酮苯脫蠟裝置蠟下油中固態烴的組成研究

2011-09-15 06:30:00寧蘇明陶文晟

石油煉制與化工 2011年12期

寧蘇明,陶文晟

(中國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餾分油,在酮苯脫蠟過程中容易形成較小的結晶,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),多年來,這一問題一直困擾著中國石化高橋分公司(高橋石化)高熔點石蠟的生產。據不完全統計,1996—2009年高橋石化3號酮苯脫蠟裝置進行了不少于60批次以重質餾分油為原料的試生產,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“對輕餾分效果好,對重餾分效果差”的客觀現實。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象,對其進行油蠟再分離和相應的化學組成分析,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,生產高熔點、低油含量石蠟,同時以蠟下油為原料開發高附加值石蠟產品提供理論依據。

2 實驗

2.1 原料

減二線蠟下油和減五線蠟下油的性質見表1。由表1可知,減二線、減五線蠟下油凝點低、顏色深,但內含較多的低熔點蠟。

2.2 工藝及操作條件

在以往輕、重餾分油脫蠟脫油工作經驗的基礎上,確定減二線蠟下油選擇發汗脫油工藝,重餾分減五線蠟下油選擇酮苯脫蠟脫油工藝,其中發汗和酮苯脫蠟試驗分別在高橋石化300 mL發汗器和300 g酮苯脫蠟小型試驗裝置上完成,發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

表2 發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 結果與討論

3.1 蠟下油發汗

減二線蠟下油經發汗脫油和白土精制所得減二線低熔點蠟常規分析數據見表4,采用SH／T 0400和ASTM D2786方法測定減二線低熔點蠟的組成和碳數分布,結果見表5。

表4 減二線低熔點蠟常規分析數據

表5 減二線低熔點蠟組成及碳數分布

由表4和表5可知:①減二線蠟下油經發汗、白土精制后,得到的蠟樣熔點和油含量都較低,顏色可達+30號,從組成和碳數分布來看,蠟樣的正構烷烴質量分數為72.95%,異構鏈烷烴質量分數為18.15%,從其化學組成上來說,仍然是以正構烷烴為主。由此,從減二線蠟下油中,分離得到的是低熔點石蠟。②由于該低熔點石蠟碳數主要集中在C21～C23區間,因此,將其進行了熱性能評價(差示掃描量熱曲線顯示),結果表明,蠟樣的吸熱溫度范圍窄,僅有 10 ℃,吸熱量可達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)中可以開發高附加值的相變石蠟產品。

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工藝流程見圖1,減五線低熔點蠟常規分析數據見表6,組成及碳數分布見表7。

圖1 酮苯脫蠟脫油試驗工藝流程

表6 減五線低熔點蠟常規分析數據

由表6和表7可知:①減五線蠟下油經酮苯脫蠟脫油后,蠟樣熔點與減二線的蠟樣熔點相差不大,都在41℃左右,但減五線低熔點蠟的油含量高、顏色深。②由蠟樣的組成及碳數分布可見,減五線低熔點蠟的正構烷烴質量分數為15.16%,異構烷烴質量分數為24.44%(扣除環烷烴和芳烴),環烷烴質量分數為52.60%,芳烴質量分數為7.80%。

蠟下油的試驗結果表明:①從輕餾分蠟下油(減二線)得到的蠟化學組成以正構烷烴為主,而從重餾分蠟下油(減五線)得到的蠟化學組成卻是以大量的環烷烴和異構烷烴為主,即前者是低熔點石蠟,后者是低熔點微晶蠟。②以重減壓餾分油為原料,在酮苯脫蠟裝置一段脫蠟、二段脫油生產過程中,這部分含大量固態環烷烴和異構烷烴的一段脫油濾液作為脫蠟進料的一次、二次稀釋劑來使用是值得商榷的,因為它們的結晶為細小的針狀結晶,易于堵塞濾布,不易過濾(反之固態烴以正構烷烴為主,其結晶較大,為片狀或帶狀,容易過濾)。高橋石化3號酮苯脫蠟裝置多次進行減五線試生產的結果也表明,不能得到油質量分數不大于3.0%的石蠟產品(油質量分數一般在5%左右),因此,在重減壓餾分油的脫蠟、脫油生產過程中,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環烷烴和異構烷烴的濾液作為脫蠟進料的一次、二次稀釋劑來使用。