將費(fèi)托液體和蠟轉(zhuǎn)化成潤(rùn)滑劑基本油料和/或運(yùn)輸燃料的方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】將費(fèi)托液體和蠟轉(zhuǎn)化成潤(rùn)滑劑基本油料和/或運(yùn)輸燃料的方法
[0001]早期國(guó)家申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)要求
[0002]本申請(qǐng)要求2013年9月13日提交的美國(guó)申請(qǐng)N0.14/026，658的優(yōu)先權(quán)。
[0003]背景
[0004]本公開(kāi)內(nèi)容涉及將費(fèi)托液體和蠟轉(zhuǎn)化成潤(rùn)滑劑基本油料和/或運(yùn)輸燃料的方法。
[0005]相關(guān)技術(shù)描述
[0006]已知費(fèi)托合成得到主要包括鏈烷烴和一些烯烴的寬產(chǎn)物混合物。該混合物的各化合物可包含至多200個(gè)碳。通常，碳數(shù)為20-150，平均碳數(shù)為60。也可存在一定量的氧合產(chǎn)物以及痕量含硫或含氮產(chǎn)物或芳族化合物。存在將費(fèi)托(FT)蠟轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量潤(rùn)滑油基本油料，尤其是具有與聚α烯烴相當(dāng)或者更好的特性和性能的基油的顯著經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)。費(fèi)托蠟的提升很大程度上依賴(lài)于以最小的裂化將線性鏈烷烴轉(zhuǎn)變成多支化異鏈烷烴的先進(jìn)蠟異構(gòu)化技術(shù)。它保持了有效將費(fèi)托蠟轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量潤(rùn)滑油基本油料的大挑戰(zhàn)。
[0007]—些費(fèi)托方法得到富含(:5_(:3()烷烴并且還包含顯著量的烯烴和氧合化合物如醇或酸的混合物。這類(lèi)混合物稱(chēng)為“輕費(fèi)托液體”或“LFTL”。輕費(fèi)托液體通常用作用于得到各種石油化學(xué)產(chǎn)品，例如尤其是石油餾分或者柴油燃料的原料。為了使LFTL有用以及適用作柴油燃料的混合油料，通常通過(guò)烯烴的飽和以及通過(guò)借助也稱(chēng)為加氫處理的氫化將氧合化合物轉(zhuǎn)化成水而除去其中包含的烯烴和氧合化合物，所述加氫處理涉及將LFTL在氫氣和催化劑的存在下氫化的方法。
[0008]目前有效的將LFTL加氫處理的方法的特征是產(chǎn)生具有較差冷流性能如高濁點(diǎn)和冷濾點(diǎn)(cold filter plugging point)(CFPP)的最終產(chǎn)物。這些差冷流性能限制了可混入柴油燃料中的產(chǎn)物的量。
[0009]目前，在由生物質(zhì)作為可再生資源合成費(fèi)托化合物方面存在許多興趣。例如，費(fèi)托液體和蠟容易使用生物質(zhì)由費(fèi)托方法得到。
[0010]因此，需要將費(fèi)托液體和蠟轉(zhuǎn)化成潤(rùn)滑劑基本油料和/或運(yùn)輸燃料的改進(jìn)方法。
[0011]概述
[0012]上述需要由將費(fèi)托液體和蠟轉(zhuǎn)化成潤(rùn)滑劑基本油料和/或運(yùn)輸燃料的方法滿足。
[0013]本發(fā)明提供將由生物質(zhì)以及可能其它可再生和不可再生進(jìn)料來(lái)源得到的低價(jià)值中間體費(fèi)托液體和蠟轉(zhuǎn)化成高價(jià)值潤(rùn)滑油基油和運(yùn)輸燃料的工藝構(gòu)型。該工藝構(gòu)型可以為加氫處理和加氫裂化方法和2個(gè)加氫異構(gòu)化方法的組合。可將用于所有4種加氫加工方法的再循環(huán)氣體體系結(jié)合以及將所有或多數(shù)單獨(dú)裝置分餾服務(wù)結(jié)合。
[0014]費(fèi)托蠟在蠟異構(gòu)化方法中通過(guò)將長(zhǎng)鏈蠟質(zhì)鏈烷烴分子異構(gòu)化而加工以產(chǎn)生具有改進(jìn)冷流性能的潤(rùn)滑油基本油料。該材料在分餾段中分離成所需潤(rùn)滑油餾分。在一些材料對(duì)用作所需產(chǎn)物而言太重的情況下，將來(lái)自分餾段的底部餾分送入加氫裂化工藝裝置中以降低材料的沸程。然后可使加氫裂化器流出物再循環(huán)至蠟異構(gòu)化方法中或者直接送入分餾段中。
[0015]本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)在考慮以下詳細(xì)描述、附圖和所附權(quán)利要求書(shū)時(shí)變得更好理解。
[0016]附圖簡(jiǎn)述
[0017]圖為本發(fā)明將費(fèi)托液體和蠟轉(zhuǎn)化成潤(rùn)滑劑基本油料和/或運(yùn)輸燃料的方法的示意性工藝流程圖。
[0018]詳述
[0019]如本文所用，術(shù)語(yǔ)“裝置”可指包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)備件和/或一個(gè)或多個(gè)分區(qū)的區(qū)域。設(shè)備件可包括一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器或反應(yīng)容器、加熱器、交換器、管、栗、壓縮機(jī)、用于分離的容器和控制器。另外，設(shè)備件如反應(yīng)器、干燥器或容器可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)或分區(qū)。
[0020]術(shù)語(yǔ)“下游連通”意指至少一部分流入下游連通對(duì)象中的材料可在操作上來(lái)自它連通的對(duì)象。
[0021 ]術(shù)語(yǔ)“上游連通”意指至少一部分來(lái)自上游連通對(duì)象中的材料可在操作上流入它連通的對(duì)象中。
[0022]術(shù)語(yǔ)“直接連通”意指來(lái)自上游組件的流進(jìn)入下游組件而不經(jīng)歷由于物理分餾或化學(xué)轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致的組成變化。
[0023]術(shù)語(yǔ)“塔”意指蒸餾塔或用于分離一種或多種具有不同揮發(fā)度的組分的塔。
[0024]術(shù)語(yǔ)“經(jīng)”定義為其分子僅由碳和氫組成的有機(jī)化合物。
[0025]術(shù)語(yǔ)“鏈烷烴”和“烷烴”互換使用，并且指由飽和碳鏈確定的烴，其可以為正(直鏈)或支化的，并且由通式CnH2n+2描述，其中η為整數(shù)。鏈烷烴或烷烴基本不含碳-碳雙鍵(C=C) O
[0026]也稱(chēng)為“鏈烯經(jīng)”的術(shù)語(yǔ)“稀經(jīng)”定義為包含至少一個(gè)碳-碳雙鍵并由通式CnH2n描述的烴，其中η為整數(shù)。
[0027]術(shù)語(yǔ)“催化劑”定義為改變化學(xué)反應(yīng)的速度或收率，本身在方法中基本不消耗或化學(xué)改變的物質(zhì)。
[0028]術(shù)語(yǔ)“輕費(fèi)托液體”或縮寫(xiě)“LFTL”定義為包含具有5-50的碳數(shù)的正鏈烷烴的混合物，包含實(shí)質(zhì)部分的C5-C3q烷烴并且還可包含烯烴和氧合化合物的混合物。費(fèi)托合成通常由一系列閃蒸產(chǎn)生液流。一個(gè)該實(shí)例為產(chǎn)生主要在石腦油沸程內(nèi)的料流、中餾分料流和比中餾分更重的通常稱(chēng)為蠟的料流的費(fèi)托合成方法。兩種較輕的料流可稱(chēng)為輕費(fèi)托液體(LFTL)。通常將閃蒸液體汽提以除去輕餾分，例如夾帶的合成氣和C4經(jīng)。
[0029]術(shù)語(yǔ)“加氫處理”通常指將雙鍵飽和和從雜原子化合物中除去雜原子(氧、硫、氮和金屬)。通常，“加氫處理”意指將烴料流用氫氣處理而不對(duì)烴料流中分子的碳骨架做出任何實(shí)質(zhì)性改變，同時(shí)由雜原子化合物中的雜原子相應(yīng)地產(chǎn)生水、硫化氫和氨C=FT液體的氧合組分可包含有機(jī)酸，其將金屬化學(xué)溶于FT合成催化劑中。溶解金屬通過(guò)加氫處理催化劑體系反應(yīng)并沉積到加氫處理催化劑上。
[0030]術(shù)語(yǔ)“異構(gòu)化”意指通常在氫氣的存在下將至少一部分烴轉(zhuǎn)化成更加支化的烴。異構(gòu)化方法的實(shí)例包括將線性鏈烷烴轉(zhuǎn)化成異鏈烷烴。異構(gòu)化的另一實(shí)例包括將單支化鏈烷烴轉(zhuǎn)化成二支化鏈烷烴。
[0031]術(shù)語(yǔ)“加氫裂化”通常指高分子量材料在氫氣的存在下以及通常在催化劑的存在下分解成較低分子量材料。例如，“加氫裂化”意指將烴分裂以形成具有較低分子量的兩種經(jīng)分子。
[0032]當(dāng)用于本公開(kāi)內(nèi)容中時(shí)，術(shù)語(yǔ)“錯(cuò)”指合成烴蠟，并且通常作為來(lái)自費(fèi)托衍生產(chǎn)物的最高沸點(diǎn)餾分或者最高沸點(diǎn)餾分中的一種得到。合成烴蠟最通常在室溫下為固體。就本公開(kāi)內(nèi)容而言，合成烴蠟包括Cm蠟，適當(dāng)?shù)胤悬c(diǎn)通常大于340 °C的C2O-C15q烴質(zhì)化合物，更優(yōu)選費(fèi)托(FT)C2q-C45錯(cuò)。當(dāng)用于本公開(kāi)內(nèi)容中時(shí)，術(shù)語(yǔ)“石腦油”指骨架中具有(:4-&2碳原子的液體產(chǎn)物且具有通常低于柴油的沸程，但其中沸程的上端可與柴油的初始沸點(diǎn)重疊。
[0033]術(shù)語(yǔ)“噴射燃料”為至少一部分在噴射燃料沸程內(nèi)沸騰的任何烴餾分。噴射燃料范圍包括在120-290°C(250-550°F)范圍內(nèi)，優(yōu)選在120-260°C(250-500°F)范圍內(nèi)沸騰的C6-C16烴。在這類(lèi)其它烴容許噴射燃料滿足所需噴射燃料規(guī)格的程度上，噴射燃料可包含在噴射燃料沸程以上或以下的經(jīng)。一種示例噴射燃料為JP-8，由U.S.mi I i tary指定并廣泛使用的煤油基燃料。它由MIL-DTL-83133指定，并類(lèi)似于商業(yè)航空J(rèn)et-A或Jet-Al。另一示例噴射燃料為ASTM 7566中指定的合成鏈烷烴煤油或“SPK”。
[0034]術(shù)語(yǔ)“柴油燃料”定義為滿足規(guī)格如ASTM規(guī)格D975中所述那些的產(chǎn)品，并且指主要包含C9-C24烴且具有在10 %回收點(diǎn)下160 °C (320 °F)且在ASTM D8690 %回收點(diǎn)下340 °C (644°F)的ASTM D86蒸餾溫度的石油餾分。柴油燃料的另一實(shí)例為滿足關(guān)于柴油燃料的歐盟規(guī)范或者其它政府規(guī)范，通常包括指定閃點(diǎn)、ASTM D86T90 %至T95 %點(diǎn)、十六烷值、十六烷指數(shù)和關(guān)于制備用于柴油機(jī)的替代燃料的其它性能的產(chǎn)品。
[0035]術(shù)語(yǔ)“煤油”指在85 °C (185 °F)至332 °C (630 °F)的范圍內(nèi)沸騰的(:6-(:16烴。
[0036]術(shù)語(yǔ)“潤(rùn)滑劑基本油料”或“潤(rùn)滑油基本油料”根據(jù)American PetroleumInstitute定義，其將基本油料定義為“通過(guò)單個(gè)廠商根據(jù)相同規(guī)格(不管進(jìn)料來(lái)源或廠商的位置)生產(chǎn);滿足相同的廠商規(guī)格;且由獨(dú)特的式、產(chǎn)品識(shí)別號(hào)或者二者確定”的潤(rùn)滑劑組分?；投x為“API許可油中使用的基本油料或基本油料混合物”。盡管提及它們用于其它應(yīng)用，API基本油料應(yīng)用主要適用于發(fā)動(dòng)機(jī)油中所用的組分。取決于衍生出它們的原油類(lèi)型，基本油料分成兩個(gè)寬泛的類(lèi)型:環(huán)烷烴型和鏈烷烴型。鏈烷烴原油包含蠟，主要包含具有高熔點(diǎn)的正鏈烷烴和異鏈烷烴。潤(rùn)滑劑基本油料的一個(gè)非限定性實(shí)例包括具有在100°C下1-20厘沲(CSt)的運(yùn)動(dòng)粘度的C20-C45正鏈烷烴和異鏈烷烴蠟。
[0037]轉(zhuǎn)向附圖，描述根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施方案將費(fèi)托蠟和液體轉(zhuǎn)化成潤(rùn)滑劑基本油料和/或運(yùn)輸燃料的示意性工藝流程圖。如圖中所示，提供費(fèi)托蠟20和液體60。費(fèi)托蠟20和液體60可