酮苯脱蜡装置蜡下油中固态烃的组成研究

2011-09-15宁苏明陶文晟

石油炼制与化工 2011年12期

宁苏明,陶文晟

(中国石化上海高桥分公司,上海200137)

1 前言

减四线、减五线馏分油属于重质馏分油,在酮苯脱蜡过程中容易形成较小的结晶,油蜡分离较为困难,得到的蜡含油量较难满足全精炼的要求(油含量0.8%以内),多年来,这一问题一直困扰着中国石化高桥分公司(高桥石化)高熔点石蜡的生产。据不完全统计,1996—2009年高桥石化3号酮苯脱蜡装置进行了不少于60批次以重质馏分油为原料的试生产,石蜡油含量一般在5%左右,以轻馏分油减二线、减三线为原料,石蜡油含量均在0.8%以下,基本符合一段脱蜡二段脱油工艺“对轻馏分效果好,对重馏分效果差”的客观现实。为了找出蜡中油含量较高的原因,以减二线和减五线蜡下油为研究对象,对其进行油蜡再分离和相应的化学组成分析,以期找出造成蜡中油含量较高的原因,为今后高桥石化利用减四线、减五线馏分油资源,生产高熔点、低油含量石蜡,同时以蜡下油为原料开发高附加值石蜡产品提供理论依据。

2 实验

2.1 原料

减二线蜡下油和减五线蜡下油的性质见表1。由表1可知,减二线、减五线蜡下油凝点低、颜色深,但内含较多的低熔点蜡。

2.2 工艺及操作条件

在以往轻、重馏分油脱蜡脱油工作经验的基础上,确定减二线蜡下油选择发汗脱油工艺,重馏分减五线蜡下油选择酮苯脱蜡脱油工艺,其中发汗和酮苯脱蜡试验分别在高桥石化300 mL发汗器和300 g酮苯脱蜡小型试验装置上完成,发汗和白土精制操作条件见表2,酮苯脱蜡脱油及白土精制操作条件见表3。

表1 减二线、减五线蜡下油性质

表2 发汗和白土精制操作条件

表3 酮苯脱蜡脱油及白土精制操作条件

3 结果与讨论

3.1 蜡下油发汗

减二线蜡下油经发汗脱油和白土精制所得减二线低熔点蜡常规分析数据见表4,采用SH／T 0400和ASTM D2786方法测定减二线低熔点蜡的组成和碳数分布,结果见表5。

表4 减二线低熔点蜡常规分析数据

表5 减二线低熔点蜡组成及碳数分布

由表4和表5可知:①减二线蜡下油经发汗、白土精制后,得到的蜡样熔点和油含量都较低,颜色可达+30号,从组成和碳数分布来看,蜡样的正构烷烃质量分数为72.95%,异构链烷烃质量分数为18.15%,从其化学组成上来说,仍然是以正构烷烃为主。由此,从减二线蜡下油中,分离得到的是低熔点石蜡。②由于该低熔点石蜡碳数主要集中在C21～C23区间,因此,将其进行了热性能评价(差示扫描量热曲线显示),结果表明,蜡样的吸热温度范围窄,仅有 10 ℃,吸热量可达135.8 J／g,相变温度为36℃,峰顶温度为40.73℃,可作为相变材料。由此可见,从轻的蜡下油(减二线馏分油)中可以开发高附加值的相变石蜡产品。

3.2 蜡下油酮苯脱蜡脱油

酮苯脱蜡脱油是在油料中加入酮苯溶剂(甲乙酮、甲苯),使油料的黏度降低,然后冷至低温,再将脱蜡油(含溶剂)与含油蜡(含溶剂)分离,含油蜡还要通过多次加溶剂稀释及升温再过滤的方法才能分出油含量低的蜡。减五线蜡下油酮苯脱蜡脱油试验工艺流程见图1,减五线低熔点蜡常规分析数据见表6,组成及碳数分布见表7。

图1 酮苯脱蜡脱油试验工艺流程

表6 减五线低熔点蜡常规分析数据

由表6和表7可知:①减五线蜡下油经酮苯脱蜡脱油后,蜡样熔点与减二线的蜡样熔点相差不大,都在41℃左右,但减五线低熔点蜡的油含量高、颜色深。②由蜡样的组成及碳数分布可见,减五线低熔点蜡的正构烷烃质量分数为15.16%,异构烷烃质量分数为24.44%(扣除环烷烃和芳烃),环烷烃质量分数为52.60%,芳烃质量分数为7.80%。

蜡下油的试验结果表明:①从轻馏分蜡下油(减二线)得到的蜡化学组成以正构烷烃为主,而从重馏分蜡下油(减五线)得到的蜡化学组成却是以大量的环烷烃和异构烷烃为主,即前者是低熔点石蜡,后者是低熔点微晶蜡。②以重减压馏分油为原料,在酮苯脱蜡装置一段脱蜡、二段脱油生产过程中,这部分含大量固态环烷烃和异构烷烃的一段脱油滤液作为脱蜡进料的一次、二次稀释剂来使用是值得商榷的,因为它们的结晶为细小的针状结晶,易于堵塞滤布,不易过滤(反之固态烃以正构烷烃为主,其结晶较大,为片状或带状,容易过滤)。高桥石化3号酮苯脱蜡装置多次进行减五线试生产的结果也表明,不能得到油质量分数不大于3.0%的石蜡产品(油质量分数一般在5%左右),因此,在重减压馏分油的脱蜡、脱油生产过程中,考虑采用一段脱蜡三段脱油工艺或二段脱蜡二段脱油工艺,避免使用含大量固态环烷烃和异构烷烃的滤液作为脱蜡进料的一次、二次稀释剂来使用。