一種生產凡士林的方法

2023-06-23 16:40:46 2

專利名稱：一種生產凡士林的方法
技術領域：
本發明涉及一種生產凡士林的精製方法，特別是採用加氫法直接生產高質量的凡士林產品。
凡士林是重要的醫藥、日用化工及其它精細化工產品的生產原料。凡士林的生產過程主要由原料的調合和原料的精製兩部分構成，由於凡士林原料中含有較多的稠環芳烴和硫、氮、氧雜環化合物等非理想組分，必須進行深度精製將其脫除。應用於藥品和化妝品中的凡士林必須做到對人體無害。因此精製是生產凡士林的關鍵步驟。
傳統的凡士林精製方法為酸一白土法和三氯化鋁法。這兩種方法均具有收率低、三廢高、產品質量差和操作複雜等缺點。
加氫法生產凡士林是一種新的凡士林生產方法。該方法可將凡士林原料中的硫、氮、氧雜環化合物有效脫除，並將凡士林原料中的芳烴轉化為飽和烴。該方法在生產過程中無三廢汙染，可以生產高收率、高質量的凡士林產品。
前蘇聯專利SU 925988介紹一種凡士林精製方法，該方法採用一段加氫流程，加氫反應在溫度325-370℃、壓力4.0-5.0MPa下進行，加氫產品必須經白土吸附精製才能生產高質量的凡士林產品，其工藝較為繁瑣。
美國專利US2998377介紹一種凡士林精製方法，該方法採用一段加氫流程，加氫反應溫度370℃、壓力21MPa、體積空速0.5h-1、氫油體積比354。該專利技術採用了較高的操作壓力，儘管可以獲得符合一定質量標準的凡士林產品，但不利於降低裝置投資和安全操作。
在上述凡士林加氫技術中，高壓加氫法工業生產裝置投資高、操作安全性差。反應壓力較低時，又因為精製深度不夠，需要白土補充精製相輔，從而造成工藝流程較長、操作複雜、收率低以及有三廢汙染等缺點。此外，由於凡士林生產原料主要來自於渣油蠟膏，其中必然含有一定量的金屬，如鐵、鋅、鉛、鈣等雜質。這些雜質的存在，雖然可以在精製過程中脫除其絕大部分，但由於普通的加氫精制催化劑脫金屬性能差，容金屬能力低，運轉周期稍長，就可能有部分金屬雜質殘留於產品之中，使其品質下降，而更嚴重的問題是，大量的金屬雜質在加氫精制催化劑的孔口沉積，使催化劑迅速失活，嚴重影響催化劑使用壽命和運轉周期，生產成本增加。
研究發現，在石油餾分的加氫精制中，原料中所含的金屬有機化合物與硫化物發生反應，生成的固體金屬硫化物沉澱在催化劑的孔隙內。石油餾分的脫金屬反應總是與精製反應平行發生，並且脫金屬過程也是催化劑被汙染和活性降低的過程。對精製催化劑而言，其孔徑多在＜10nm的微孔區，由於孔徑較小，金屬硫化物容易在催化劑的孔口和表面沉積，造成催化劑孔口之間和顆粒之間的堵塞，使催化劑活性下降。同時，金屬硫化物汙染也是催化劑強度減弱的原因之一。在重質餾分油的加氫精制中，原料所含金屬在催化劑的孔口沉積是催化劑失活的一個重要原因。因此，當加氫精制原料中金屬含量大於10μg/g時，應該採取特殊措施將其脫除，以保證催化劑的使用壽命和運轉周期。凡士林原料中有30-80w％的組分來自減壓渣油餾分，其金屬含量一般為20-100μg/g，因此，應首先將金屬脫除，以延長精製催化劑的使用壽命。現有凡士林加氫精制催化劑的孔徑在3-10nm之間，如此孔徑的催化劑不容易使有機金屬分子擴散到催化劑顆粒內部均勻沉積。而簡單選用大孔催化劑，雖然可以提高金屬脫除率，但孔徑過大將影響脫硫脫氮效果。
本發明的目的在於克服現有凡士林生產技術的缺點，提出一種凡士林加氫精制方法。該方法選用保護劑(脫金屬催化劑)和精製催化劑兩種類型催化劑，延長催化劑的使用壽命和運轉周期，降低生產成本。該方法可以採用5.0-25.0MPa的操作壓力，採用較低的操作壓力時，可避免因壓力過高造成的裝置投資高等缺點，同時仍可獲得高質量的凡士林產品；採用較高的操作壓力時，可提高空速，從而提高裝置的處理能力。該方法不採用白土補充精製，從而簡化操作、提高產品收率，進一步提高產品質量。
本發明的主要內容是，選用既具有優良的加氫精制和芳烴飽和性質、又具有良好的選擇性的精製催化劑和選用具有脫金屬功能的保護劑(脫金屬催化劑)。保護劑平均孔徑20～30nm,＞50nm的大孔容量佔總孔容量的比例＞10％。採用兩段加氫精制工藝，第一反應段裝入保護劑和精製催化劑，反應床層上部為保護劑，下部為精製催化劑。第二反應段裝入精製催化劑。兩個反應段裝入的精製催化劑可以是同一種催化劑，也可以是不同的催化劑。保護劑裝入量與精製催化劑總裝入量的體積比為1∶10-40。第一反應段與第二反應段精製催化劑裝入量的體積比為1∶0.5-2.5。保護劑和精製催化劑的活性金屬組分為ⅥB族和Ⅷ族金屬，載體為氧化鋁或氧化鋁-氧化矽。ⅥB族金屬推薦的是鉬和鎢，第一反應段的保護劑和精製催化劑特別推薦的是鉬，第二反應段精製催化劑特別推薦的是鎢。Ⅷ族金屬推薦的是鎳和鈷，特別推薦的是鎳。特別推薦的鉬、鎳保護劑的金屬含量MoO3為2.0～12.0w％,NiO為0.5～6.0w％。
具體地說，凡士林原料與氫氣混合，加熱後由上部進入第一反應段，主要進行脫金屬和脫硫脫氮反應。第一段反應產物經降溫後由上部進入第二反應段，主要進行芳烴飽和反應。第一、二反應段的操作條件為第一段氫分壓5.0-25.0MPa、體積空速0.1-0.8h-1(相對於保護劑的體積空速為0.5-8.0h-1)、溫度300-400℃、氫油體積比300-1000；第二段氫分壓5.0-25.0MPa、體積空速0.1-0.8h-1、溫度200-300℃、氫油體積比300-1000。從第二反應段底部出來的精製產物經汽提、乾燥後即得到可用於藥品和化妝品的凡士林產品。
依照本發明所述方法生產凡士林與高壓加氫法比較，操作壓力可以延伸至中壓，提高了裝置的靈活性，採用中壓時，有利於安全操作，降低裝置投資；與中壓加氫法比較，不需要白土補充精製，操作簡單，產品收率高，生產成本低，無三廢排放。與不加保護劑的精製方法比較，可以延長催化劑的使用壽命和運轉周期。
依照本發明方法生產凡士林，產品質量符合醫藥白凡士林國家標準(GB1790)、化妝級凡士林行業標準(SH0008)和醫藥白凡士林1993年版英國藥典(BP-93)標準。
下面通過實施例進一步說明本發明。
本發明實施例和比較例均採用同一種凡士林原料，其性質見表1。
本發明實施例和比較例均在連續式小型滴流床加氫裝置上進行。第一反應段保護劑與精製催化劑裝填體積比為1∶10，第一反應段與第二反應段精製催化劑裝填體積比為1∶1。所選催化劑的化學組成見表2。
本發明實施例和比較例的操作條件見表3，保護劑脫金屬效果見表4，2000小時壽命試驗結果見表5，實施例產品質量見表6。
表1凡士林原料性質
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表2催化劑化學組成
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表4保護劑脫金屬效果
由上表可以看出，經過2000小時的連續運轉，雖然比較例1、2的硫氮指標仍符合要求，但催化劑的脫硫脫氮能力已明顯降低。稠環芳烴是保證醫藥凡士林對人體無害的判定指標之一，比較例1、2的稠環芳烴均已超標，產品質量不符合醫藥白凡士林標準。而實施例2、3的硫氮和稠環芳烴指標明顯小於比較例1、2，產品質量符合標準要求，表明2000小時後，精製催化劑仍保持著較高的活性，體現了使用保護劑的先進性。
表6凡士林產品質量
表6中產品質量符合醫藥白凡士林國家標準(GB1790)和醫藥白凡士林英國藥典(BP-93)標準。
權利要求
1．一種加氫精制生產凡士林的方法，在加氫精制條件下使凡士林生產原料與加氫精制催化劑接觸，脫除稠環芳烴和硫、氮、氧雜環化合物，其特徵在於凡士林生產原料在與加氫精制催化劑接觸之前首先經過一段保護劑床層，該床層的操作條件與加氫精制催化劑相同，其裝填體積與加氫精制催化劑裝填體積之比為1∶10-40。
2．按照權利要求1的方法，其特徵在於所說的加氫精制催化劑分為兩個反應段操作，第一反應段操作條件為氫分壓5.0-25.0MPa、體積空速0.1-0.8h-1、反應溫度300-400℃、氫油體積比300-1000；第二反應段操作條件為氫分壓5.0-25.0MPa、體積空速0.1-0.8h-1、反應溫度200-300℃、氫油體積比300-1000。
3．按照權利要求2的方法，其特徵在於第一反應段與第二反應段精製催化劑裝入體積之比為1∶0.5-2.5。
4．按照權利要求2的方法，其特徵在於所說的保護劑裝在第一反應段的上端。
5．按照權利要求1的方法，其特徵在於所說的保護劑以MoO3和NiO為活性金屬組分，Al2O3或Al2O3-SiO2載體，載體的平均孔直徑20-30nm，孔直徑＞50nm的大孔容量佔總孔容量的10％以上，金屬含量MoO3為2.0-12.0w％,NiO為0.5-6.0w％。
全文摘要
本發明公開一種凡士林加氫精制方法,本方法選用以第ⅥB族和第Ⅷ族金屬為活性組分的保護劑和精製催化劑,採用兩段加氫工藝,在5.0—25.0MPa的操作壓力下,對凡士林原料進行深度精製,可以延長催化劑的使用壽命,降低生產成本,簡化操作過程,得到的高質量凡士林產品可以用於藥品和化妝品。
文檔編號C10G65/04GK1218093SQ9712214
公開日1999年6月2日 申請日期1997年11月24日 優先權日1997年11月24日
發明者趙啟明, 王士新, 張忠清, 王家寰, 付澤民, 方維平 申請人:中國石油化工總公司, 中國石油化工總公司撫順石油化工研究院