高壓加氫制取食品級凡士林

王士新

(中國石化撫順石油化工研究院，遼寧 撫順 113001)

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石油化工與催化

高壓加氫制取食品級凡士林

王士新

(中國石化撫順石油化工研究院，遼寧 撫順 113001)

介紹了使用中國石化撫順石油化工研究院研制的石蠟加氫催化劑進(jìn)行高壓一段串聯(lián)加氫制取食品級凡士林的試驗情況。結(jié)果表明，在試驗條件下，選擇適宜的凡士林原料和操作條件可以制取食品級凡士林，加氫產(chǎn)品質(zhì)量符合SH/T0767-2005食品級凡士林標(biāo)準(zhǔn)，但操作條件調(diào)整空間較小，提高空速和降低反應(yīng)溫度空間受限；加氫制取食品級凡士林的運轉(zhuǎn)周期約500 h，不能進(jìn)行長周期運轉(zhuǎn)；質(zhì)量較差的凡士林原料不能制取食品級凡士林。

石油化學(xué)工程；凡士林；加氫精制；石蠟加氫催化劑

doi:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.07.011

目前，國內(nèi)工業(yè)應(yīng)用的凡士林加氫技術(shù)為高壓一段串聯(lián)加氫技術(shù)，主要生產(chǎn)醫(yī)藥白凡士林。與醫(yī)藥白凡士林比較，食品級凡士林行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(SH/T0767-2005)中增加了易炭化物和輕組分指標(biāo)，通常情況下，升高反應(yīng)溫度有利于易炭化物通過，但升高反應(yīng)溫度會使裂解反應(yīng)增加，輕組分含量上升，因此，食品級凡士林與醫(yī)藥白凡士林比較，加氫精制難度有較大提高。

本文采用高壓一段串聯(lián)加氫工藝和工業(yè)生產(chǎn)醫(yī)藥白凡士林的原料，進(jìn)行了加氫制取食品級凡士林的試驗研究，以確定現(xiàn)有工業(yè)裝置生產(chǎn)食品級凡士林的可行性。

1　試驗部分

1.1試驗裝置

采用自建的小型一段串聯(lián)加氫裝置，電解氫氣，純度99.9%。熔融的試驗原料與氫氣混合后經(jīng)第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、高壓分離器和低壓分離器連續(xù)排出裝置，氣體經(jīng)高分氣相排出或循環(huán)使用。

1.2試驗原料和催化劑

采用工業(yè)生產(chǎn)醫(yī)藥白凡士林的原料，其中,原料A為常規(guī)凡士林料，質(zhì)量適中，原料B質(zhì)量較差。

采用中國石化撫順石油化工研究院研制并已工業(yè)應(yīng)用的石蠟加氫精制催化劑A和催化劑B。

加氫原料性質(zhì)見表1，催化劑物化性質(zhì)見表2。

表 1　加氫原料性質(zhì)

表 2　催化劑物化性質(zhì)

1.3加氫試驗

兩個加氫反應(yīng)器裝入相同體積的催化劑，氫油體積比大于500，高壓加氫壓力大于11 MPa，第一反應(yīng)器溫度、第二反應(yīng)器溫度和空速根據(jù)經(jīng)驗及工業(yè)數(shù)據(jù)選取。

2　結(jié)果與討論

2.1產(chǎn)品性質(zhì)表征

試驗中不同操作條件加氫產(chǎn)品的外觀、灼燒殘渣、酸堿度、硫和鉛等項指標(biāo)均符合食品級凡士林產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，不再分別評述。

紅外吸收為凡士林的辨識指標(biāo)，試驗所用原料為凡士林生產(chǎn)廠的凡士林料，無辨識需求，加氫前后凡士林紅外吸收的特征峰無改變[1-2]，因此，該項指標(biāo)不再評述。

食品級凡士林顏色采用比色法測定，將熔融試樣與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參比液比較，試樣顏色不深于參比液判定合格。該方法不能對不同操作條件加氫產(chǎn)品的脫色效果比較進(jìn)行表征，采用賽波特顏色表征加氫產(chǎn)品顏色，采用GB/T3555石油產(chǎn)品賽波特顏色測定法對該參比液進(jìn)行測定，其測定值為小于-16號，即賽波特顏色不小于-16號的加氫產(chǎn)品顏色均符合食品級凡士林產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對顏色的要求。

2.2原料A加氫試驗

原料A是工業(yè)生產(chǎn)醫(yī)藥白凡士林的常規(guī)原料，質(zhì)量適中，200 h高壓加氫試驗結(jié)果見表3，其中加氫反應(yīng)溫度和空速采用工業(yè)生產(chǎn)醫(yī)藥白凡士林的操作條件。

表 3　原料A加氫試驗1

① 要求在(280～289) nm、(290～299) nm、(300～359) nm和(360～400) nm分別不大于0.15、0.12、0.08和0.02(以下相同)

由表3可以看出，食品級凡士林產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對滴熔點、100 ℃黏度和相對分子量的要求范圍較寬，加氫產(chǎn)品性質(zhì)比較容易滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；兩種催化劑的加氫產(chǎn)品賽氏顏色均為+30號，脫色效果良好，遠(yuǎn)優(yōu)于不小于-16號的要求；產(chǎn)品易炭化物和稠環(huán)芳烴通過，兩種催化劑加氫產(chǎn)品中碳數(shù)小于18輕組分分別為1.5%和0.5%，符合不大于5%的標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗確定，采用石蠟加氫精制催化劑、常規(guī)凡士林原料和高壓一段串聯(lián)工藝，在工業(yè)生產(chǎn)醫(yī)藥白凡士林的操作條件下，加氫產(chǎn)品質(zhì)量符合SH/T0767-2005食品級凡士林標(biāo)準(zhǔn)要求。

本試驗在初期試驗基礎(chǔ)上，進(jìn)行了邊界條件試驗和運轉(zhuǎn)周期試驗，操作條件考察試驗結(jié)果見表4，高壓加氫運轉(zhuǎn)周期試驗結(jié)果見表5。

表 4　原料A加氫試驗2

采用催化劑A

表 5　原料A加氫試驗3

采用催化劑B

由表4可見，加氫產(chǎn)品的顏色、輕組分和稠環(huán)芳烴均符合要求，在常規(guī)醫(yī)藥白凡士林加氫條件下，加氫產(chǎn)品易炭化物通過，但操作條件調(diào)整空間有限，第一反應(yīng)器溫度降低20 ℃和空速提高0.05 h-1，易炭化物卡邊通過，表明已達(dá)調(diào)整上限，不能進(jìn)一步降低溫度和提高空速，中壓加氫產(chǎn)品易炭化物未通過，表明該原料中壓加氫產(chǎn)品不合格。因此，以試驗選用的原料和催化劑，在適宜的溫度和空速條件下，加氫產(chǎn)品質(zhì)量符合食品級凡士林標(biāo)準(zhǔn)要求，但溫度和空速調(diào)整空間不大；中壓加氫不能制取食品級凡士林。

由表5可以看出，500 h產(chǎn)品的易炭化物卡邊通過，600 h產(chǎn)品易炭化物未通過，表明該條件下生產(chǎn)合格產(chǎn)品的運轉(zhuǎn)時間只能維持約500 h，后經(jīng)一系列升溫和降空速試驗均未取得效果；1 200 h與初期比較，第一反應(yīng)器溫度升高30 ℃，空速降低0.03 h-1，碳數(shù)小于18輕組分升至2.3%，易炭化物未通過；1 500 h與初期比較，第一反應(yīng)器溫度升高45 ℃，空速降低0.05 h-1，碳數(shù)小于18輕組分6.8%，超出不大于5%的標(biāo)準(zhǔn)要求，表明已無溫度和空速調(diào)整空間，但易炭化物仍未通過。因此，以試驗選用的原料和催化劑，在適宜的操作條件下，制取食品級凡士林的運轉(zhuǎn)周期約500 h，不能保持長周期運轉(zhuǎn)。

2.3原料B加氫試驗

原料B是工業(yè)裝置加氫生產(chǎn)醫(yī)藥白凡士林的原料，與原料A比較，顏色深，酸值、殘?zhí)亢土虻扛?，質(zhì)量較差。高壓一段串聯(lián)加氫試驗選用催化劑A，經(jīng)系列條件試驗，加氫產(chǎn)品質(zhì)量均不符合食品級凡士林標(biāo)準(zhǔn)要求，其中，溫度試驗結(jié)果見表6。

表 6　原料B加氫試驗

采用催化劑A，第二反應(yīng)器溫度(T-50) ℃，空速(V-0.05) h-1

錐入度是凡士林的稠度指標(biāo)，表征凡士林膏狀特征，錐入度數(shù)值越大，凡士林膏質(zhì)越軟。在溫度試驗中，當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)器溫度升至(T+60) ℃時，產(chǎn)品易炭化物仍未通過；第一反應(yīng)器溫度高于(T+40) ℃，裂解反應(yīng)明顯增加；當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)器溫度為(T+50) ℃時，碳數(shù)小于18輕組分升至10.4%，超出不大于5%的標(biāo)準(zhǔn)要求；當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)器溫度升至(T+70) ℃時，產(chǎn)品易炭化物通過，但碳數(shù)小于18輕組分達(dá)26.8%，已具有流動性，凡士林膏狀特征消失。

原料B加氫試驗表明，對于質(zhì)量較差的凡士林原料，以現(xiàn)有高壓一段串聯(lián)加氫技術(shù)不能制取食品級凡士林。

3　結(jié)　論

(1) 加氫制取食品級凡士林的操作條件調(diào)整空間較小，提高空速和降低反應(yīng)溫度受限，中壓加氫不

能制取食品級凡士林。

(2) 在試驗條件下，加氫制取食品級凡士林的運轉(zhuǎn)周期約500 h，不能進(jìn)行長周期運轉(zhuǎn)。

(3) 以現(xiàn)有高壓一段串聯(lián)凡士林加氫技術(shù)，質(zhì)量較差的凡士林原料不能制取食品級凡士林。

[1]王士新.FV-10型催化劑高壓加氫制取多種重質(zhì)石油產(chǎn)品[J].工業(yè)催化，2015,23(1)：50-53.

Wang Shixin.Preparation of heavy petroleum products by hydrorefining over FV-10 catalyst[J].Industrial Catalysis，2015,23(1)：50-53.

[2]王士新.用FV-10催化劑高壓加氫制取優(yōu)質(zhì)凡士林[J].煉油技術(shù)與工程，2013,43(5)：52-55.

Wang Shixin.Preparation of quality vaseline by high-pressure hydrorefining with FV-10 catalyst[J].Petroleum Refinery Engineering，2013,43(5)：52-55.

Preparation of food grade petrolatum by high-pressure hydrorefining

WangShixin

(Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals，F(xiàn)ushun 113001，Liaoning， China)

Using paraffin hydrorefining catalysts developed by Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals，the preparation tests of the food grade petrolatum by the high-pressure single-stage series process were introduced.The results showed that under the experimental conditions,the food grade petrolatum could be produced by choosing appropriate raw materials and optimum operating condition,and hydrogenated product quality conformed to SH/T0767-2005 industry standard for food grade petrolatum,but adjustment range of operating condition was small.The ranges of increasing space velocity and lowering reaction temperature were limited.The operation cycle for food grade petrolatum production by hydrogenation was about 500 h and could not carry out long-term operation.Petrolatum raw materials with poor quality could not be used for preparing food grade petrolatum.

petrochemical engineering；petrolatum； hydrorefining；paraffin hydrogenation catalyst

TE624.9+3;TQ426.95Document code: AArticle ID: 1008-1143(2016)07-0059-04

2016-03-06

王士新，高級工程師，研究方向為石蠟加工工藝。

10.3969/j.issn.1008-1143.2016.07.011

TE624.9+3;TQ426.95

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1008-1143(2016)07-0059-04