一种异构烷烃溶剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种异构烷烃溶剂及其制备方法 (Isoparaffin solvent and preparation method thereof ) 是由 杨海兰 钟东文 廖定满 卢振旭 谭思 李洁 郑镇昭 孙望平 谢正良 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种异构烷烃溶剂及其制备方法,该方法包括：将异壬醇副产物在催化剂存在下与氢气进行加氢反应,得到异构烷烃；将所述异构烷烃进行精馏,得到相应的异构烷烃溶剂,所述异壬醇副产物含有C8烯烃、C12烯烃和C16烯烃中的一种或多种。根据本发明,能够得到良好品质的相应异构烷烃溶剂,为获得异构烷烃提供了一条崭新路线,填补了本领域利用异壬醇装置副产物制备异构烷烃溶剂的空白。(The invention discloses an isoparaffin solvent and a preparation method thereof, wherein the method comprises the following steps: carrying out hydrogenation reaction on the isononyl alcohol by-product and hydrogen in the presence of a catalyst to obtain isoparaffin; and (3) rectifying the isoparaffin to obtain a corresponding isoparaffin solvent, wherein the isononanol by-product contains one or more of C8 olefin, C12 olefin and C16 olefin. According to the invention, the corresponding isoparaffin solvent with good quality can be obtained, a brand-new route is provided for obtaining isoparaffin, and the blank that the isoparaffin solvent is prepared by using the byproduct of the isononanol device in the field is filled.)
技术领域
本发明涉及异构烷烃溶剂的制备，特别涉及一种异构烷烃溶剂及利用异壬醇装置副产物制备异构烷烃溶剂的方法。
背景技术
石油烃类溶剂通常包含四类化合物：正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃。四类化合物对溶剂油性质的影响各有特点。烃类溶剂的性质主要有气味、毒性、溶解性、低温性能以及适当的馏程范围。芳烃是气味和毒性的主要来源，是石油烃类溶剂中尽可能清除的化合物，在其余三类化合物中，环烷烃具有较好的溶解性和低温性能，但气味较大，是石油烃类溶剂除芳烃以外的主要气味来源；正构烷烃气味少，但溶解性和低温性能较差；异构烷烃具有与环烷烃相近的溶解性，良好的低温性能，并且气味极少，是综合性能最好的烃类溶剂。异构烷烃溶剂可广泛应用于油漆、油墨、涂料、化妆品、金属加工、过氧化物分散剂等应用领域。
国外异构烷烃溶剂生产企业主要有埃克森石油公司以及日本出光石油公司等，采用异构碳四聚合-加氢精制的工艺制取异构烷烃。生产过程中同时产生异构辛烷、异构十二烷、异构十六烷、异构二十烷等系列产品，表1是国外公司典型异构烷烃溶剂油的性质。
表1国外某公司异构烷烃溶剂质量指标
国内烃类溶剂产量超过200万吨/年，主要由炼油企业生产，生产特点是品种较单一，以大宗商品为主，其中植物抽提溶剂，橡胶溶剂，油漆溶剂占了大部分比例，而专用性产品较少，目前国内还没有企业生产异构烷烃溶剂，所使用的异构烷烃均为进口产品。
另外，茂名石化与外资合建的异壬醇生产装置已于2016年建成投产，该装置投产后将有3.3万吨/年异十二烯和1万吨/年异十六烯副产物产生。为此，迫切需要发明利用异壬醇装置副产物制备异构烷烃溶剂的制备方法。
目前国内没有异构烷烃溶剂的生产企业及相关技术。利用异壬醇装置副产物制备异构烷烃溶剂可填补该领域空白。
发明内容
鉴于异构烷烃巨大的市场前景以及现有制备方法还存在诸多的局限性，本发明提供一种异构烷烃溶剂及其制备方法，特别是一种利用异壬醇装置副产物制备异构烷烃溶剂的方法，该方法能够得到良好品质的相应异构烷烃溶剂，为获得异构烷烃提供了一条崭新路线，同时填补了本领域利用异壬醇装置副产物制备异构烷烃溶剂的空白。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种异构烷烃溶剂的制备方法，该方法包括：
将异壬醇副产物在催化剂存在下与氢气进行加氢反应，产生异构烷烃；
将所述异构烷烃进行精馏，得到相应的异构烷烃溶剂，
其中，所述异壬醇副产物含有C8烯烃、C12烯烃和C16烯烃中的一种或多种。
本发明提供的方法，适合含有C8烯烃、C12烯烃和C16烯烃按照各种比例混合的异壬醇副产物。根据本发明的实施方式，以年产量计，所述异壬醇副产物可以包括C8烯烃0.8t/a、C12烯烃3.3t/a和C16烯烃1.0t/a。
在本发明中，所述C8烯烃、C12烯烃和C16烯烃均指对应异构烯烃。
在本发明中，所述精馏为精密切割分馏，精密切割分馏是本领域一种常用的精馏方式，因其馏程范围较窄，所以切割的馏程控制在很小范围之内，称其为精密切割，精馏的工艺可以根据常规试验得到。
根据本发明的实施方式，所述加氢反应在反应器中进行，所述反应器可以为能够承受加氢反应试验的压力及温度范围之内由不锈钢铸造的反应器，例如固定床反应器。
在本发明的实施方式中，加氢反应的条件包括：所述氢气与异壬醇副产物的用量体积比为200～700:1。优选地，所述氢气与异壬醇副产物的用量体积比为200～500:1。更一步优选地，所述氢气与异壬醇副产物的用量体积比为300～500:1。
在本发明的实施方式中，加氢反应的条件还包括：所述异壬醇副产物的体积空速为0.5～3.5h-1；进一步优选地，所述异壬醇副产物的体积空速为1.0～2.0h-1。
在本发明的实施方式中，加氢反应的条件还可以包括：反应器中保持氢分压为0.5～10MPa，反应温度为130～280℃。优选情况下，加氢反应的条件还可以包括：反应器中保持氢分压为1.5～3MPa，反应温度为170～220℃。
在本发明的实施方式中，所述催化剂为铂和/或钯金属催化剂。在本发明的实施方式中，所述催化剂为铂和/或钯为活性金属组分、氧化铝为载体制备成的催化剂，所述催化剂为FMTA-2，为FRIPP开发的催化剂。在本发明中，所述催化剂的用量根据反应器体积大小而定，主要确保空速。
在本发明的实施方式中，所述异壬醇副产物中的C8烯烃的加氢反应条件包括：氢分压为3.0MPa，体积空速为1.0h-1，反应温度为220℃，氢气与C8烯烃的体积比为400：1。
在本发明的实施方式中，以所述异壬醇副产物中的C12烯烃为原料的加氢反应条件包括：氢分压为3.0MPa，体积空速为1.2h-1，反应温度为220℃，氢气与C8烯烃的体积比为400：1。
在本发明的实施方式中，以所述异壬醇副产物中的C16烯烃为原料的加氢反应条件包括：氢分压为1.5～3.0MPa，体积空速为1.0h-1，反应温度为200～220℃，氢气与C8烯烃的体积比为400：1。
本发明还提供一种使用上述的异构烷烃溶剂的制备方法制备的异构烷烃溶剂，该异构烷烃溶剂能够达到对应溶剂各项质量指标要求。
本发明提供的异构烷烃溶剂的制备方法，该制备方法能够利用C8烯烃、C12烯烃、C16烯烃等异壬醇副产物原料分别经过加氢精制将异构烯烃进行饱和，得到的异构烷烃通过精密分馏后得到满足指标要求的异辛烷(C8)、C12异构烷烃、C16异构烷烃和C20异构烷烃等产品。为获得异构烷烃提供了一条崭新路线，填补了本领域利用异壬醇装置副产物制备异构烷烃溶剂的空白，具有广泛的前景。
附图说明
下面将结合附图来说明本发明。
图1为本发明实施方式的异构烷烃溶剂的制备方法工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明容易理解，下面将结合附图和实施例详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。
在本发明中，所使用的原料或组分若无特殊说明均可以通过商业途径或常规方法制得。
催化剂为FRIPP开发的FMTA-2。
实施例1 C8烯烃加氢工艺试验
该实施例用于说明以异壬醇副产物中C8烯烃为原料的情况。
一种异构烷烃溶剂的制备方法，将异壬醇副产物C8烯烃(异构C8烯烃)按按一定的空速送入反应器(固定床反应器)，在催化剂(200ml FMTA-2)存在下通入氢气进行加氢反应，反应结束后将得到的异构烷烃再经精馏得到相应的异构烷烃溶剂产品。其中，控制工艺条件如表2。
表2 C8烯烃加氢精制工艺条件
表3不同条件下C8异构烷烃产品性质
由表3数据可见，在各个反应条件下，生成油酸度和溴指数均为0。特别是在当氢分压/Mpa为3.0，体积空速h-1为1.0，反应温度为220℃，氢油体积比为400条件下，通过红外定性表征结果表明，异壬醇副产物C8烯烃中的氧化物已全部脱除。通过精馏(精密切割分馏)及汽提后的大于73℃馏分可以全部生产满足指标要求的C8异构烷烃产品，具体测定指标如表4。
表4 C8异构烷烃溶剂性质
项目
产品性质
出光IP 1016
分析方法
馏分范围/℃
>73
73～140
GB/T 6536
闪点(闭口)/℃
22
-12
GB/T 261
异构烷烃含量，％
98.59
≮98
SH/T 0741
芳烃含量/μg.g<sup>-1</sup>
0.56
≯1
SH/T 0409
硫/μg.g<sup>-1</sup>
<1.0
≯1
SH/T0253-1992
溴值/mgBr.100g<sup>-1</sup>
0
≯10
SH/T 0630
颜色(赛氏)/号
>+30
GB/T 3555
实施例2 C12烯烃加氢工艺试验
该实施例用于说明以异壬醇副产物中C12烯烃为原料的情况。
一种异构烷烃溶剂的制备方法，将异壬醇副产物C12烯烃(异构C12烯烃)，按一定的空速送入反应器(固定床反应器)，在催化剂(200ml FMTA-2)存在下通入氢气进行加氢反应，反应结束后将得到的异构烷烃再经精馏，即可满足产品质量要求的馏程，得到相应的异构烷烃溶剂。其中，其工艺条件及考察结果见表5。
表5 C12加氢工艺条件考察
从表5数据可见，以C12烯烃为原料，在氢分压1.5～3.0MPa、反应温度220℃、空速1.0～1.5h-1、氢油比400:1的工艺条件下，加氢生成油的溴指数和酸度均为0，异构烷烃含量均大于98％。特别是在当氢分压/Mpa为3.0，体积空速/h-1为1.2，反应温度为220℃，氢油体积比为400条件下，C12烯烃原料及生成油的馏程较重，原料的初馏点为191℃，生成油馏程的5％点均高于192℃，干点约211℃，可以满足馏程在166℃～202℃的C12异构烷烃溶剂(出光IP 1620)要求，具体测定的指标如表6。
表6 C12异构烷烃溶剂性质
实施例3 C16烯烃加氢工艺试验
该实施例用于说明以异壬醇副产物中C16烯烃为原料的情况。
一种异构烷烃溶剂的制备方法，将异壬醇副产物C16烯烃(异构C16烯烃)，按一定的空速送入反应器(固定床反应器)，在催化剂(200ml FMTA-2)存在下通入氢气进行加氢反应，反应结束后将得到的异构烷烃再经精密切割分馏后得到相应的异构烷烃溶剂产品，工艺条件包括：氢分压为3.0Mpa，体积空速为1.0h-1，反应温度为220℃，氢油体积比为400。产品性质分别见表7、表8、表9。
表7 210～270℃馏分性质
表7数据可见，在该工艺条件下得到的210～270℃馏分的C16异构烷烃含量99.4％，溴指数为0，芳烃含量0.49μg/g，闭口闪点103℃，硫含量小于1.0μg.g-1，满足出光IP2028异构烷烃溶剂质量指标要求。
表8 >270℃馏分性质
项目
产品性质
出光IP 2835
分析方法
馏分范围/℃
>275
275～335
GB/T 6536
密度/kg.m<sup>-3</sup>
829.8
820
GB/T 1884-1885
C16异构烷烃含量，％
98.36
≮98
SH/T 0741
异构烷烃含量，％
98.6
≮98
SH/T 0741
C12异构烷烃含量，％
0.24
不大于2
SH/T 0741
初馏点/℃
275
275
GB/T 6536
终馏点/℃
334
335
GB/T 6536
芳烃含量/μg.g<sup>-1</sup>
0.68
不大于1
SH/T 0409
硫/μg.g<sup>-1</sup>
<1.0
不大于2
SH/T 0689
氮/μg.g<sup>-1</sup>
<1.0
不大于1
SH/T 0657
溴指数/gBr.(100g)<sup>-1</sup>
0
不大于100
SH/T 0630
颜色(赛氏)/号
GB/T 3555
表8数据可见，在该工艺条件下得到的>270℃馏分芳烃含量为0.68μg/g，C20异构烷烃含量98.6％，溴指数为0，硫、氮含量均小于1.0μg/g，可作为满足出光IP 2835质量要求的C20异构烷烃溶剂。
表9 <210℃馏分性质
表9数据可见，在该工艺条件下得到的<210℃馏分芳烃含量为0.5μg/g，C12异构烷烃含量98.12％，溴指数为0，硫、氮含量均小于1.0μg/g，可作为满足出光IP 1620质量要求的C12异构烷烃溶剂。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
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