專利名稱：：由費－托法得到的鏈烷烴的蒸餾方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及蒸餾，更確切地說，本發(fā)明涉及蒸餾鏈烷烴，尤其是費-托法得到的鏈烷烴的方法。本發(fā)明提供了一種蒸餾鏈烷烴的方法，該方法包括向蒸餾塔中通入由費-托法得到的包含重質鏈烷烴，和/或者含有輕質和/或中質鏈烷烴的原料；操作蒸餾塔使之生產出可使用的蠟產品；從蒸餾塔中抽出含有可使用的蠟產品的一股塔頂餾分和一股塔底餾分，以及至少一股含有可使用的蠟產品的側流餾分?？墒褂玫南灝a品是由費-托法得到的。費-托法得到的蠟產品通常必須滿足幾項嚴格的性能或性質指標。這些性能或性質中較為重要的是凍凝點，不同溫度下的軟化點(通過針入度測定)，油含量(通過蠟產品在甲乙酮(MEK)或甲基異丁基酮(MIBK)中的溶解性測定)，以及烯烴含量(用溴指數測定)。較為重要的還有DSC(差式掃描量熱法)曲線(它們是蠟的“指紋”曲線，反映了吸收的能量與溫度的關系)和GPC(凝膠滲透色譜)數據，GPC數據測量的是分子量以及蠟中的重質尾部餾分和輕質餾分。蠟產品“可使用”是指蠟產品是非熱降解的，同時還要滿足前面提到的一些或大多數嚴格的性能或性質指標?！坝少M-托法得到的”鏈烷烴原料是指在鐵基、鈷基，或鐵鈷基費-托催化劑的存在下，將包含一氧化碳(CO)和氫氣(H2)的合成氣在費-托反應條件下反應得到的鏈烷烴產品。在使用費-托法得到的反應產物作為本方法的原料之前，可非必須地對其進行加氫處理。這種加氫處理可通過已知方式，在較高溫度和壓力下，在加氫催化劑的存在下，將費-托反應產物與氫氣接觸。費-托法得到的蠟產品是獨特的，原因在于它們主要是寬沸程的正構烷烴，一些異構體、烯烴、氧化物以及其它官能團也可能存在。費-托蠟中高含量的正構烷烴使之能夠符合前面提到的嚴格的指標。即使是少于2％的最溫和的熱降解也會導致異構體和烯烴含量的增加而立刻使蠟產品變得不可使用。費-托反應條件包括采用180-300℃，特別是210-260℃的相對較低的反應溫度，這樣就可以進行所謂的低溫費-托合成。費-托反應一般是在固定床或漿料床反應器中進行。除了重質鏈烷烴以外，原料中還可以包含輕質和中質鏈烷烴。這樣的原料具有表1所示的實沸點曲線。表1典型的費-托法原料的實沸點(TBP)曲線該原料一般含有C3+-C220+的烴分子。碳數范圍在C35-，C10-C80，和C15-C220或更高的產物分別被認為是輕質、中質和重質烴類。操作蒸餾塔可以生產出石蠟(C23-)，中質蠟(C20-C38)，以及硬蠟(C30+)或其組合。這樣，所有的蠟產品都是如前面所定義的可使用的蠟產品。但是，最好從蒸餾塔中抽出多股側流餾分，每股側流餾分含有一個中質蠟組分和/或一個硬蠟組分，和/或者一個石蠟組分。蒸餾塔最好在減壓條件下操作。與常壓操作相比，減壓操作可使正構鏈烷烴在較低溫度下沸騰。即使沒有消除熱降解，較低的溫度也會減少原料和產品的熱降解。蒸餾塔的操作條件是壓力為1-12mbar(a)，典型的是8-10mbar(a)。塔底集液槽溫度可以是190℃-350℃，典型的是295℃-350℃。操作方法包括將汽提蒸汽通入蒸餾塔中，以調節(jié)原料中不同組分的相對揮發(fā)性。該方法還可以包括從汽提段通入一股或多股側流餾分。預計蒸汽汽提可以用來調節(jié)前期餾分的揮發(fā)性，因而有助于提高產品質量。蒸餾塔要有合適的內部結構。所說的內部結構可以包含塔盤或填料作為蒸餾介質。然而，對減壓蒸餾裝置來說，在所要求的理論級上的壓降應減至最小，以防止或避免被蒸餾物的熱降解。另外，對于蒸餾塔內相同的理論級數和相同的氣/液流量，填料一般比塔盤產生更低的壓降。根據《蒸餾設計》(HenryZ.Kister，McGrawHill，1992，此后稱為’Kister’)，一個有10個理論級，且塔頂壓力為2.5psi(約70mbar)的減壓蒸餾塔，如果安裝了塔盤，則塔底壓力為1psi(約175mbar)；如果使用了填料，則塔底壓力為1.4psi(約100mbar)。因此優(yōu)選填料作為蒸餾介質。所說填料可以是無規(guī)或散裝填料，例如，根據Kister，是無規(guī)則或散堆填充到塔內的具有特定幾何形狀的填料散片；可以是規(guī)整或系統(tǒng)排列的填料，例如，根據Kister，卷曲帶有這種填料段的金屬絲網層或波紋片，然后將其填充到塔內；也可以是柵板填料，例如，根據Kister，可以是規(guī)則排列的填料，但是有開放的晶格結構，而不是金屬絲網或波紋片的形式。優(yōu)選的內部排列包括結構規(guī)整的填料，與前面描述的其它填料相比，這種填料在效率、容量和壓降方面具有良好的平衡。結構規(guī)整的填料的表面積(平方米)與體積(立方米)的比值可以是125∶1-750∶1，例如，250∶1，350∶1或500∶1，或其它任何中間值。如前所述，可以提供多股側流餾分，每股側流餾分和塔頂餾分及塔底餾分在蒸餾塔上都設有出料點或出料區(qū)，蒸餾塔內提供多個蒸餾段，每一段位于兩個出料點或出料區(qū)之間。每個蒸餾段都可以包含所述規(guī)整填料。這種填料和塔的內部設置在確保分離效果的同時產生較低的壓降并減少了物料夾帶。這種較低的壓降比塔內采用不同內部設置而產生較高壓降的情況允許增加更多的側流餾分出料口和理論級數。一般來說，每個床層的填料有5個理論級，每個床層都有填料和內部設置，同時每個床層都位于塔頂餾分、側流餾分和塔底餾分的出料點之間。不同床層和塔板上的填料可以有相同的面積體積比，或者說，至少一些床層和/或塔板上的填料有不同的面積體積比。內部設置縮短了在蒸餾塔內的停留時間，因而減少了產物的熱裂解。所以，本發(fā)明方法采用了多股側流餾分來分離蠟組分，在側流餾分的出料點之間設有分離塔板。冷卻塔底餾分，并將冷卻后的塔底產物中的一小部分，一般少于10％(體積)，循環(huán)回塔底集液槽以急冷該集液槽組分，這樣做可以減少熱降解的發(fā)生。這種做法對塔底產品的輕質餾分、塔側流的重質尾部餾分或緊鄰塔底產品上方的餾分不會有明顯影響，也就是說，還可以滿足前面提到的嚴格指標。通過本發(fā)明方法，費-托法得到的原料就被分餾成具有特殊性能或性質的產品餾分。所述性能之一是凍凝點，可以用來控制蒸餾塔的操作。但是，其它特殊性能，如在甲乙酮(MEK)和/或甲基-異丁酮(MIBK)中的溶解性(也稱為油含量)，特定溫度下的針入度，一般是25℃-60℃，碳數分布等等，也可代替或補充凍凝點來控制蒸餾塔的操作。側流餾分的數量是由產品和副產品的期望純度決定的。除了要限制塔內累積壓降以外，理論上對側流產品出料口的最大數量沒有限制。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的獨特方法，可以將費-托原料在一個有一股或多股側流餾分的蒸餾塔內蒸餾出可使用的蠟產品。降低內部壓降、采用汽提蒸汽和/或用冷卻的塔底產物急冷塔底集液槽中組分的辦法避免或減少了可使用的蠟產品的熱降解。下面結合非限定性的實例和附圖對本發(fā)明進行描述。圖中，標號10是以簡化的流程圖的形式示意本發(fā)明蒸餾鏈烷烴的方法。圖中，標號10示意本發(fā)明蒸餾費托法得到的輕質、中質和重質鏈烷烴的方法。過程10包括一個蒸餾塔12，它有六個垂直錯列的填料段14、16、18、20、22和24。每個填料段包含高效規(guī)整填料和附屬內件，如具有如下面積(m2)與體積(m3)比的規(guī)整填料125∶1，250∶1，350∶1，500∶1或700∶1，或任何合適的中間值。進料管線26通入蒸餾塔12的底部，同樣，汽提蒸汽進料管線28也通入塔底。輕質烴油(C20-)進料管線30、中質烴油(C10-C40)進料管線32和重質烴油(C15-C220+)進料管線34共同匯入進料管線26。進料管線26和汽提蒸汽進料管線28從最低的填料段14的下方進入蒸餾塔。塔底出料管線36從塔12底部引出。側流餾分管線38從塔的填料段14、16之間引出，通入汽提塔40，汽提管線42通入塔40的底部。塔40有一個裝有篩板塔盤的填料段位44。產品管線46從塔40底部引出，回料管線48從塔40頂部引出，從填料塔板16、18之間返回塔12。側流餾分抽出管線50從蒸餾塔的填料段16、18之間引出，通入汽提塔52，汽提塔52有一個裝有篩板塔盤的填料段位54。產品抽出管線56從塔52底部引出，回料管線58從塔52頂部引出，從填料塔板18、20之間返回蒸餾塔12。側流餾分抽出管線60從蒸餾塔12的填料段18、20之間引出，通入汽提塔62的頂部，汽提塔62有一個裝有篩板塔盤的填料塔板64。產品抽出管線66從塔62底部引出，回料管線68從塔62頂部引出，從填料塔板20、22之間返回蒸餾塔12。側流餾分抽出管線70從蒸餾塔12的填料段20、22之間引出，通入汽提塔72，汽提塔72有一個裝有篩板塔盤的填料塔板74。產品抽出管線76從塔72底部引出，回料管線78從塔72頂部引出，從填料塔板22、24之間返回蒸餾塔12。側流餾分/產品抽出管線80從蒸餾塔的填料段22、24之間引出，同時回流管線82從填料段24上方返回蒸餾塔12。塔頂餾分抽出線管84從塔頂部引出。應用中，費-托法得到的輕質、中質和重質烴原料經管線26進入蒸餾塔12的底部。蒸餾塔12一般在8-19mbar(a)和塔底集液槽溫度約295-300℃下操作?？墒褂玫南灝a品，例如，中質蠟(C20-C38)和硬蠟(C30+)在蒸餾塔12中生產出來。從管線36、46、56、66、76、80和84抽出的產品一般分別含有C35+、C25-C40、C20-C30、C19-C23、C18-C20、C17-和C5-組分。汽提管線86通入這些汽提塔52、62、72的塔底。以下非限制性實施例用來模擬過程10實施例1經管線26進入蒸餾塔12的原料包含輕質烴油(稱為冷凝液，CC)，中質烴油(稱為熱凝液，HC)和重質烴油(稱為反應器蠟，RW)。所有的烴油都是通過費-托法得到的。這樣，原料中的每一個組分都是固定床反應器費托過程得到的產品和漿料床費托過程得到的產品的混合物。在該實施例中，混合比(以質量為基準)為CC＝28.8％HC＝17.2％RW＝54.0％從蒸餾塔12引出的側流餾分的數目由期望得到的產品或副產品的純度決定。對產品側流餾分的最大數目沒有限制，但是對內件的累積壓降必須限制，如果不進行限制，能量損失和熱裂解會使該方法在技術上和/或經濟上變得不可行。下面的表2表明了生產出的物流產品以及期望的凍凝點范圍(CP)和得到的典型的凍凝點值。表2以原料的重量百分數表示，上述餾分的產率大約為塔頂餾分84＝1.0％側流餾分80＝27.6％側流餾分76＝5.8％側流餾分66＝4.5％側流餾分56＝6.9％側流餾分46＝11.4％塔底餾分36＝42.8％蒸餾塔12在頂壓為5mbar(a)的條件下操作，使用一個三級蒸汽噴射泵用于維持真空系統(tǒng)。在6個規(guī)整填料床上得到的壓降為25mbar。每個填料床都包含商標為Mellapak250Y的填料，可以從Sulzer化學技術公司(POBox65，CH-8404，Winterthur，Switzerland)得到。一些側流餾分帶有如圖所表示的側流汽提塔。低壓蒸汽(2.4barg)從主分離器和側流汽提塔的底部注入，以提高分離效果。實施例2經管線26進入蒸餾塔12的原料組成如下RW＝79重％HC＝21重％得到的產品見表3。表3<p>表3(續(xù))分析單位測試方法中質蠟1+2混合硬蠟指標典型值指標典型值凍凝點℃ASTM93856-605796-10097濁點℃SASOL72最大值62--針入度25℃40℃65℃0.1mm0.1mm0.1mmASTMD1321ASTMD1321ASTMD132124-32120-130-26128-1最大值-25最大值＜1-20MEK溶解性重％ASTMD7213.2-4.24.0--MIBK溶解性重％ASTMD721--1.5最大值0.8賽波特色度(ASTM)-ASTMD156+10最小值+20+15最小值+17溴指數gBr/100gSASOL1最大值0.51最大值＜0.1DSC分析熔點范圍最大值熔化熱℃℃J/gSASOL3-7/58-6353-56180-1896/605418819-22/111-11476-78/100-102228-23721/11277/101232GPC分析MnMwMzPdDaltonsDaltonsDaltonsDaltonsSASOL351-379363-391370-3981.0-1.13653653721.0636-664799-8271120-11481.2最大值65081311341.1ASTMD2887數據IBP5％50％95％FBP℃℃℃℃℃ASTMD2887-345-365-485-505--356412490--465-485----475636819-碳數分布范圍峰值＞C17異構烷烴C數C數重％重％SASOL---8最大值19-40--5.9---4最大值30-220--3.2</table></tables>產率(重％)C5-氣體＝0.1調和油中質蠟1＝12.7C17鏈烷烴＝5.1調和油中質蠟2＝12.7蠟油＝11.8硬蠟＝57.6塔底集液槽溫度為300℃，塔頂壓力為5mbar(a)。在6個Mellapak250Y填料床的壓降為15mbar(a)。所有的蠟產品都符合費托產品的嚴格的指標，因而是可使用的，如上表3所示。實施例3經管線26進入蒸餾塔12的原料組成如下HC＝21重％RW＝79重％所得產品見表4。表4表4(續(xù))產率(重％)C5氣體＝0.1調和油中質蠟1＝14.2C17鏈烷烴＝5.1調和油中質蠟2＝14.2蠟油＝11.8中質蠟3＝9.3硬蠟＝45.3塔底集液槽的溫度為330℃，塔頂壓力為5mbar(a)。在6個Mellapak250Y填料床的壓降為15mbar(a)。所有的蠟產品都符合費-托產品的嚴格指標，因而是可使用的，如上表4所示。過程10可以允許輕質、中質和重質費-托法得到的原料通過一個有多股產品側流餾分的蒸餾塔蒸餾為通?？墒褂玫漠a品。在此之前這還是不可能的，因為蒸餾塔中使用的傳統(tǒng)填料會產生較高壓降。所生產的蠟產品都是可使用的蠟產品。過程10可廣泛用于生產窄餾分產品，并且具有實際的靈活性。權利要求1.一種蒸餾鏈烷烴的方法，該方法包括向蒸餾塔中通入由費-托法得到的包含重質鏈烷烴，和/或者含有輕質和/或中質鏈烷烴的原料；操作蒸餾塔使之生產出可使用的蠟產品；從蒸餾塔中抽出含有可使用的蠟產品的一股塔頂餾分和一股塔底餾分，以及至少一股含有可使用的蠟產品的側流餾分。2.根據權利要求1的方法，其中所述費-托法得到的鏈烷烴原料包括，除了碳數大于等于C15的重質鏈烷烴外，還包括碳數范圍在C10-C80的中質鏈烷烴，以及碳數小于等于C35的輕質鏈烷烴。3.根據權利要求2的方法，其中操作蒸餾塔可以生產出可使用的蠟產品，該蠟產品包括烴分子碳數大于等于C30的硬蠟，烴分子碳數為C20-C38的中質蠟，以及烴分子碳數小于等于C23的石蠟。4.根據權利要求1-3中的任意一種方法，其中蒸餾塔在減壓下操作。5.根據權利要求4的方法，其中蒸餾塔有一個集液槽，蒸餾塔的操作壓力為1-12兆巴，塔底集液槽溫度為190℃-350℃，塔底餾分從集液槽中抽出。6.根據權利要求5的方法，該方法還包括冷卻塔底餾分，并將不超過其體積10％的餾分循環(huán)回集液槽作為急冷油。7.根據權利要求1-6中的任意一種方法，該方法還包括將汽提蒸汽通入蒸餾塔以調節(jié)原料中各組分的相對揮發(fā)性。8.根據權利要求1-7中的任意一種方法，其中蒸餾塔中含有結構規(guī)整的填料作為蒸餾介質，規(guī)整填料的表面積(m2)與體積(m3)的比值為125∶1-750∶1。9.根據權利要求8的方法，其中蒸餾塔有多股側流餾分，每股側流餾分和塔頂餾分及塔底餾分在蒸餾塔上都設有出料點或出料區(qū)，蒸餾塔內有多個蒸餾段，每一段位于兩個物流的出料點或出料區(qū)之間，每個蒸餾段都包含規(guī)整填料。10.根據權利要求9的方法，其中不同蒸餾段的規(guī)整填料具有相同的表面積與體積比。11.根據權利要求9的方法，其中至少部分蒸餾段的規(guī)整填料具有不同的表面積與體積比。全文摘要一種蒸餾鏈烷烴的方法,該方法包括向蒸餾塔中通入由費－托法得到的包含重質鏈烷烴,和/或含有輕質和/或中質鏈烷烴的原料,操作蒸餾塔使之生產出可使用的蠟產品,從蒸餾塔中抽出一股塔頂餾分和一股塔底餾分,以及至少一股側流餾分。得到的所有蠟產品都是可使用的蠟產品。文檔編號C10G2/00GK1275155SQ99801405公開日2000年11月29日申請日期1999年8月19日優(yōu)先權日1998年8月21日發(fā)明者安東尼·約翰·奧利維爾,費迪南德·里克特,查爾斯·達奇蒂,阿什溫·拉姆達斯,弗農·杰里梅·亞當斯,維諾森·穆德里,羅伊·亞歷山大·考爾德,馬里奧·羅扎申請人:舒曼-薩索爾(南非)(控股)有限公司,祖爾策化學技術有限公司