一种同步工业联产方法与流程

本发明涉及精细化工品领域，具体地，涉及多种烷烃的分离与精制。

背景技术：

为了保证我国的石油安全，维护经济的健康发展，打破我国实际面临的石油匮乏局面，煤制油技术已经成为我国非常重要的国家战略。煤间接液化法(f-t合成)是补充国内石油供应和煤炭高效利用的有效途径之一。

在石油短缺的大环境下，煤间接液化因其可以生产替代液体燃料的特性得到了长足的发展，然而煤间接液化不能仅仅局限在合成油品，受制于石油市场。煤间接制油在煤价400元/吨的条件下，当油价下降到60美元/桶以下时，则几乎不可能盈利。如果能够实现煤间接液化产品结构多元化，即采用煤间接液化工艺生产多种特种化学品，对于煤间接液化工艺经济效益的提升无疑是非常有意义的。

为了提高产品附加值以增加企业经济效益，南非的sasol公司在产品后端增设了催化裂解装置和高碳醇、烯烃、丙烯酰胺、丙烯酸酯、环氧乙烷等合成装置以生产精细化学品。其油品产量和化学品产量比例约为3∶2。2013年，sasol公司化学品产量占总产量的40％，利润占公司总利润200多亿元的70％。

f-t合成油相产物中的正构烷烃的占比可观，而且，正构烷烃-液体石蜡可以广泛应用于生产表面活性剂、合成洗涤剂以及合成饲料蛋白等，而且在石油化工和微生物工业中的应用也快速展开。此外，正构烷烃也是正构烯烃的常用溶剂，因此，将f-t合成油产物相的正构烷烃分离出来是实现其高价值利用的有效途径。同时，f-t合成油相产物中的异构烷烃的含量占比很低，远低于正构烷烃的含量，因此，在回收正构烷烃时，生产工艺实际中均忽视了对异构烷烃的回收利用，而异构烷烃的应用价值却是公认的。

神华集团在煤间接液化制备轻质液体石蜡方面做了探索，cn106675649a(2017年5月17日公开)公开了一种煤间接液化制备轻质液体石蜡的方法，具体是采用加氢工艺流程、常压分馏和分子筛脱蜡，目标产物是轻质液体石蜡。所述分子筛脱蜡工艺依次包括吸附和脱附过程，吸附条件为：床层温度为280～350℃，吸附压力为0～1.0mpa，筛油质量比为8～20，吸附空速为0.2～0.6h^-1；之后用脱附剂脱附，脱附条件为：脱附温度为360～380℃，脱附空速为0.2～0.6h^-1。可见，该工艺仅仅以得到正构烷烃为目标。

神华集团cn108102694a(2018年6月1日公开)公开了一种费托合成柴油馏分的再加工系统及方法，该方法可以通过不同的分馏塔得到c10-c14正构烷烃混合物和c10-c14异构烷烃的混合物。但是，该工艺尚未对上述正构烷烃的混合物和异构烷烃的混合物进行有效的切割分离，得到单一的高纯度正构烷烃或异构烷烃，经济效益还远远不够。

费托合成产物通常含有少量环烷烃，如cn105505347a公开的费托合成油中含有少于10％的9至20碳原子的环烷烃；cn106255740a公开的费-托衍生的气油含有0-2wt％范围的环烷烃。

内蒙古伊泰集团作为我国煤间接液化制油行业的龙头企业之一，率先将f-t合成油产品多元化，生产多元的、高纯度的特种化工产品实现工业化，同步联产制备得到轻质液蜡、重质液蜡、n-十二烷、正癸烷、正庚烷、正己烷和系列异构烷烃，年产50万吨。

技术方案

本发明要解决的技术问题是实现并优化f-t合成油产品多元化，生产多元的、高纯度的特种化工产品实现工业化，同步联产制备多种精细化工产品。

本发明的技术方案如下：

一种同步制备轻质液蜡、重质液蜡、n-十二烷、正癸烷、正庚烷、正己烷和系列异构烷烃的工业联产方法，其特征在于采用的原料是正构稳定轻烃、煤间接液化第一费托产物和煤间接液化第二费托产物按照一定比例调和，使其中正构烷烃和异构烷烃的重量比为(0.8-1.1)∶1，不含环烷烃。具体工艺步骤如下：(1)将调和后的混合烃经过脱轻、脱重处理后，分成三股料液，分别进入轻组分分馏塔、第一轻质白油分离塔、吸附塔和第二轻质白油分离塔；(2)进入轻组分分馏塔的料液先后经过第一分离塔、第二分离塔和第三分离塔，分别得到正己烷和正庚烷；(3)进入第一轻质白油分离塔和第二轻质白油分离塔的料液经过分离得到轻质白油；(4)进入吸附塔的料液，塔顶馏出组分进入第一异构烷烃分离塔、第二异构烷烃分离塔和异构烷烃侧线汽提塔，分别得到四种不同闪点的高纯异构烷烃；塔底馏出组分进入再蒸塔和粗馏塔，分别得到碳11、碳10-11、碳12、碳10-13的轻质液蜡以及碳14-15的重质液蜡。

进一步地，吸附塔为装有5a分子筛的固定床反应器，所述固定床反应器采用模拟移动床工艺进行料液的选择性吸附。

进一步地，所述原料可以不含正构稳定轻烃。

进一步地，所述第一轻质白油分离塔接收原料经过脱轻塔的塔顶馏出物，所述第二轻质白油分离塔接收原料经过脱轻塔、脱重塔的塔底馏出物。

进一步地，第一轻质白油分离塔塔顶压力为0.02-0.04mpa，塔顶温度为150-160℃，塔底压力为0.05-0.07mpa，塔底温度为180-185℃；第二轻质白油分离塔塔顶压力为8-15kpa，塔顶温度为190-195℃，塔底压力为15-20kpa，塔底温度为250-258℃。

进一步地，第一轻质白油分离塔塔顶压力为0.03mpa，塔顶温度为156℃，塔底压力为0.05-0.07mpa，塔底温度为180-185℃；第二轻质白油分离塔塔顶压力为11kpa，塔顶温度为192℃，塔底压力为16kpa，塔底温度为255℃。

进一步地，煤间接液化第一费托产物中正构烷烃含量大于90％，其中，c9-c18的正构烷烃占其中正构烷烃总质量的96％以上。

进一步地，煤间接液化第二费托产物中异构烷烃含量大于85％，其中，c9-c20的异构烷烃占其中异构烷烃总质量的96％以上。

进一步地，系列异构烷烃各自纯度大于96％。

进一步地，系列异构烷烃的闪点分别为大于45℃，大于61℃，大于80℃，大于95℃。

本发明取得的有益技术效果如下：

(1)原料的组成情况直接决定了产品的纯度，本发明正是优选了两种或三种原料进行调和，并优选了正构烷烃和异构烷烃(0.8-1.1)∶1比例，实现了在得到高纯度轻质液蜡、重质液蜡的同时得到了高纯度的系列异构烷烃。

(2)遴选出了高纯度异构烷烃的分离的优选工艺参数。工业化实际生产中的分离参数的选择是非常困难的，尤其是对于50万吨/年的大工业生产而言，高纯度异构烷烃的切割参数的确认直接关系到生产的成败与效益。

(3)本项目在实际运行中获得了很好的经济效益，同时，整个工艺过程实现了清洁环保，是真正的煤清洁利用技术的再升级，为国家煤间接液化工艺提高产品附加值提出了很好的方案。

附图说明

图1同步制备轻质液蜡、重质液蜡、n-十二烷、正癸烷、正庚烷、正己烷和系列异构烷烃的工业联产流程图

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明的技术方案及其效果做进一步说明。

如附图1所示，将原料进行预处理，预处理过程包括脱轻塔脱轻，脱重塔脱重，脱轻塔的塔顶压力0.01-0.05mpa，塔底压力0.02-0.06mpa，塔顶温度155-165℃，塔底温度210-230℃；脱重塔的塔顶压力9-13kpa，塔底压力15-25kpa，塔顶温度110-130℃，塔底温度220-250℃。经过脱轻塔的原料进入轻组分分馏塔、第一轻质白油分离塔，经过脱轻、脱重后的原料进入分子筛吸附分离装置。轻组分分馏塔中同步引入精制石脑油，轻组分分馏塔塔顶压力为195-205kpaa，温度为65-70℃。塔顶气经轻组分分馏塔塔顶冷凝器冷凝冷却至40℃，进入轻组分分馏塔回流罐，罐顶采用氮封控制塔顶压力，罐底油用泵一部分打入轻组分分馏塔顶部作为回流，一部分作为稳定轻烃出装置。轻组分分馏塔经塔底泵加压后进入正己烷塔。正己烷塔塔顶压力为120kpaa，温度为74.5℃。正己烷塔底油经正己烷塔底泵加压后，经过碳七分馏塔进料换热器与塔底油换热至134℃后进入碳七分馏塔。正庚烷塔塔顶压力为125kpaa，温度为104.2℃。塔顶气经正庚烷塔塔顶空冷器(ac-302)冷凝冷却至60℃，进入正庚烷塔回流罐，罐顶采用氮封控制塔顶压力。正庚烷塔底油经正庚烷塔塔底泵加压后经正庚烷塔进料换热器、正庚烷冷却器冷却至40℃后压到罐区。

原料进入脱轻塔后，塔顶馏出物进入第一轻质白油分离塔；原料经过脱轻脱重处理后的塔底馏出物进入进入第二轻质白油分离塔，第一轻质白油分离塔和第二轻质白油分离塔的料液经过分离得到轻质白油。第一轻质白油分离塔塔顶压力为0.02-0.04mpa，塔顶温度为150-160℃，塔底压力为0.05-0.07mpa，塔底温度为180-185℃；第二轻质白油分离塔塔顶压力为8-15kpa，塔顶温度为190-195℃，塔底压力为15-20kpa，塔底温度为250-258℃。第一轻质白油分离塔塔顶压力为0.03mpa，塔顶温度为156℃，塔底压力为0.05-0.07mpa，塔底温度为180-185℃；第二轻质白油分离塔塔顶压力为11kpa，塔顶温度为192℃，塔底压力为16kpa，塔底温度为255℃。

原料经过脱轻脱重处理后的塔顶馏出物进入分子筛吸附塔，在分子筛吸附工艺中，分子筛料进料温度176-180℃，吸附室底压力2.2-2.5mpa，脱附剂进料温度176-180℃，冲洗液进料温度176-180℃，吸附室温度176-180℃。

分子筛吸附后的异构烷烃抽余液通入第一异构烷烃分离塔，第一异构烷烃分离塔的塔顶压力0.08-0.11mpa，塔底压力0.12-0.15mpa，塔顶温度198-210℃，塔底温度270-290℃。第一异构烷烃分离塔塔顶馏出闪点＞45℃的异构烷烃产品，从第一异构烷烃分离塔侧线塔盘中上部第5、9、15层三处抽出物流进入异构烷烃侧线汽提塔，塔顶汽提蒸汽返回异构烷烃分离塔，汽提塔塔底得到闪点＞61℃的异构烷烃产品。异构烷烃侧线汽提塔的塔顶压力0.09-0.12mpa，塔底压力0.10-0.13mpa，塔顶温度200-220℃，塔底温度205-225℃。第一异构烷烃分离塔塔釜出料输送至第二异构烷烃分离塔，第二异构烷烃分离塔的塔顶馏出闪点＞80℃的异构烷烃产品，塔釜出料为闪点＞95℃的异构烷烃产品。第二异构烷烃分离塔的塔顶压力8-13kpa，塔底压力14-19kpa，塔顶温度135-150℃，塔底温度180-195℃。异构烷烃各自纯度大于96％。

分子筛吸附后的正构烷烃抽出液进入正构烷烃再蒸塔，轻蜡再蒸塔中的正构烷烃(c10-12)自塔顶馏出，依次经抽余液-轻蜡再蒸塔塔顶换热器、轻蜡再蒸塔塔顶开工空冷器冷凝冷却后进入轻蜡再蒸塔回流罐。轻蜡再蒸塔回流泵自回流罐中抽出正构烷烃(c10-12)，出口分为两路，一路打回塔顶作为顶回流，一路通过罐液位和流量串级控制调节阀至正癸烷塔进料。塔釜出料由轻蜡再蒸塔塔底泵加压后经轻蜡-轻蜡再蒸塔塔底油换热器换热后至正十二烷塔进料，正癸烷塔中的正癸烷自塔顶馏出，正十二烷塔中的正十二烷自塔顶馏出。

煤间接液化第一费托产物不包含环烷烃，可以是包括5-15％的c5-c9正构烷烃，0.1-0.5％的c5-c9异构烷烃，35-60％的c10-c13正构烷烃，1-5％的c10-c13异构烷烃，15-40％的c14-c16正构烷烃，1-5％的c14-c16异构烷烃，5-20％的c17+正构烷烃，1-5％的c17+异构烷烃。也可以是包括7-16％的c5-c9正构烷烃，0.1-0.6％的c5-c9异构烷烃，40-60％的c10-c13正构烷烃，1-4％的c10-c13异构烷烃，20-30％的c14-c16正构烷烃，0.5-3％的c14-c16异构烷烃，8-15％的c17+正构烷烃，0.8-2％的c17+异构烷烃。

煤间接液化第二费托产物不包含环烷烃，可以是包括0.5-2.5％的c5-c9正构烷烃，1-5％的c5-c9异构烷烃，3-10％的c10-c13正构烷烃，40-60％的c10-c13异构烷烃，1-5％的c14-c16正构烷烃，15-25％的c14-c16异构烷烃，3-6％的c17+正构烷烃，8-15％的c17+异构烷烃。也可以是包括0.2-0.8％的c5-c9正构烷烃，0.3-1％的c5-c9异构烷烃，2-10％的c10-c13正构烷烃，40-55％的c10-c13异构烷烃，2-4％的c14-c16正构烷烃，20-30％的c14-c16异构烷烃，2-5％的c17+正构烷烃，9-13％的c17+异构烷烃。

控制正构烷烃和异构烷烃的比例在(0.8-1.1)∶1范围内可以提高分子筛吸附效率，提高异构烷烃产品纯度和产量。

除了控制正构烷烃和异构烷烃的比例之外，分子筛吸附过程中，分子筛空穴容积与原料中正构烷烃容积的比例优选为1.15-1.55，以提高异构烷烃产品纯度。

原料中，控制芳烃含量≤20ppm，氧含量≤1ppm，水含量≤40ppm，氮含量≤0.3ppm，硫含量≤1ppm，氯含量≤5ppm，溴指数≤20mgbr/100g，羰基化合物≤2ppm。