本发明属于石油蜡生产技术领域，特别是涉及一种发汗及制备皂蜡和石蜡的方法。
背景技术：
石油蜡是原油经过炼制加工后从含蜡馏分油中制得的各类蜡产品的总称，包括液体石蜡、皂蜡、石蜡和微晶蜡。皂蜡和石蜡是原油中润滑油馏分经脱蜡、脱油、精制和成型等步骤生产的，一般含有C20～C30的正构烷烃、少量异构烷烃和环烷烃等组分，通常熔点为40℃～74℃。脱蜡是以润滑油馏分为原料制备含油量为10～30%左右的蜡膏的过程，脱蜡工艺主要有压榨脱蜡和溶剂脱蜡。脱油是以蜡膏为原料制备含油量2%以下的粗石蜡的过程，脱油工艺主要有发汗脱油和溶剂脱油。粗石蜡再经白土精制或加氢精制及成型、包装等步骤，既可得到商品石油蜡。溶剂脱油方法是在选择性溶剂（丙酮、苯和甲苯混合物；或丙酮、甲苯；或甲乙酮、甲苯）的溶液中冷冻，根据蜡与油在选择性溶剂中溶解度不同的性质将蜡与油进行分离的。溶剂脱油工艺具有生产过程连续、蜡收率高、成品蜡含油量可以很低、生产成本较低等优点，是目前大规模生产石蜡产品的主流脱油工艺。但溶剂脱油工艺生产设备投资大；生产过程中需要大量使用溶剂，回收溶剂需要消耗大量的能量；溶剂中含有苯系物，会对环境造成影响；溶剂易燃，容易造成生产事故。发汗脱油方法是利用蜡和油熔点不同的性质进行分离的。石油蜡中各种组分的分子量和结构的不同都会使其熔点不同。同为正构烷烃结构时，分子量较大的正构烷烃的熔点较高，而分子量较小的正构烷烃的熔点较低；分子量相同时，异构烷烃和环烷烃的熔点要低于正构烷烃，且异构程度越高熔点就越低，甚至在常温下就呈液体状态，即通常所说的油。发汗脱油方法在生产过程中不使用溶剂，而且生产过程中只需要将原料加热到熔点以上的温度。普通的发汗脱油过程主要包括以下步骤：（1）准备工作：垫水，用水充满发汗装置皿板下部空间；（2）装料：原料加热至熔点以上呈液态时装入发汗装置；（3）降温结晶：将原料以不大于4℃/h的降温速率缓慢冷却到其熔点以下10～20℃。在冷却过程中，各种组分按熔点由低到高的顺序依次结晶形成固体；（4）升温发汗：当蜡层温度达到预设的降温终止温度之后，放掉垫水；再将原料缓慢地加热到预设的发汗终止温度。在升温发汗过程中，各种组分按熔点由低到高的顺序先后熔化成液态并流出（蜡下），最后得到的蜡层剩余物（蜡上）就是高熔点、低含油的蜡；（5）粗产品收集：升温发汗过程结束后继续升高温度，以熔化取出蜡上，即为粗产品；（6）产品精制、成型、包装：精制过程通常采用白土精制：将粗产品熔化后升温至预定温度，加入白土并恒温搅拌至预定时间后过滤；再经成型、包装即为目的产品。对普通发汗脱油方法，在升温发汗过程中蜡和油两类组分虽然分别处于固体和液体状态，但是也很难完全分离。为使最终产品的含油量符合要求，通常采用延长发汗时间并提高发汗终止温度的方法。延长发汗时间会导致生产周期长；提高发汗终止温度会使部分蜡随油一起脱除，导致产品收率下降。普通的发汗脱油方法可以生产熔点在40℃～60℃的皂蜡和低熔点石蜡。与溶剂脱油方法相比，发汗脱油是间歇操作，且产品收率较低、生产周期较长，但是发汗脱油方法具有投资少、生产过程简单、操作费用低等优点，目前仍有部分厂家在使用该方法生产皂蜡和低熔点石蜡产品。多年来，发汗脱油方法在生产设备和工艺方面得到了一些发展，如CN89214332（立式方形多段隔板发汗罐）、CN94223980.6（皿式发汗装置）、CN98233254.8（石蜡发汗罐）、CN200920033500.X（新型石蜡发汗罐）、CN201210508905.0（一种高效石蜡发汗装置）、CN201320127680.4（管式石蜡脱油装置）等，在发汗脱油生产设备上作了改进；CN91206202（一种高效石蜡发汗罐）在发汗脱油工艺上作了改进。但这些方法仍存在着产品收率较低、生产周期较长等缺点。发汗脱油方法是目前已知用于工业规模生产皂蜡和低熔点石蜡产品的唯一无溶剂脱油方法，在提倡绿色环保、低碳节能的今天日益受到人们的关注。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种发汗及制备皂蜡和石蜡的方法，具体地说是采用发汗装置，在普通发汗脱油工艺的基础上，在升温发汗过程前在蜡层表面均匀铺满金属颗粒，并在升温发汗过程中强制气流通过蜡层，携带出处于液态的油，加快了蜡和油的分离速度，并增强了蜡和油的分离效果，从而有效地提高了目的产品的收率并缩短了生产周期。本发明方法具有装置投资低、生产过程简单且操作费用低、无溶剂污染等优点。本发明一种发汗及制备皂蜡和石蜡的方法，包括以下内容：（1）在发汗装置中垫水；（2）以含油量小于30%的蜡膏为原料，加热熔化后装入发汗装置；（3）以1.0℃/h～4.0℃/h的速率降温至蜡膏熔点以下10℃～20℃的预定温度，并恒温一段时间；（4）排出发汗装置中的垫水，然后以0.5℃/h～3.0℃/h的速率升温；在升温过程中强制气流通过蜡层；蜡层达到预定温度后停止发汗；（5）收集蜡上；（6）蜡上经精制、成型后即为目的产物。本发明的发汗及制备皂蜡和石蜡的方法中，所述的蜡膏的含油量（以质量计）小于30%，其熔点范围一般为25℃～55℃。蜡膏原料可以为常三线、常四线、减一线、减二线、减三线馏分油经脱蜡制得的蜡膏。本发明的发汗及制备皂蜡和石蜡的方法中，优选在步骤（3）中原料蜡膏降温结晶以后、而在步骤（4）中升温发汗过程前，在蜡层的表面均匀铺满10～100目，优选20～50目的固体颗粒。固体颗粒的密度一般要求大于4g/cm3，可以是非金属、金属及合金等材质，优选密度为6～12g/cm3的金属及合金颗粒，如锌、铁、铜、铅及其合金等化学性质较稳定的低价格金属材质。可以选择两种或两种以上的不同材质密度的固体颗粒，两种以上固体颗粒可按重量份数相近的比例混合，密度相邻的两种固体颗粒材质的密度差为1～5g/cm3。此处所述的密度是指构成固体颗粒的材料的密度，而非固体颗粒的堆密度。发汗过程结束后可以回收固体颗粒并清洗以重复使用。本发明的发汗及制备皂蜡和石蜡的方法中，所述的发汗装置一般为发汗皿，发汗皿皿板与挡板间的角度一般为90°～170°，优选为120°～150°。本发明的发汗及制备皂蜡和石蜡的方法中，所述的发汗皿在蜡层以上增加加压装置和/或在蜡层以下增加真空装置。所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增大压力（气压）和/或在蜡层下方降低压力（气压），使蜡层上下形成压力差实现。所述的压力差一般为0.1～5.0个大气压，优选为0.2～2.0个大气压...