本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，涉及煤炭間接液化油品的利用，具體涉及一種煤炭間接液化油品制備煤基輕質(zhì)液體石蠟的方法及其制備得到的煤基輕質(zhì)液體石蠟。
背景技術(shù)：
石油作為當(dāng)前世界所使用的最主要燃料，面臨著日趨枯竭的危機。從世界范圍看，煤的儲量遠超過石油儲量。通過將煤以高效清潔的工藝轉(zhuǎn)化為液體燃料，將會有效地緩解油品供應(yīng)的緊張狀況。因此，煤炭間接液化技術(shù)—費托合成生產(chǎn)液體燃料的技術(shù)日趨關(guān)注。費托合成產(chǎn)物包括輕質(zhì)餾分油、重質(zhì)餾分油、重質(zhì)蠟等。費托合成產(chǎn)物主要是線性烷烴和烯烴，無硫、無氮、無雜質(zhì)。費托合成產(chǎn)物經(jīng)過處理后，可以生產(chǎn)出液體燃料和化學(xué)品。
液體石蠟主要組分為正構(gòu)烷烴，因C10、C11、C12、C13及C14等組分分布不一樣而分為輕蠟(C10～C13)和重蠟(C14或以上)。正構(gòu)烷烴(通常稱為液體石蠟)是一種無色、無味的粘稠液體，是一種重要的化工原料，可以制得一系列化工產(chǎn)品，如氯化石蠟、農(nóng)藥乳化劑、脂肪醇、合成洗滌劑、塑料增塑劑、化肥添加劑及化妝品、蛋白濃縮物等。輕質(zhì)液體石蠟主要作為制造直鏈烷基苯(LAB)的中間體單烯烴，用于生產(chǎn)直鏈烷基苯，其銷量約占輕質(zhì)液體石蠟總量的70％以上。其余一般作為增塑劑、氯化石蠟、二元酸、石油蛋白的生產(chǎn)原料。
目前，國內(nèi)輕質(zhì)液體石蠟一般采用航煤餾分作為原料，通過分子篩脫蠟技術(shù)制取，輕質(zhì)液體石蠟裝置規(guī)模效應(yīng)一般在10萬噸/年以上。石油化工行業(yè)受原料的影響，新增液蠟裝置的可能性較小。費托合成加氫精制產(chǎn)品中正構(gòu)烷烴含量約85％，遠高于航煤25％的正構(gòu)烷烴含量，是生產(chǎn)輕質(zhì)液體石蠟的優(yōu)良原料。
申請?zhí)枮?01510073222.0的發(fā)明專利申請公布了一種由費托合成產(chǎn)物制備液體石蠟、石蠟前體和潤滑油基礎(chǔ)油前體的方法。該技術(shù)生產(chǎn)的液體石蠟餾分沒有給出產(chǎn)品的性質(zhì)，且產(chǎn)品沒有經(jīng)過后期處理，產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟合理性差。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種煤炭間接液化油品制備煤基輕質(zhì)液體石蠟的方法及其制備得到的煤基輕質(zhì)液體石蠟。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種煤炭間接液化油品制備煤基輕質(zhì)液體石蠟的方法，包括以下步驟：
(1)將煤炭間接液化油品和氫氣混合進入加氫精制反應(yīng)器與加氫催化劑接觸進行加氫精制反應(yīng)，得到加氫精制的油品；其中，所述加氫精制反應(yīng)包括含氧化合物的加氫脫氧反應(yīng)、不飽和烴的加氫飽和反應(yīng)及微量金屬吸附脫除等；
(2)將所述加氫精制的油品進入分餾系統(tǒng)分餾，得到160～260℃餾程的餾分，即輕質(zhì)液體石蠟前體；其中，通過該分餾過程可以分離出石腦油、輕質(zhì)液體石蠟前體、重質(zhì)液體石蠟前體、精制重柴油、精制尾油及柴油產(chǎn)品；
(3)將所述輕質(zhì)液體石蠟前體進行脫蠟，得到煤基輕質(zhì)液體石蠟；
所述輕質(zhì)液體石蠟是指C10～C13正構(gòu)烷烴。
上述方法中，所述輕質(zhì)液體石蠟前體中的正構(gòu)烷烴的質(zhì)量百分含量為81～92％。
上述方法中，步驟(1)中所述加氫精制反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器；
所述固定床反應(yīng)器優(yōu)選為一個獨立的固定床反應(yīng)器。
上述任一所述的方法中，步驟(1)中所述加氫催化劑為金屬負載型催化劑，載體為無定型氧化鋁，金屬組分為選自由Mo、Co、Ni和W組成的組中的至少一種；
所述加氫催化劑的外形可以是七孔球、四葉輪、四葉草等形狀，顆粒直徑1.0～5.5mm，壓碎強度不低于5N/粒；優(yōu)選為四葉草形狀，顆粒直徑1.0～1.5mm，壓碎強度不低于10N/粒。為更好地控制催化劑床層的物料分布和壓降，發(fā)揮催化劑的反應(yīng)性能，延長催化劑的使用壽命，反應(yīng)器內(nèi)催化劑分為多層裝填。
上述任一所述的方法中，步驟(1)中所述加氫精制的反應(yīng)條件為：氫油體積比為100～800，反應(yīng)溫度為260～420℃，反應(yīng)壓力為3.0～10.0MPa，體積空速為1.0～5.0h-1；
所述加氫精制的反應(yīng)條件優(yōu)選為：氫油體積比為400～600，反應(yīng)溫度為270～370℃，反應(yīng)壓力為6.0～9.0MPa，體積空速為1.0～3.0h-1；
所述加氫精制的反應(yīng)條件更優(yōu)選為：氫油體積比為500，反應(yīng)溫度為275～365℃，反應(yīng)壓力為8.0MPa，體積空速為2h-1；
在進行步驟(1)之前還包括對所述煤炭間接液化油品和所述氫氣進行加熱的步驟，加熱溫度為250～400℃，優(yōu)選為270～365℃，更優(yōu)選為270～325℃。
上述任一所述的方法中，步驟(2)中所述分餾系統(tǒng)為常壓塔，常壓塔的理論塔板數(shù)為50～60，塔頂溫度140～170℃，塔底溫度320～350℃，壓力為0.15～0.25MPa；常壓塔設(shè)有2條及以上側(cè)線，其中常一線組分的餾程為160～260℃，其中富含所述輕質(zhì)液體石蠟前體。
上述任一所述的方法中，步驟(3)中所述脫蠟為分子篩脫蠟。
上述方法中，所述分子篩為5A分子篩；優(yōu)選地，所述5A分子篩的孔徑為0.51nm，球狀顆粒，直徑3～5mm，平均壓碎強度不小于60N/顆；
所述脫蠟依次包括吸附和脫附過程，吸附條件為：床層溫度為280～350℃，吸附壓力為0～1.0MPa，篩油質(zhì)量比為8～20，吸附空速為0.2～0.6h-1；之后用脫附劑脫附，脫附條件為：脫附溫度為360～380℃，脫附空速為0.2～0.6h-1；
所述脫蠟中吸附條件優(yōu)選為：床層溫度為300～350℃，吸附壓力為0～1.0MPa，篩油質(zhì)量比為8～12，吸附空速為0.2～0.4h-1；之后用脫附劑脫附，脫附條件優(yōu)選為脫附溫度為360～380℃，脫附空速為0.2～0.4h-1；
所述脫附劑優(yōu)選為過熱水蒸氣。
上述任一所述的方法中，所述煤炭間接液化油品可以是費托合成油品的全餾分產(chǎn)物或費托合成油品的全餾分中若干餾分的混合物。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明還提供上述任一所述的方法制備得到的煤基輕質(zhì)液體石蠟；
所述輕質(zhì)液體石蠟是指C10～C13正構(gòu)烷烴。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明還提供煤炭間接液化油品在制備煤基輕質(zhì)液體石蠟中的應(yīng)用；
所述輕質(zhì)液體石蠟是指C10～C13正構(gòu)烷烴。
上述應(yīng)用中，所述煤炭間接液化油品可以是費托合成油品的全餾分產(chǎn)物或費托合成油品的全餾分中若干餾分的混合物。
本發(fā)明提供的煤炭間接液化油品制備煤基輕質(zhì)液體石蠟方法至少具有如下優(yōu)點：
該方法以煤炭間接液化油品作為原料，通過加氫精制、分餾和脫蠟制備成性能優(yōu)良的輕質(zhì)液體石蠟，該液體石蠟具有正構(gòu)烷烴含量高、無芳烴、無硫、無氮等獨特的性質(zhì)并且制備成本低，是一種優(yōu)質(zhì)的化工原料
本發(fā)明的方法拓寬了應(yīng)用于氯化石蠟、直鏈烷基苯、塑料增塑劑及蛋白濃縮物等行業(yè)的輕質(zhì)液體石蠟的原料和制備方法。
具體實施方式
下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。應(yīng)理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。
費托合成油品為內(nèi)蒙古伊泰集團有限公司產(chǎn)品，其中輕質(zhì)烴餾程30～200℃，重質(zhì)烴餾程150～700℃，硫含量低于5mg/kg。
固定床加氫催化劑為撫順石油化工研究院研制的FZC-33產(chǎn)品，四葉草形狀，顆粒直徑1.0～1.5mm，壓碎強度不低于10N/粒。為更好地控制催化劑床層的物料分布和壓降，發(fā)揮催化劑的反應(yīng)性能，延長催化劑的使用壽命，反應(yīng)器內(nèi)催化劑分為三層裝填。
脫蠟分子篩為美國UOP公司產(chǎn)品，產(chǎn)品目錄號為ADS-34。
實施例1、煤炭間接液化油品制備煤基輕質(zhì)液體石蠟
本方法以煤炭間接液化油品(即費托合成油品)為原料，主要進行加氫精制、分餾和脫蠟三個步驟制備煤基輕質(zhì)液體石蠟，具體如下：
1、加氫工藝流程：在固定床反應(yīng)器內(nèi)部裝填催化劑，為了更好地控制反應(yīng)放熱，將總質(zhì)量為58t的加氫催化劑從上到下按體積比為1:1.2:1.7的比例，分三層裝填于容積為212m3內(nèi)徑為4.4m的固定床反應(yīng)器中；將費托合成油品和新鮮氫氣加熱到270～325℃后，從固定床反應(yīng)器的頂部進入；將氫氣、油品物料及催化劑在固定床內(nèi)部充分混合進行加氫反應(yīng)，氫油體積比為500，反應(yīng)溫度控制在275～365℃，反應(yīng)壓力為8MPa，體積空速為1.0～2.4h-1；將催化加氫后的反應(yīng)物經(jīng)油氣分離器分離后獲得油品部分，即為加氫精制的油品，將加氫精制的油品進入后續(xù)的分餾系統(tǒng)。
用NB/SH/T0417-2013方法檢測原料費托合成油品和加氫精制的油品中輕質(zhì)液體石蠟以及輕質(zhì)液體石蠟中的正構(gòu)烷烴的含量，結(jié)果如表1所示。
2、分餾系統(tǒng)：將步驟1得到的加氫精制的油品通入常壓塔進行常壓分餾，常壓塔的理論塔板數(shù)為50～60，塔頂溫度為140～170℃，塔底溫度為320～350℃，壓力為0.15～0.25MPa；常壓塔設(shè)有2條及以上側(cè)線，其中常一線抽出餾程為160～260℃的餾分，對該餾分進行氣相色譜檢測，結(jié)果顯示其富含C10～C13烷烴，該餾分為輕質(zhì)液體石蠟前體。
用步驟1中的方法檢測常一線抽出餾分(即輕質(zhì)液體石蠟前體)中輕質(zhì)液體石蠟以及輕質(zhì)液體石蠟中的正構(gòu)烷烴的含量，結(jié)果如表1所示。
3、分子篩脫蠟是利用分子篩的選擇吸附性從油品餾分中脫除獲得正構(gòu)烷烴的過程，分子篩脫蠟既是石油產(chǎn)品精制的重要手段，又是液體石蠟的重要生產(chǎn)方法。具體為：將步驟2分餾獲得的輕質(zhì)液體石蠟前體使用脫蠟分子篩進行5A分子篩吸附，其中該分子篩的有效孔徑為0.51nm，球狀顆粒，直徑3～5mm，平均壓碎強度不小于60N/顆。吸附條件為：床層溫度為300～350℃，吸附壓力為0～1.0MPa，篩油質(zhì)量比為8～12，吸附空速為0.2～0.4h-1；之后用脫附劑脫附，其中脫附劑為過熱水蒸氣，脫附溫度為360～380℃，脫附空速為0.2～0.4h-1，得到煤基輕質(zhì)液體石蠟。
用步驟1中的方法檢測煤基輕質(zhì)液體石蠟中輕質(zhì)液體石蠟以及輕質(zhì)液體石蠟中的正構(gòu)烷烴的含量，結(jié)果如表1所示。
表1各階段產(chǎn)品的成分檢測
實施例2、煤炭間接液化油品制備煤基輕質(zhì)液體石蠟
原料與實施例1使用的原料相同，主要進行加氫精制、分餾和脫蠟三個步驟制備煤基輕質(zhì)液體石蠟，具體如下：
1、加氫工藝流程：固定床反應(yīng)器及催化劑的裝填與實施例1相同；將費托合成油品和新鮮氫氣加熱到350～380℃后，從固定床反應(yīng)器的頂部進入；將氫氣、油品物料及催化劑在固定床內(nèi)部充分混合進行加氫反應(yīng)，氫油體積比為300，反應(yīng)溫度控制在260～270℃，反應(yīng)壓力為6MPa，體積空速為1.0～2.4h-1；將催化加氫后的反應(yīng)物經(jīng)油氣分離器分離后獲得油品部分，即為加氫精制的油品，將加氫精制的油品進入后續(xù)的分餾系統(tǒng)。
用NB/SH/T0417-2013方法檢測原料費托合成油品和加氫精制的油品中輕質(zhì)液體石蠟以及輕質(zhì)液體石蠟中的正構(gòu)烷烴的含量，結(jié)果如表2所示。
2、分餾系統(tǒng)：將步驟1得到的加氫精制的油品通入常壓塔進行常壓分餾，常壓塔的理論塔板數(shù)為50～60，塔頂溫度為140～170℃，塔底溫度為320～350℃，壓力為0.15～0.25MPa；常壓塔設(shè)有2條及以上側(cè)線，其中常一線抽出餾程為160～260℃的餾分，對該餾分進行氣相色譜檢測，結(jié)果顯示其富含C10～C13烷烴，該餾分為輕質(zhì)液體石蠟前體。
用步驟1中的方法檢測常一線抽出餾分(即輕質(zhì)液體石蠟前體)中輕質(zhì)液體石蠟以及輕質(zhì)液體石蠟中的正構(gòu)烷烴的含量，結(jié)果如表2所示。
3、分子篩脫蠟。將步驟2分餾獲得的輕質(zhì)液體石蠟前體使用與實施例1相同的脫蠟分子篩進行5A分子篩吸附。其中，吸附條件為：床層溫度為300～350℃，吸附壓力為0～1.0MPa，篩油質(zhì)量比為15～20，吸附空速為0.4～0.6h-1；之后用脫附劑脫附，其中脫附劑為過熱水蒸氣，脫附溫度為360～380℃，脫附空速為0.4～0.6h-1，得到煤基輕質(zhì)液體石蠟。
用步驟1中的方法檢測煤基輕質(zhì)液體石蠟中輕質(zhì)液體石蠟以及輕質(zhì)液體石蠟中的正構(gòu)烷烴的含量，結(jié)果如表2所示。
表2各階段產(chǎn)品的成分檢測
實施例3、煤炭間接液化油品制備煤基輕質(zhì)液體石蠟
原料與實施例1使用的原料相同，主要進行加氫精制、分餾和脫蠟三個步驟制備煤基輕質(zhì)液體石蠟，具體如下：
1、加氫工藝流程：固定床反應(yīng)器及催化劑的裝填與實施例1相同；將費托合成油品和新鮮氫氣加熱到270～325℃后，從固定床反應(yīng)器的頂部進入；將氫氣、油品物料及催化劑在固定床內(nèi)部充分混合進行加氫反應(yīng)，氫油體積比為700，反應(yīng)溫度控制在380～420℃，反應(yīng)壓力為9MPa，體積空速為1.0～2.4h-1；將催化加氫后的反應(yīng)物經(jīng)油氣分離器分離后獲得油品部分，即為加氫精制的油品，將加氫精制的油品進入后續(xù)的分餾系統(tǒng)。
用NB/SH/T0417-2013方法檢測原料費托合成油品和加氫精制的油品中輕質(zhì)液體石蠟以及輕質(zhì)液體石蠟中的正構(gòu)烷烴的含量，結(jié)果如表3所示。
2、分餾系統(tǒng)：將步驟1得到的加氫精制的油品通入常壓塔進行常壓分餾，常壓塔的理論塔板數(shù)為50～60，塔頂溫度為140～170℃，塔底溫度為320～350℃，壓力為0.15～0.25MPa；常壓塔設(shè)有2條及以上側(cè)線，其中常一線抽出餾程為160～260℃的餾分，對該餾分進行氣相色譜檢測，結(jié)果顯示其富含C10～C13烷烴，該餾分為輕質(zhì)液體石蠟前體。
用步驟1中的方法檢測常一線抽出餾分(即輕質(zhì)液體石蠟前體)中輕質(zhì)液體石蠟以及輕質(zhì)液體石蠟中的正構(gòu)烷烴的含量，結(jié)果如表3所示。
3、分子篩脫蠟。將步驟2分餾獲得的輕質(zhì)液體石蠟前體使用與實施例1相同的脫蠟分子篩進行5A分子篩吸附。其中，吸附條件為：床層溫度為300～350℃，吸附壓力為0～1.0MPa，篩油質(zhì)量比為15～20，吸附空速為0.2～0.4h-1；之后用脫附劑脫附，其中脫附劑為過熱水蒸氣，脫附溫度為360～380℃，脫附空速為0.2～0.4h-1，得到煤基輕質(zhì)液體石蠟。
用步驟1中的方法檢測煤基輕質(zhì)液體石蠟中輕質(zhì)液體石蠟以及輕質(zhì)液體石蠟中的正構(gòu)烷烴的含量，結(jié)果如表3所示。
表3各階段產(chǎn)品的成分檢測