一种脱除费托合成轻油中含氧化合物的方法

文档序号:695667 发布日期:2021-05-04 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种脱除费托合成轻油中含氧化合物的方法 (Method for removing oxygen-containing compounds in Fischer-Tropsch synthesis light oil ) 是由 邹琥 刘欢 史军军 李林玥 葸雷 于 2019-10-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种脱除费托合成轻油中含氧化合物的方法。该方法包括液液萃取、水洗和溶剂回收,其中液液萃取采用离子液体作为萃取溶剂。本发明的方法采用的萃取溶剂具有对含氧化合物选择性高、稳定性好、且与费托合成轻油密度差大等特点,该方法对含氧化合物的脱除效果好、溶剂易于回收且回收效率高。(The invention relates to a method for removing oxygen-containing compounds in Fischer-Tropsch synthesis light oil. The method comprises liquid-liquid extraction, water washing and solvent recovery, wherein the liquid-liquid extraction adopts ionic liquid as an extraction solvent. The extraction solvent adopted by the method has the characteristics of high selectivity to oxygen-containing compounds, good stability, large density difference with Fischer-Tropsch synthesis light oil and the like, and the method has good removal effect on the oxygen-containing compounds, is easy to recover and has high recovery efficiency.)

一种脱除费托合成轻油中含氧化合物的方法

技术领域

本发明属于煤间接液化产物中杂质的分离方法,具体地,涉及一种脱除费托合成轻油中含氧化合物的方法。

背景技术

费托合成(Fishcher-Tropsch synthesis)是一种煤间接液化技术,是煤气化工艺的核心组成,费托合成产物中硫、氮含量几乎为零,是下游油品加工的直接原料。其中,费托合成油中的烯烃组成大部分为直链线性α-烯烃(LAOs),LAOs作为重要的石油化工原料被广泛地应用于共聚单体、表面活性剂合成中间体、增塑剂醇、合成润滑油和油品添加剂等多个领域。

费托合成油品具有碳数分布广、组成复杂等特点。费托合成油品中除含有烃组分外,还含醇、醛、酮、酸、酯等含氧化合物,由于烃和含氧化合物可形成共沸物,不能通过简单的精馏将烃和含氧化合物有效分离。因此,对费托合成油中的LAOs进行分离和提纯,首先要进行费托合成油品中酸和含氧化合物的脱除。目前,油中含氧化合物的脱除主要有加氢精制法、溶剂萃取法和共沸精馏法。

CN102380391A公开了一种选择性脱酸催化剂,组成为CuO、Al2O3和金属助剂,助剂选自ZnO、NiO和Cr2O3的一种或多种过渡金属氧化物、选自MgO和BaO的一种或多种碱土金属氧化物和/或选自Pd的贵金属,可对费托油品进行选择加氢脱酸,同时约65%的烯烃不被加氢。

CN106753546A公开了一种费托合成轻质馏分油精制工艺,费托合成油首先经过固相吸附单元脱除金属离子杂质和部分含氧化合物,再以强碱性含水亚硫酰基双甲烷溶液作为复合萃取剂进一步脱除含氧化合物。该工艺可处理费托合成油C4~C21馏分,经萃取后油品中含氧化合物含量可降至50ppm以下,且萃取剂可循环使用。

CN1764619A公开了一种从烃流中萃取含氧化合物同时保证产物烯烃含量的可行方法,以甲醇和水的混合物作为溶剂,采用共沸精馏的方法将C8~C16的烃流中含氧化合物萃取出来,可将油品中含氧化合物含量降至0.2w%,但其烯烃和烷烃的总回收率较低。

CN102452886A公开了一种从费托合成油品中提纯1-辛烯的方法,该方法采用共沸精馏,以乙醇和水二元共沸剂同时脱除费托合成C8馏分中的酸和其他有机含氧化合物。

加氢精制法、溶剂萃取法和共沸精馏法均能有效脱除费托合成油中的含氧化合物,但加氢精制脱含氧化合物过程往往伴随烯烃加氢饱和,造成高附加值LAOs的损失;共沸精馏需后续萃取精馏工艺分离共沸剂和烃类产品,工艺较为复杂,适用于费托合成油窄馏分的含氧化合物脱除。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱除费托合成轻油中含氧化合物的方法,该方法通过液相萃取,能有效脱除费托合成轻油中的含氧化合物,得到烃类化合物。

为了实现上述目的,本发明提供一种脱除费托合成轻油中含氧化合物的方法,包括:

将费托合成轻油与萃取溶剂在萃取塔中接触进行液液萃取,得到萃余相和富含含氧化合物的萃取相,所述萃余相为脱除含氧化合物的费托合成轻油;

将所述萃取相在溶剂回收塔内进行减压蒸馏,含氧化合物从塔顶排出,塔底排出的贫溶剂返回所述萃取塔;

其中,所述萃取溶剂为离子液体,所述离子液体的阳离子具有式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示结构;

式(Ⅰ)中,R2、R4和R5各自独立地为H,R1和R3分别选自C1~C4的烷基、胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基和羧丙基中的一种;式(Ⅱ)中,R7、R8、R9、R10和R11各自独立地为H或C1~C3的烷基,R6选自碳原子数为6~8的烷基、胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基和羧丙基中的一种。

通过上述技术方案,本发明采用具有适宜结构的离子液体为萃取溶剂,通过液液萃取的方法脱除费托合成轻油中的含氧化合物,所用的萃取溶剂对含氧化合物选择性高、稳定性好且与费托合成轻油密度差大,对含氧化合物的脱除效果好、溶剂易于回收且回收效率高。

本发明的其他特征和优点将在随后的

具体实施方式

部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:

图1为本发明的脱除费托合成轻油中含氧化合物的方法的一种具体实施方式的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

如图1所示,本发明提供一种脱除费托合成轻油中含氧化合物的方法,包括:

将费托合成轻油与萃取溶剂在萃取塔1中接触进行液液萃取,得到萃余相和富含含氧化合物的萃取相,所述萃余相为脱除含氧化合物的费托合成轻油;

将所述萃取相在溶剂回收塔2内进行减压蒸馏,含氧化合物从塔顶排出,塔底排出的贫溶剂返回所述萃取塔1;

其中,所述萃取溶剂为离子液体,所述离子液体的阳离子具有式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示结构;

式(Ⅰ)中,R2、R4和R5各自独立地为H,R1和R3分别选自C1~C4的烷基、胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基和羧丙基中的一种;式(Ⅱ)中,R7、R8、R9、R10和R11各自独立地为H或C1~C3的烷基,R6选自碳原子数为6~8的烷基、胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基和羧丙基中的一种。

本发明方法采用具有式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示结构阳离子的离子液体为萃取溶剂,所述阳离子的咪唑环或吡啶环上的N原子上有极性基团或适当的烷基,可增加对含氧化合物的选择性和溶解性,且离子液体稳定性好、与费托合成轻油密度差大,易于分离。采用本发明的离子液体为萃取溶剂,通过液液萃取脱除费托合成轻油中的含氧化合物,脱除效果好、易于操作、溶剂便于回收且回收效率高。

根据本发明,费托合成轻油是指烃碳数为4~16的馏分。本发明的方法对费托合成轻油中含氧化合物的含量没有要求,所述费托合成轻油中含氧化合物的含量为1~15质量%,正构烷烃和烯烃的总含量可以为20~90质量%,优选为70~90质量%,总酸值可以为3~150mgKOH/g。所述含氧化合物可以包括醇、醛、酮、酸和酯中的至少一种。

根据本发明,式(Ⅰ)中,R1和R3可以各自独立地为碳原子数为1~4的烷基、胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基和羧丙基中的一种。R1和R3可以相同或不同。其中碳原子数1~4的烷基例如为甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丁基中的至少一种。

根据本发明,式(Ⅱ)中,吡啶环上,C1~C3的烷基的个数和位置没有特别要求,R7、R8、R9、R10和R11,例如其中的一个或两个或三个或四个为H,其余各自为C1~C3的烷基,例如为甲基、乙基、正丙基或异丙基。

一种优选的实施方式中,式(Ⅱ)中,R6为碳原子数为6~8的烷基,例如为正己基、正庚基或正辛基,R8、R9和R10中的任意一者为碳原子数为1~3的烷基,其余为H。另一种实施方式中,R6为胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基和羧丙基中的一种,R8、R9和R10中的任意一者为碳原子数为1~3的烷基,其余为H。

本发明所述的离子液体的阴离子可为任何能形成离子液体的阴离子。在优选的实施方式中,离子液体的阴离子为BF4 -、PF6 -、双三氟甲磺酰亚胺根、磺酸根和草酸根中的至少一种,更优选为BF4 -或PF6 -

根据本发明的方法中,优选的离子液体可为1-羧乙基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐、1-胺乙基-4-甲基吡啶六氟磷酸盐、1-胺乙基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐、1,3-二丁基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟硼酸盐、1-庚基-4-甲基吡啶六氟磷酸盐、1-庚基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐、1-羧丙基-4-甲基吡啶双三氟甲磺酰亚胺盐和1-胺丙基-4-甲基吡啶对甲苯磺酸盐中的至少一种。

根据本发明的一种实施方式,萃取溶剂中还可以含有助溶剂,助溶剂可以为酰胺类化合物、吡咯烷酮类化合物、砜类化合物,优选为环丁砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。在这一实施方式中,萃取溶剂中离子液体和助溶剂的相对含量可以在较大范围内变化,例如助溶剂与离子液体的质量比可以为0.01~0.1,优选为0.02~0.08。

根据本发明,进行液液萃取的操作方法可以为本领域常规的,此处不做限定,于一优选的实施方式中,如图1所示,可以使萃取溶剂与费托合成轻油在萃取塔1中逆流接触,即进行逆流萃取;例如可以使费托合成轻油从下部进入萃取塔1,萃取溶剂从上部进入萃取塔1,与费托合成轻油逆流接触,从萃取塔1的顶部排出萃余相,萃取塔的底部排出萃取相。萃取塔可以为本领域常规的,本发明没有特别的限制,例如为填料萃取塔或筛板萃取塔。

其中,萃取溶剂的用量可以在较大范围内变化,一种实施方式,萃取溶剂与费托合成轻油的质量比可以为(0.5~5):1,优选为(1~4):1。液液萃取条件也可以在较大范围内变化,一种实施方式中,萃取塔1的塔釜温度可以为20~120℃,优选为30~100℃;萃取塔的操作压力为0.1~0.5MPa,优选为0.1~0.3MPa。

根据本发明,从萃取塔1得到的萃余相为脱除含氧化合物的费托合成轻油,为烃类化合物,可以作为产品排出。该方法对费托合成轻油中烃类化合物的收率较高,得到的脱除含氧化合物的费托合成轻油产品的酸值低、含氧化合物含量低,一种实施方式,所述费托合成轻油产品的总酸值为0.05mgKOH/g以下,例如小于0.02mgKOH/g;费托合成轻油产品中含氧化合物的含量可以为0.15质量%以下;烃类化合物的收率可以达到95质量%以上,例如96质量%以上。

根据本发明,从萃取塔1得到的萃取相即富溶剂,其中主要含有萃取溶剂和溶于萃取溶液的含氧化合物,该萃取相可以进行溶剂回收,分离含氧化合物和萃取溶剂,分离所得萃取溶剂为贫溶剂,可将其循环利用;例如一种实施方式,可以使萃取相进入溶剂回收塔,在溶剂回收塔内采用减压蒸馏方法将萃取相中的含氧化合物与萃取溶剂分离;进行减压蒸馏的操作方法可以为本领域常规的,此处不做限定,在本发明的一种实施方式中,如图1所示,可以使萃取相从下部进入溶剂回收塔2进行减压蒸馏,从溶剂回收塔2的顶部可以得到含氧化合物,该含氧化合物可以根据需要进一步分离出高碳醇等产品,从溶剂回收塔2的底部可以得到贫溶剂,该贫溶剂可以返回萃取塔1循环使用。

根据本发明,溶剂回收塔的操作条件可以在较大范围内变化,一种实施方式,溶剂回收塔2的塔釜温度为100~300℃,优选为150~250℃;溶剂回收塔的压力为0.01~0.08MPa,优选为0.03~0.06MPa。溶剂回收塔可以为本领域常规的减压蒸馏塔。

一种具体实施方式中,如图1所示,本发明的方法可以包括如下步骤:

费托合成轻油经管线4从下部进入萃取塔1,萃取溶剂经管线3从上部进入萃取塔,经逆流萃取,萃余相经管线5从萃取塔1顶部排出,为脱除含氧化合物的费托合成轻油产品。富含含氧化合物的富溶剂(萃取相)由萃取塔底部排出,经管线6进入溶剂回收塔2的下部,经减压蒸馏,贫溶剂从溶剂回收塔底部排出,并经管线7返回萃取塔1循环使用,含氧化合物从溶剂回收塔顶管线8排出,根据需要进一步分离出高碳醇等产品。

下面的实施例将对本发明作进一步地说明,但并不因此而限制本发明。

实施例

按图1所示流程脱除费托合成轻油中的含氧化合物。

费托合成轻油经管线4从下部进入萃取塔1,溶剂经管线3从上部进入萃取塔,经逆流萃取,萃余相经管线5从萃取塔1的顶部排出,得到脱除含氧化合物后的费托合成轻油产品。富溶剂由萃取塔的底部排出,经管线6进入溶剂回收塔2的下部,经减压蒸馏,贫溶剂从溶剂回收塔底部排出,并经管线7返回萃取塔1循环使用,含氧化合物从溶剂回收塔顶管线8排出。

费托合成轻油的组成和性质如表1所示,其中费托合成轻油的组成采用SH/T0653-1998石油蜡正构烷烃和非正构烷烃碳数分布测定法(气相色谱法)进行测试,酸值采用GB/T7304-2014石油产品酸值的测定电位滴定法进行测试;各实例液液萃取脱除含氧化合物所用萃取溶剂、各塔操作条件如表2-1、表2-2所示,萃取分离得到的脱除含氧化合物的费托合成轻油产品的组成、酸值及萃取分离后费托合成轻油中的烃类化合物收率如表3-1、表3-2所示。

表1

正构烷烃,质量% 38.032
烯烃,质量% 41.628
含氧化合物,质量% 6.791
其它,质量% 13.549
酸值,mgKOH/g 5.11
沸程,℃ 89.4~231.1

表2-1

*萃取塔的剂/油质量比为萃取溶剂与费托合成轻油的质量比。

表2-2

表3-1

表3-2

实例号 8 9 10
正构烷烃,质量% 44.138 44.105 43.627
烯烃,质量% 47.105 47.138 47.616
含氧化合物,质量% 0.130 0.127 0.120
其它,质量% 8.627 8.630 8.637
酸值,mgKOH/g <0.02 <0.02 <0.02
烃类化合物收率,质量% 97.4 96.8 97.2

由实施例数据可知,本发明的方法对费托合成轻油中的含氧化合物的脱除效果好,得到的费托合成轻油产品的总酸值可以降至0.02mgKOH/g以下,含氧化合物的含量可以低至0.14质量%以下,烃类化合物的收率可以达到96质量%以上。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

9页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种降低润滑油基础油浊点的方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!