一段加氫生產白色微晶蠟的方法
2023-08-03 02:20:46
專利名稱：一段加氫生產白色微晶蠟的方法
技術領域：
本發明敘述了一種高質量白色(賽氏顏色大於+20號)微晶蠟的生產方法，特別是一段加氫生產白色微晶蠟產品的方法。
背景技術：
微晶蠟是醫藥、日用化工及其它精細化工產品的重要原料。其精製目的是除去硫、氮、氧等雜質以及飽和芳烴等非理想組分，並改善顏色，使產品質量達到所要求的產品標準。
未精製的微晶蠟含有大量的硫、氮、氧等雜質及芳烴等非理想組分，中壓加氫精制及白土精製等方法存在著產品收率低、質量差等問題；白土精製還有環保問題，不能滿足食品、化妝等行業對白色微晶蠟的質量要求。而高壓串聯加氫產品質量雖然滿足要求，但存在流程長，操作複雜的問題；而且一般需要兩個反應器，現有的單反應器石蠟加氫裝置不宜用於生產微晶蠟。
CN1157315A公開了一種中壓凡士林加氫工藝，採用兩段串聯工藝流程，第一段反應器使用保護劑RG-1和精製催化劑RJW-2，第二段使用精製催化劑RJW-2，反應條件氫分壓6.0～6.5MPa、一反溫度300～340℃、二反溫度240～280℃、體積空速0.5h-1、氫蠟比250-1000。其中描述可以用於微晶蠟的生產。該專利所用原料為80號輕脫粗蠟，色度為2-3(D1500)、含油1％左右。按照該專利所述的技術方案，用質量較好的微晶蠟原料可以得到FDA指標達到食品蠟標準要求的產品。若原料質量變差、操作波動或運轉時間長催化劑活性降低產品的FDA就達不到食品蠟標準。並且，使用該專利技術方法得到產品的其它指標如色度等均較差。所以該方法對原料適應性差，產品質量不高，運轉周期短，不能適應工業生產白色微晶蠟產品的要求。
CN1458244A公開了一種微晶蠟串聯加氫精制工藝，使用常規加氫催化劑，在氫分壓10～16MPa、體積空速0.1～0.8h-1、氫油體積比300～1500∶1、第一反應床層溫度為320～380℃、第二反應床層溫度為240～280℃的條件下加氫，第二反應床層溫度比第一反應床層溫度低30～80℃，得到顏色超過+20號，FDA滿足食品蠟標準要求的微晶蠟產品。此專利主要問題是流程長，操作難度大，不能利用現有一段石蠟加氫裝置生產微晶蠟。因為石蠟(包括微晶蠟)加氫裝置通常為按批次生產，為方便生產，最好是石蠟和微晶蠟可以在同一加氫裝置上進行。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種可以利用現有一段石蠟加氫裝置，來生產高質量白色微晶蠟的方法，本發明方法設備投資及操作費用低、流程短、原料適應性強。
高壓加氫是在加氫精制催化劑及適宜的反應條件下，將原料中的硫、氮、氧轉化為硫化氫、氨及水從原料中脫除，芳烴等不飽和烴加氫轉化為飽和烴。因此，高壓加氫是生產高質量白色微晶蠟產品的最有效的方法。
微晶蠟原料中含有大量的較難加氫脫除的雜質，為得到高質量白色微晶蠟產品，需要選擇適宜的加氫流程及工藝條件。微晶蠟原料中的硫、氮、氧等雜質的加氫反應主要受動力學控制，即反應速度是決定脫硫、脫氮、脫氧反應的關鍵因素；而芳烴飽和反應為放熱反應，又受熱力學和動力學共同控制，反應溫度高，使化學平衡左移，難以達到較高的轉化率。但如果溫度太低，硫、氮、氧等雜質的加氫反應進行不完全，因此要求有一定的最佳溫度。現有技術通過兩個催化劑床層在不同溫度下操作解決該問題，本發明發明人經過大量試驗，找出了最優化操作，可以在一段相同操作條件下實現微晶蠟綜合加氫效果。
本發明微晶蠟一段加氫方法包括以下過程包括以劣質微晶蠟為原料，採用單段高壓加氫法生產微晶蠟工藝，在即滿足於脫硫、脫氮、脫氧反應，又適宜於芳烴飽和反應的條件下，使脫硫、脫氮、脫氧及芳烴飽和反應在一個反應床層中完成。使用的催化劑為硫化態催化劑。
具體地說，本發明的單段高壓加氫法生產高質量白色微晶蠟的工藝過程是經加熱爐加熱達到一定溫度的微晶蠟原料與氫氣混合，在適宜條件下通過催化劑床層，控制床層溫度為壓力10MPa～18MPa，最好13MPa～18MPa；溫度270～340℃，優選280～330℃，最好為290～320℃，體積空速0.1～0.5h-1，氫油體積比400～1000∶1；出反應器的油氫混合物料經分離、脫味後即得白色微晶蠟產品。
催化劑選擇具有一定孔容、比表面積、孔分布較集中的加氫精制催化劑，以氧化鋁為載體，可以含有Si、P等助劑，活性組分為W和/或Mo，以及Ni和/或Co。催化劑孔容一般為0.4～0.6cm3/g，比表面積為200～260m2/g，孔直徑在4～15nm範圍內的孔容積分率佔孔直徑在0～100nm範圍內的孔容積分率為90％～99％，其中孔直徑在5～10nm範圍內的孔容積分率為80％～90％。W和/或Mo以氧化物計佔催化劑重量的20.0％～35.0％，優選為25.0％～32.0％，Ni和/或Co以氧化物計佔催化劑重量的3.0％～8.0％，優選為4.0％～7.0％。助劑Si以氧化物計佔催化劑重量的3.0％～7.0％，助劑P以氧化物計佔催化劑重量的1.0％～3.0％。催化劑使用前需進行預硫化，使具有加氫活性的金屬組分在反應過程中處於硫化態。
使用本發明方法生產的白色微晶蠟，稠環芳烴能夠達到中華人民共和國食品級石蠟國家標準(GB7189-94)要求，其它項目能夠達到化妝級石蠟行業標準(SH0009-90)要求。
本發明通過考查微晶蠟加氫反應過程各種操作條件對不同反應的影響，確定了最適宜的工藝條件(反應溫度、反應壓力、空速、氫油比以及優選催化劑的綜合配合)，使得在最簡單的工藝流程下，得到綜合指標優良的微晶蠟產品。與現有技術相比，本發明方法只用一個反應器，減少了設備投資及操作費用。使用硫化型催化劑及採用較高的反應壓力，可以用質量差的劣質微晶蠟為原料生產出白色優質微晶蠟產品，原料來源廣、適應性強。用本發明方法直接生產白色微晶蠟技術具有操作簡單、收率高、生產成本低、不排放廢渣、保護環境的優點。另外，還具有操作靈活，原料適應性強的特點。本發明方法最大限度地滿足了工業生產的需求，將現有石蠟加氫裝置用於微晶蠟的加氫精制，符合石蠟加氫裝置是批次生產的客觀情況。
具體實施例方式
下面將結合實施例進一步闡述本發明的內容。
實施例1使用含油3.11w％的微晶蠟原料，性質見表1，催化劑為表2中的催化劑A。
加熱到一定溫度的微晶蠟與氫氣混合物進入反應器，在催化劑的作用下，通過控制適宜的反應條件，進行加氫脫硫、脫氮、脫氧及芳烴飽和反應；物料從反應器流出後，經氣液分離及真空脫味後，即為白色微晶蠟產品。工藝條件及產品性質見表3、4，表4中產品滿足化妝級石蠟質量要求(SH0009-90)，其中稠環芳烴滿足食品石蠟標準要求。
實施例2本實施例所用的原料為含油2.56％微晶蠟原料(參見表1)，催化劑同實施例1，工藝條件及產品性質分別見表3、4。
實施例3本實施所用的原料為含油2.02％的微晶蠟原料(參見表1)工藝條件與產品質量分別見表3、4。
實施例4本實施例所用的原料同實施例2、催化劑為催化劑B，工藝條件與產品質量見表3、4。
比較例1
採用中國專利CN1157315A中介紹的技術，採用其中所述的微晶蠟原料、工藝及催化劑在氫分壓6.0MPa、一反溫度340℃、二反溫度280℃、體積空速0.5h-1、氫油比700的條件下加氫，其產品蠟FDA滿足食品蠟標準要求。產品分析結果見表5。
比較例2採用本發明中A催化劑，與比較例1中相同的原料、流程及工藝條件，其產品FDA滿足食品蠟標準要求，其它指標與比較例1中產品質量相當。結果見表5。
比較例3採用比較例1中的催化劑、流程及工藝條件，原料採用與實施例3相同的原料，其產品FDA不能滿足食品蠟標準要求。分析結果如表5。
比較例4使用比較例1所述的原料，分別採用實施例3和比較例1的工藝條件，進行穩定性實驗，本發明方法得到的產品可以在較長周期內滿足質量要求，而比較例方法經過一段運轉時間後，隨著催化劑活性的下降，產品質量下降，採取升溫及在其方案壓力範圍內提高氫分壓來提高產品質量，效果並不明顯。比較結果見表6。
比較例5按CN1458244A實施例3的操作條件，使用本發明實施例3的催化劑和原料，結果見表7。從表7中數據可以看出，採用本發明簡單的工藝方法和優化條件與CN1458244A複雜流程和操作條件(在相同空速下)的總體效果相當，某些指標還要好於對比技術。
表1微晶蠟原料性質
表2催化劑的性質
表3實施例工藝條件
表4實施例產品性質
表5比較例產品性質
表6穩定性對比結果
表7不同工藝流程和操作條件對比
權利要求
1.一種一段加氫生產白色微晶蠟的方法，以劣質微晶蠟為原料，其特徵在於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10MPa～18MPa，溫度270℃～340℃，體積空速0.1～0.5h-1，氫油體積比400～1000∶1；出反應器的油氫混合物料經分離、脫味後即得白色微晶蠟產品。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的壓力為13MPa～18MPa，溫度為280℃～330℃。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的溫度為290℃～320℃。
4.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的催化劑以氧化鋁為載體，以W和/或Mo、以及Ni和/或Co為活性組分，催化劑孔容為0.4～0.6cm3/g，比表面積為200～260m2/g，孔直徑在4～15nm範圍內的孔容積分率佔孔直徑在0～100nm範圍內的孔容積分率為90％～99％。
5.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於孔直徑在5nm～10nm範圍內的孔容積分率為80％～90％。
6.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於催化劑中含有Si、P助劑。
7.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於所述的W和/或Mo以氧化物計佔催化劑重量的20.0％～35.0％，Ni和/或Co以氧化物計佔催化劑重量的3.0％～8.0％。
8.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於所述的W和/或Mo以氧化物計佔催化劑重量的25.0％～32.0％，Ni和/或Co以氧化物計佔催化劑重量的4.0％～7.0％。
9.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於所述的助劑Si以氧化物計佔催化劑重量的3.0％～7.0％，助劑P以氧化物計佔催化劑重量的1.0％～3.0％。
10.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於所述的催化劑使用前需進行預硫化，使具有加氫活性的金屬組分在反應過程中處於硫化態。
全文摘要
本發明公開了一種一段加氫生產高質量白色微晶蠟產品的方法。本發明方法以劣質微晶蠟為原料，採用單段高壓加氫法工藝，在10MPa～18MPa和270～340℃條件下，通過具有適宜孔結構的催化劑床層，出反應器的油氫混合物料經分離、脫味後即得白色微晶蠟產品。本方法使加氫脫硫、脫氮、脫氧及芳烴飽和反應在一個反應器中進行，能夠生產食品、化妝用白色微晶蠟產品。本發明方法具有工藝流程短、操作簡便等特點，可以充分利用現有石蠟加氫裝置進行微晶蠟的精製生產。
文檔編號C10G73/00GK1769395SQ20041005073
公開日2006年5月10日 申請日期2004年10月29日 優先權日2004年10月29日
發明者李殿昭, 袁平飛, 王士新, 劉平, 蔡立 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院