專利名稱：：由費(fèi)－托法得到的鏈烷烴的蒸餾方法
技術(shù)領(lǐng)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(fèi)-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(fèi)-托法得到的包含重質(zhì)鏈烷烴，和/或者含有輕質(zhì)和/或中質(zhì)鏈烷烴的原料；操作蒸餾塔使之生產(chǎn)出可使用的蠟產(chǎn)品；從蒸餾塔中抽出含有可使用的蠟產(chǎn)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(chǎn)品的側(cè)流餾分?？墒褂玫南灝a(chǎn)品是由費(fèi)-托法得到的。費(fèi)-托法得到的蠟產(chǎn)品通常必須滿足幾項(xiàng)嚴(yán)格的性能或性質(zhì)指標(biāo)。這些性能或性質(zhì)中較為重要的是凍凝點(diǎn)，不同溫度下的軟化點(diǎn)(通過針入度測(cè)定)，油含量(通過蠟產(chǎn)品在甲乙酮(MEK)或甲基異丁基酮(MIBK)中的溶解性測(cè)定)，以及烯烴含量(用溴指數(shù)測(cè)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(guān)系)和GPC(凝膠滲透色譜)數(shù)據(jù)，GPC數(shù)據(jù)測(cè)量的是分子量以及蠟中的重質(zhì)尾部餾分和輕質(zhì)餾分。蠟產(chǎn)品“可使用”是指蠟產(chǎn)品是非熱降解的，同時(shí)還要滿足前面提到的一些或大多數(shù)嚴(yán)格的性能或性質(zhì)指標(biāo)?！坝少M(fèi)-托法得到的”鏈烷烴原料是指在鐵基、鈷基，或鐵鈷基費(fèi)-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(fèi)-托反應(yīng)條件下反應(yīng)得到的鏈烷烴產(chǎn)品。在使用費(fèi)-托法得到的反應(yīng)產(chǎn)物作為本方法的原料之前，可非必須地對(duì)其進(jìn)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(fèi)-托反應(yīng)產(chǎn)物與氫氣接觸。費(fèi)-托法得到的蠟產(chǎn)品是獨(dú)特的，原因在于它們主要是寬沸程的正構(gòu)烷烴，一些異構(gòu)體、烯烴、氧化物以及其它官能團(tuán)也可能存在。費(fèi)-托蠟中高含量的正構(gòu)烷烴使之能夠符合前面提到的嚴(yán)格的指標(biāo)。即使是少于2％的最溫和的熱降解也會(huì)導(dǎo)致異構(gòu)體和烯烴含量的增加而立刻使蠟產(chǎn)品變得不可使用。費(fèi)-托反應(yīng)條件包括采用180-300℃，特別是210-260℃的相對(duì)較低的反應(yīng)溫度，這樣就可以進(jìn)行所謂的低溫費(fèi)-托合成。費(fèi)-托反應(yīng)一般是在固定床或漿料床反應(yīng)器中進(jìn)行。除了重質(zhì)鏈烷烴以外，原料中還可以包含輕質(zhì)和中質(zhì)鏈烷烴。這樣的原料具有表1所示的實(shí)沸點(diǎn)曲線。表1典型的費(fèi)-托法原料的實(shí)沸點(diǎn)(TBP)曲線該原料一般含有C3+-C220+的烴分子。碳數(shù)范圍在C35-，C10-C80，和C15-C220或更高的產(chǎn)物分別被認(rèn)為是輕質(zhì)、中質(zhì)和重質(zhì)烴類。操作蒸餾塔可以生產(chǎn)出石蠟(C23-)，中質(zhì)蠟(C20-C38)，以及硬蠟(C30+)或其組合。這樣，所有的蠟產(chǎn)品都是如前面所定義的可使用的蠟產(chǎn)品。但是，最好從蒸餾塔中抽出多股側(cè)流餾分，每股側(cè)流餾分含有一個(gè)中質(zhì)蠟組分和/或一個(gè)硬蠟組分，和/或者一個(gè)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(gòu)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(huì)減少原料和產(chǎn)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(diào)節(jié)原料中不同組分的相對(duì)揮發(fā)性。該方法還可以包括從汽提段通入一股或多股側(cè)流餾分。預(yù)計(jì)蒸汽汽提可以用來調(diào)節(jié)前期餾分的揮發(fā)性，因而有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量。蒸餾塔要有合適的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。所說的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以包含塔盤或填料作為蒸餾介質(zhì)。然而，對(duì)減壓蒸餾裝置來說，在所要求的理論級(jí)上的壓降應(yīng)減至最小，以防止或避免被蒸餾物的熱降解。另外，對(duì)于蒸餾塔內(nèi)相同的理論級(jí)數(shù)和相同的氣/液流量，填料一般比塔盤產(chǎn)生更低的壓降。根據(jù)《蒸餾設(shè)計(jì)》(HenryZ.Kister，McGrawHill，1992，此后稱為’Kister’)，一個(gè)有10個(gè)理論級(jí)，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(zhì)。所說填料可以是無規(guī)或散裝填料，例如，根據(jù)Kister，是無規(guī)則或散堆填充到塔內(nèi)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(jù)Kister，卷曲帶有這種填料段的金屬絲網(wǎng)層或波紋片，然后將其填充到塔內(nèi)；也可以是柵板填料，例如，根據(jù)Kister，可以是規(guī)則排列的填料，但是有開放的晶格結(jié)構(gòu)，而不是金屬絲網(wǎng)或波紋片的形式。優(yōu)選的內(nèi)部排列包括結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(cè)流餾分，每股側(cè)流餾分和塔頂餾分及塔底餾分在蒸餾塔上都設(shè)有出料點(diǎn)或出料區(qū)，蒸餾塔內(nèi)提供多個(gè)蒸餾段，每一段位于兩個(gè)出料點(diǎn)或出料區(qū)之間。每個(gè)蒸餾段都可以包含所述規(guī)整填料。這種填料和塔的內(nèi)部設(shè)置在確保分離效果的同時(shí)產(chǎn)生較低的壓降并減少了物料夾帶。這種較低的壓降比塔內(nèi)采用不同內(nèi)部設(shè)置而產(chǎn)生較高壓降的情況允許增加更多的側(cè)流餾分出料口和理論級(jí)數(shù)。一般來說，每個(gè)床層的填料有5個(gè)理論級(jí)，每個(gè)床層都有填料和內(nèi)部設(shè)置，同時(shí)每個(gè)床層都位于塔頂餾分、側(cè)流餾分和塔底餾分的出料點(diǎn)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(nèi)部設(shè)置縮短了在蒸餾塔內(nèi)的停留時(shí)間，因而減少了產(chǎn)物的熱裂解。所以，本發(fā)明方法采用了多股側(cè)流餾分來分離蠟組分，在側(cè)流餾分的出料點(diǎn)之間設(shè)有分離塔板。冷卻塔底餾分，并將冷卻后的塔底產(chǎn)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(duì)塔底產(chǎn)品的輕質(zhì)餾分、塔側(cè)流的重質(zhì)尾部餾分或緊鄰塔底產(chǎn)品上方的餾分不會(huì)有明顯影響，也就是說，還可以滿足前面提到的嚴(yán)格指標(biāo)。通過本發(fā)明方法，費(fèi)-托法得到的原料就被分餾成具有特殊性能或性質(zhì)的產(chǎn)品餾分。所述性能之一是凍凝點(diǎn)，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(shù)分布等等，也可代替或補(bǔ)充凍凝點(diǎn)來控制蒸餾塔的操作。側(cè)流餾分的數(shù)量是由產(chǎn)品和副產(chǎn)品的期望純度決定的。除了要限制塔內(nèi)累積壓降以外，理論上對(duì)側(cè)流產(chǎn)品出料口的最大數(shù)量沒有限制。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的獨(dú)特方法，可以將費(fèi)-托原料在一個(gè)有一股或多股側(cè)流餾分的蒸餾塔內(nèi)蒸餾出可使用的蠟產(chǎn)品。降低內(nèi)部壓降、采用汽提蒸汽和/或用冷卻的塔底產(chǎn)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(chǎn)品的熱降解。下面結(jié)合非限定性的實(shí)例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。圖中，標(biāo)號(hào)10是以簡(jiǎn)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(biāo)號(hào)10示意本發(fā)明蒸餾費(fèi)托法得到的輕質(zhì)、中質(zhì)和重質(zhì)鏈烷烴的方法。過程10包括一個(gè)蒸餾塔12，它有六個(gè)垂直錯(cuò)列的填料段14、16、18、20、22和24。每個(gè)填料段包含高效規(guī)整填料和附屬內(nèi)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(jìn)料管線26通入蒸餾塔12的底部，同樣，汽提蒸汽進(jìn)料管線28也通入塔底。輕質(zhì)烴油(C20-)進(jìn)料管線30、中質(zhì)烴油(C10-C40)進(jìn)料管線32和重質(zhì)烴油(C15-C220+)進(jìn)料管線34共同匯入進(jìn)料管線26。進(jìn)料管線26和汽提蒸汽進(jìn)料管線28從最低的填料段14的下方進(jìn)入蒸餾塔。塔底出料管線36從塔12底部引出。側(cè)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(gè)裝有篩板塔盤的填料段位44。產(chǎn)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(cè)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(gè)裝有篩板塔盤的填料段位54。產(chǎn)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(cè)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(gè)裝有篩板塔盤的填料塔板64。產(chǎn)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(cè)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(gè)裝有篩板塔盤的填料塔板74。產(chǎn)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(cè)流餾分/產(chǎn)品抽出管線80從蒸餾塔的填料段22、24之間引出，同時(shí)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(yīng)用中，費(fèi)-托法得到的輕質(zhì)、中質(zhì)和重質(zhì)烴原料經(jīng)管線26進(jìn)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。可使用的蠟產(chǎn)品，例如，中質(zhì)蠟(C20-C38)和硬蠟(C30+)在蒸餾塔12中生產(chǎn)出來。從管線36、46、56、66、76、80和84抽出的產(chǎn)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(shí)施例用來模擬過程10實(shí)施例1經(jīng)管線26進(jìn)入蒸餾塔12的原料包含輕質(zhì)烴油(稱為冷凝液，CC)，中質(zhì)烴油(稱為熱凝液，HC)和重質(zhì)烴油(稱為反應(yīng)器蠟，RW)。所有的烴油都是通過費(fèi)-托法得到的。這樣，原料中的每一個(gè)組分都是固定床反應(yīng)器費(fèi)托過程得到的產(chǎn)品和漿料床費(fèi)托過程得到的產(chǎn)品的混合物。在該實(shí)施例中，混合比(以質(zhì)量為基準(zhǔn))為CC＝28.8％HC＝17.2％RW＝54.0％從蒸餾塔12引出的側(cè)流餾分的數(shù)目由期望得到的產(chǎn)品或副產(chǎn)品的純度決定。對(duì)產(chǎn)品側(cè)流餾分的最大數(shù)目沒有限制，但是對(duì)內(nèi)件的累積壓降必須限制，如果不進(jìn)行限制，能量損失和熱裂解會(huì)使該方法在技術(shù)上和/或經(jīng)濟(jì)上變得不可行。下面的表2表明了生產(chǎn)出的物流產(chǎn)品以及期望的凍凝點(diǎn)范圍(CP)和得到的典型的凍凝點(diǎn)值。表2以原料的重量百分?jǐn)?shù)表示，上述餾分的產(chǎn)率大約為塔頂餾分84＝1.0％側(cè)流餾分80＝27.6％側(cè)流餾分76＝5.8％側(cè)流餾分66＝4.5％側(cè)流餾分56＝6.9％側(cè)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(gè)三級(jí)蒸汽噴射泵用于維持真空系統(tǒng)。在6個(gè)規(guī)整填料床上得到的壓降為25mbar。每個(gè)填料床都包含商標(biāo)為Mellapak250Y的填料，可以從Sulzer化學(xué)技術(shù)公司(POBox65，CH-8404，Winterthur，Switzerland)得到。一些側(cè)流餾分帶有如圖所表示的側(cè)流汽提塔。低壓蒸汽(2.4barg)從主分離器和側(cè)流汽提塔的底部注入，以提高分離效果。實(shí)施例2經(jīng)管線26進(jìn)入蒸餾塔12的原料組成如下RW＝79重％HC＝21重％得到的產(chǎn)品見表3。表3<p>表3(續(xù))分析單位測(cè)試方法中質(zhì)蠟1+2混合硬蠟指標(biāo)典型值指標(biāo)典型值凍凝點(diǎn)℃ASTM93856-605796-10097濁點(diǎn)℃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(shù)gBr/100gSASOL1最大值0.51最大值＜0.1DSC分析熔點(diǎn)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(shù)據(jù)IBP5％50％95％FBP℃℃℃℃℃ASTMD2887-345-365-485-505--356412490--465-485----475636819-碳數(shù)分布范圍峰值＞C17異構(gòu)烷烴C數(shù)C數(shù)重％重％SASOL---8最大值19-40--5.9---4最大值30-220--3.2</table></tables>產(chǎn)率(重％)C5-氣體＝0.1調(diào)和油中質(zhì)蠟1＝12.7C17鏈烷烴＝5.1調(diào)和油中質(zhì)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(gè)Mellapak250Y填料床的壓降為15mbar(a)。所有的蠟產(chǎn)品都符合費(fèi)托產(chǎn)品的嚴(yán)格的指標(biāo)，因而是可使用的，如上表3所示。實(shí)施例3經(jīng)管線26進(jìn)入蒸餾塔12的原料組成如下HC＝21重％RW＝79重％所得產(chǎn)品見表4。表4表4(續(xù))產(chǎn)率(重％)C5氣體＝0.1調(diào)和油中質(zhì)蠟1＝14.2C17鏈烷烴＝5.1調(diào)和油中質(zhì)蠟2＝14.2蠟油＝11.8中質(zhì)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(gè)Mellapak250Y填料床的壓降為15mbar(a)。所有的蠟產(chǎn)品都符合費(fèi)-托產(chǎn)品的嚴(yán)格指標(biāo)，因而是可使用的，如上表4所示。過程10可以允許輕質(zhì)、中質(zhì)和重質(zhì)費(fèi)-托法得到的原料通過一個(gè)有多股產(chǎn)品側(cè)流餾分的蒸餾塔蒸餾為通?？墒褂玫漠a(chǎn)品。在此之前這還是不可能的，因?yàn)檎麴s塔中使用的傳統(tǒng)填料會(huì)產(chǎn)生較高壓降。所生產(chǎn)的蠟產(chǎn)品都是可使用的蠟產(chǎn)品。過程10可廣泛用于生產(chǎn)窄餾分產(chǎn)品，并且具有實(shí)際的靈活性。權(quán)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(fèi)-托法得到的包含重質(zhì)鏈烷烴，和/或者含有輕質(zhì)和/或中質(zhì)鏈烷烴的原料；操作蒸餾塔使之生產(chǎn)出可使用的蠟產(chǎn)品；從蒸餾塔中抽出含有可使用的蠟產(chǎn)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(chǎn)品的側(cè)流餾分。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述費(fèi)-托法得到的鏈烷烴原料包括，除了碳數(shù)大于等于C15的重質(zhì)鏈烷烴外，還包括碳數(shù)范圍在C10-C80的中質(zhì)鏈烷烴，以及碳數(shù)小于等于C35的輕質(zhì)鏈烷烴。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中操作蒸餾塔可以生產(chǎn)出可使用的蠟產(chǎn)品，該蠟產(chǎn)品包括烴分子碳數(shù)大于等于C30的硬蠟，烴分子碳數(shù)為C20-C38的中質(zhì)蠟，以及烴分子碳數(shù)小于等于C23的石蠟。4.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求4的方法，其中蒸餾塔有一個(gè)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(diào)節(jié)原料中各組分的相對(duì)揮發(fā)性。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任意一種方法，其中蒸餾塔中含有結(jié)構(gòu)規(guī)整的填料作為蒸餾介質(zhì)，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(jù)權(quán)利要求8的方法，其中蒸餾塔有多股側(cè)流餾分，每股側(cè)流餾分和塔頂餾分及塔底餾分在蒸餾塔上都設(shè)有出料點(diǎn)或出料區(qū)，蒸餾塔內(nèi)有多個(gè)蒸餾段，每一段位于兩個(gè)物流的出料點(diǎn)或出料區(qū)之間，每個(gè)蒸餾段都包含規(guī)整填料。10.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(fèi)－托法得到的包含重質(zhì)鏈烷烴,和/或含有輕質(zhì)和/或中質(zhì)鏈烷烴的原料,操作蒸餾塔使之生產(chǎn)出可使用的蠟產(chǎn)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(cè)流餾分。得到的所有蠟產(chǎn)品都是可使用的蠟產(chǎn)品。文檔編號(hào)C10G2/00GK1275155SQ99801405公開日2000年11月29日申請(qǐng)日期1999年8月19日優(yōu)先權(quán)日1998年8月21日發(fā)明者安東尼·約翰·奧利維爾,費(fèi)迪南德·里克特,查爾斯·達(dá)奇蒂,阿什溫·拉姆達(dá)斯,弗農(nóng)·杰里梅·亞當(dāng)斯,維諾森·穆德里,羅伊·亞歷山大·考爾德,馬里奧·羅扎申請(qǐng)人:舒曼-薩索爾(南非)(控股)有限公司,祖爾策化學(xué)技術(shù)有限公司