混合器或者動態混合器。
6.按照權利要求5所述的方法，其特徵在於靜態混合器為SV型、SL型、SH型、SX型、 SK型、ISG型或SMV型靜態混合器；動態混合器為星齒輪形混合器、動靜齒圈形混合器、月牙 槽形混合器或球窩形混合器。
7.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於加入氣液混合器的氫氣不低於操作條件 下石油蠟類物質原料達到溶解飽和狀態所需的氫氣量。
8.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於進入氣液混合器的石油蠟類物質原料和 氫氣至少一種經過加熱或換熱。
9.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於採用單段加氫工藝或者單段串聯加氫工藝。
10.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於加氫催化劑為Mo-Ni系加氫催化劑，以 氧化物計金屬含量為15wt% 30wt%。
全文摘要
本發明涉及一種石油蠟類物質加氫改質的方法，原料石油蠟類物質經加熱爐與氫氣首先在氣液混合器中進行充分混合，然後在較低的氫蠟體積比和較緩和的工藝條件下與加氫催化劑接觸，進行常規的加氫反應。與常規加氫工藝相比，可以在較緩和的工藝條件下，獲得與常規精製相同的效果。本發明方法可以生產出各牌號優質石蠟產品，且工藝流程較簡單，操作穩定，產品性質好，降低了裝置能耗，提高了產品收率，可以新建加氫裝置也可以利用舊裝置進行改造。
文檔編號C10G73/44GK101942341SQ20091001247
公開日2011年1月12日 申請日期2009年7月9日 優先權日2009年7月9日
發明者劉繼華, 徐大海, 李揚, 柳偉, 王震 申請人:中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院