酮苯脫蠟裝置蠟下油中固態(tài)烴的組成研究

寧蘇明,陶文晟

(中國(guó)石化上海高橋分公司,上海200137)

1 前 言

減四線、減五線餾分油屬于重質(zhì)餾分油,在酮苯脫蠟過程中容易形成較小的結(jié)晶,油蠟分離較為困難,得到的蠟含油量較難滿足全精煉的要求(油含量0.8%以內(nèi)),多年來,這一問題一直困擾著中國(guó)石化高橋分公司(高橋石化)高熔點(diǎn)石蠟的生產(chǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),1996—2009年高橋石化3號(hào)酮苯脫蠟裝置進(jìn)行了不少于60批次以重質(zhì)餾分油為原料的試生產(chǎn),石蠟油含量一般在5%左右,以輕餾分油減二線、減三線為原料,石蠟油含量均在0.8%以下,基本符合一段脫蠟二段脫油工藝“對(duì)輕餾分效果好,對(duì)重餾分效果差”的客觀現(xiàn)實(shí)。為了找出蠟中油含量較高的原因,以減二線和減五線蠟下油為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行油蠟再分離和相應(yīng)的化學(xué)組成分析,以期找出造成蠟中油含量較高的原因,為今后高橋石化利用減四線、減五線餾分油資源,生產(chǎn)高熔點(diǎn)、低油含量石蠟,同時(shí)以蠟下油為原料開發(fā)高附加值石蠟產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 原 料

減二線蠟下油和減五線蠟下油的性質(zhì)見表1。由表1可知,減二線、減五線蠟下油凝點(diǎn)低、顏色深,但內(nèi)含較多的低熔點(diǎn)蠟。

2.2 工藝及操作條件

在以往輕、重餾分油脫蠟脫油工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,確定減二線蠟下油選擇發(fā)汗脫油工藝,重餾分減五線蠟下油選擇酮苯脫蠟脫油工藝,其中發(fā)汗和酮苯脫蠟試驗(yàn)分別在高橋石化300 mL發(fā)汗器和300 g酮苯脫蠟小型試驗(yàn)裝置上完成,發(fā)汗和白土精制操作條件見表2,酮苯脫蠟脫油及白土精制操作條件見表3。

表1 減二線、減五線蠟下油性質(zhì)

表2 發(fā)汗和白土精制操作條件

表3 酮苯脫蠟脫油及白土精制操作條件

3 結(jié)果與討論

3.1 蠟下油發(fā)汗

減二線蠟下油經(jīng)發(fā)汗脫油和白土精制所得減二線低熔點(diǎn)蠟常規(guī)分析數(shù)據(jù)見表4,采用SH／T 0400和ASTM D2786方法測(cè)定減二線低熔點(diǎn)蠟的組成和碳數(shù)分布,結(jié)果見表5。

表4 減二線低熔點(diǎn)蠟常規(guī)分析數(shù)據(jù)

表5 減二線低熔點(diǎn)蠟組成及碳數(shù)分布

由表4和表5可知:①減二線蠟下油經(jīng)發(fā)汗、白土精制后,得到的蠟樣熔點(diǎn)和油含量都較低,顏色可達(dá)+30號(hào),從組成和碳數(shù)分布來看,蠟樣的正構(gòu)烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.95%,異構(gòu)鏈烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.15%,從其化學(xué)組成上來說,仍然是以正構(gòu)烷烴為主。由此,從減二線蠟下油中,分離得到的是低熔點(diǎn)石蠟。②由于該低熔點(diǎn)石蠟碳數(shù)主要集中在C21～C23區(qū)間,因此,將其進(jìn)行了熱性能評(píng)價(jià)(差示掃描量熱曲線顯示),結(jié)果表明,蠟樣的吸熱溫度范圍窄,僅有 10 ℃,吸熱量可達(dá)135.8 J／g,相變溫度為36℃,峰頂溫度為40.73℃,可作為相變材料。由此可見,從輕的蠟下油(減二線餾分油)中可以開發(fā)高附加值的相變石蠟產(chǎn)品。

3.2 蠟下油酮苯脫蠟脫油

酮苯脫蠟脫油是在油料中加入酮苯溶劑(甲乙酮、甲苯),使油料的黏度降低,然后冷至低溫,再將脫蠟油(含溶劑)與含油蠟(含溶劑)分離,含油蠟還要通過多次加溶劑稀釋及升溫再過濾的方法才能分出油含量低的蠟。減五線蠟下油酮苯脫蠟脫油試驗(yàn)工藝流程見圖1,減五線低熔點(diǎn)蠟常規(guī)分析數(shù)據(jù)見表6,組成及碳數(shù)分布見表7。

圖1 酮苯脫蠟脫油試驗(yàn)工藝流程

表6 減五線低熔點(diǎn)蠟常規(guī)分析數(shù)據(jù)

由表6和表7可知:①減五線蠟下油經(jīng)酮苯脫蠟脫油后,蠟樣熔點(diǎn)與減二線的蠟樣熔點(diǎn)相差不大,都在41℃左右,但減五線低熔點(diǎn)蠟的油含量高、顏色深。②由蠟樣的組成及碳數(shù)分布可見,減五線低熔點(diǎn)蠟的正構(gòu)烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.16%,異構(gòu)烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.44%(扣除環(huán)烷烴和芳烴),環(huán)烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.60%,芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.80%。

蠟下油的試驗(yàn)結(jié)果表明:①?gòu)妮p餾分蠟下油(減二線)得到的蠟化學(xué)組成以正構(gòu)烷烴為主,而從重餾分蠟下油(減五線)得到的蠟化學(xué)組成卻是以大量的環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴為主,即前者是低熔點(diǎn)石蠟,后者是低熔點(diǎn)微晶蠟。②以重減壓餾分油為原料,在酮苯脫蠟裝置一段脫蠟、二段脫油生產(chǎn)過程中,這部分含大量固態(tài)環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴的一段脫油濾液作為脫蠟進(jìn)料的一次、二次稀釋劑來使用是值得商榷的,因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)晶為細(xì)小的針狀結(jié)晶,易于堵塞濾布,不易過濾(反之固態(tài)烴以正構(gòu)烷烴為主,其結(jié)晶較大,為片狀或帶狀,容易過濾)。高橋石化3號(hào)酮苯脫蠟裝置多次進(jìn)行減五線試生產(chǎn)的結(jié)果也表明,不能得到油質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于3.0%的石蠟產(chǎn)品(油質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在5%左右),因此,在重減壓餾分油的脫蠟、脫油生產(chǎn)過程中,考慮采用一段脫蠟三段脫油工藝或二段脫蠟二段脫油工藝,避免使用含大量固態(tài)環(huán)烷烴和異構(gòu)烷烴的濾液作為脫蠟進(jìn)料的一次、二次稀釋劑來使用。

表7 減五線低熔點(diǎn)蠟組成及碳數(shù)分布

4 結(jié) 論

(1)從減二線蠟下油中,得到的低熔點(diǎn)石蠟具有吸熱溫度范圍窄,吸熱量高,相變溫度和峰頂溫度適中等特點(diǎn),可以開發(fā)為相變石蠟產(chǎn)品,用于相變材料制造。

(2)從減五線蠟下油中分離出的低熔點(diǎn)微晶蠟化學(xué)組成較好地解釋了酮苯脫蠟裝置一段脫蠟、二段脫油工藝“對(duì)輕餾分效果好,而對(duì)重餾分效果差”的現(xiàn)象,為高橋石化今后生產(chǎn)高熔點(diǎn)、低含油量石蠟方案提供了依據(jù)。