喷雾脱油生产微晶蜡工艺研究.docx

2004 年 12 月Co ntemporary Chemical Indust ryDecember ,2004喷雾脱油生产微晶蜡工艺研究杜晓敏1 , 邵德明2( 1 . 中国石油抚顺石化分公司石油一厂 , 辽宁 抚顺 113008 ; 2 . 沈阳石蜡化工有限公司 , 辽宁 沈阳 110141)摘要 : 着重介绍了喷雾脱油生产微晶蜡原理并对影响喷雾脱油生产微晶蜡的关键因素进行了考察 ,找出喷雾脱油生产微晶蜡的合适工艺条件 。关 键 词 : 喷雾脱油 ; 微晶蜡 ; 生产中图分类号 : T E 626 . 8 + 8文献标识码 : A文章编号 :1671 0460 (2004) 12 0334 03微晶蜡是从减压渣油中分离出来的固体烃类混合物 ,滴熔点一般为 6095 ,相对分子质量 为 5001 000 ,其化学组成主要为正构烷烃 、异构烷烃 、带支链的环烷烃和芳烃 。由于微晶蜡与石 蜡化学组成的不同 ,决定了微晶蜡具有许多独特 的性质 , 因而被广泛应用于军 工 、电 子 、冶 金 、化 工 、日化 、医药及食品行业 ,具有较高的应用价值 。目前 ,国内外生产微晶蜡普遍采用的生产工 艺为 :蒸馏装置的减压渣油经脱沥青得到轻脱油 ,轻脱油经糠醛精制 ,再经酮苯脱蜡脱油得到粗微 晶蜡 ,最后经蜡精制 、蜡成型得到合格的微晶蜡产 品 。过滤完成油蜡分离 。由于小颗粒之间的间隙大 ,渗透性强 ,过滤速 度得到明显提高 ,同时也解决了堵塞滤布的问题 ,并且使降低溶剂比 、减少过滤段数成为可能 。喷 雾造粒后进行脱油的方法在利用减压馏份油生产 微晶蜡时具有一定的优势 ,但该工艺的优势能否 充分发挥出来 ,主要取决于所喷原料成球粒径是 否在所控直径范围 ,采用的溶剂组成 、抽提时间等 工艺条件 。2喷雾脱油工艺研究影响喷雾脱油产品质量的主要因素 ,一是原料喷雾造粒 ,二是蜡球脱油 。2 . 1 喷雾造粒喷雾造粒就是把生产微晶蜡的原料以液态形 式 ,在一定压力下通过喷嘴雾化成细小的液滴 ,并 在制冷溶剂中冷 却 成 细 小 的 球 状 固 体 颗 粒 的 过 程 。喷雾造粒实际上包括液体雾化和冷却成型这 两个互相影响 ,性质各异的环节 。选择合适的喷嘴是获得良好雾滴的先决条件 。对于喷雾脱油工 艺而言 ,优势能否发挥出来 ,关键取决于所喷原料 的成球粒径能否达到该工艺所要求的范围 。经实 验研究 :喷雾所成蜡球的直径在 0 . 20 . 6 mm 范1喷雾脱油原理将熔融 的 微 晶 蜡 料 制 成 直 径 足 够 小 的 小 液滴 ,在一个温度足够低的环境中快速地降温冷却 ,高熔点的蜡首先从小液滴中结晶析出 ,并且由于 液固相变化的原因向小液滴中心收缩形成结晶聚 集体 ,较低熔点的蜡析出后 ,在结晶聚集体上得以生长 ,形成蜡结晶核 。小液滴中低熔点的油则在 高熔点的蜡结晶收缩的过程中被向外挤压 ,最终 凝固于蜡结晶核的外层 ,形成一个有一定强度的 固体小颗粒 。使用选择性溶剂 ,溶解油 ,然后进行 收稿日期 : 2004210219修订日期 : 2004210225作者简介 : 杜晓敏 ( 1965 - ) ,女 ,辽宁本溪人 ,高级工程师 ,1988 年毕业于抚顺石油学院 。电话 :0413 - 2331153 。2004 年 12 月杜晓敏 ,等 : 喷雾脱油生产微晶蜡工艺研究335围内有利于脱油 。根据所喷原料成球粒径在 0 . 2 0 . 6 mm 范 围的要求 ,在试验室对空心锥型 、实心锥型 、微细喷雾几种类型的喷嘴进行了评价 ,根据所喷粒径的大小 ,选择空心锥型 A 喷嘴作为原料喷嘴 。该 喷嘴压力与流量关系如图 1 。滤介质的过滤速度都较普通滤布的过滤速度快 ,尤 其 Z06A 、9211C 滤 速 为 快 。二 段 过 滤 时 ,9211C 、普通滤布的滤速较快 ,铜网 、Z06A 滤速较 慢 。造成铜网 、Z06A 两种过滤介质二段过滤速度 慢的原因是 :(1) 由于以上两种过滤介质在结构上纹路较 粗 ,因此刮刀刮蜡时易将过滤介质的孔隙堵塞 ;(2) 由于以上两种过滤介质孔隙较大 ,在抽 滤时 ,小颗粒蜡球堵塞过滤介质孔隙 。图 1 原料喷嘴压力与流量对应关系Fig. 1 The relatio nship feed nozzle p ressure wit h flow对于选定的原料喷嘴 ,喷雾粒径的大小 ,主要取决于原料的粘度和喷雾压力 。喷雾原料粘度越 大 ,喷雾压力越低 ,所喷蜡球粒径大 。2 . 2喷雾脱油过滤介质考察采用传统酮苯结晶法生产微晶蜡时 ,由于微 晶蜡结晶细小致密 ,滤布易堵塞 ,滤速慢 ,滤机温洗频繁 。采用喷雾脱油工艺生产微晶蜡时 ,由于 首先将原料喷成球状 ,过滤物料的状态从根本上有别于结晶法 ,因此对过滤介质进行了评选 。经 对铜丝网 、普通滤布以及针对喷雾脱油工艺新研制的 9211C 、Z06A 4 种过 滤 介 质 进 行 了 评 价 , 评价结果见表 1 、图 2 、图 3 。图 3 二段过滤几种过滤介质滤速比较Fig. 3 2nd stage several filtering mediums speed表 1 不同过滤介质下产品收率Table 1 Yield o n different filtering mediums过滤介质名称收率/ %铜网27Z06A9211C滤布282930综合一 、二 段 的 过 滤 速 度 及 蜡 收 率 , 评 选 出9211C 这种适合喷雾脱油工艺的过滤介质 。2 . 3脱油工艺研究影响蜡球脱油效果的因素主要有 :溶剂组成 、 脱油温度 、抽提时间 、溶剂比 。2 . 3 . 1溶剂组成评选溶剂组成中 ,甲苯所占比例越大 ,溶解油 、蜡 的效果越好 , 要求脱油的温度低 , 否则过滤速度慢 、蜡饼发黏 ,不仅脱油效果不好 ,而且蜡收率低 ;低酮比 ,脱油温度低 ,装置的能耗升高 ,采用高酮 比 ,为提高脱油温度创造了条件 。采用高酮比为喷雾脱油工艺与溶剂脱油工艺 嫁接提供了可能 。经 对 m ( M E K) / m ( TOL ) = 3 7 与 m图 2 一段过滤几种介质滤速比较Fig. 2 The 1st stage several filtering mediums speed( E K) /( TOL ) = 7 3 相比 , 综合收率 和 滤 速 ,m选择溶剂组成 m ( E K) / m ( TOL ) = 7364 作为喷雾脱油溶剂组成 (见表 2) 。从试验过滤滤速看 ,一段过滤时其他 3 种过 1994-2014 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 336当代化工第 33 卷第 6 期表 2 不同溶剂组成脱油效果比较 Table 2 Deoil eff ect o n diff erent solvent co nstit uent 效果差别较大 ; 在 15 min 以后 ,当溶剂比大于等于 4 ,则脱油效果趋于相当 。(3) 说明溶剂比为 4 时 ,就已达到较好的脱 油效果 ,而且溶剂又不能过剩 ,因此选择溶剂比为4 。2 . 3 . 3不同脱油温度下脱油效果考察 温度对脱油效果影响较大 ,温度高脱油效果好 ,蜡含 油 少 、蜡 收 率 低 。但 温 度 增 高 到 一 定 程 度 ,蜡球软 、过滤物料粘度增加 ,影响滤速同时蜡 球易损度增加 ,反过来又影响脱油效果 。图 5 为不同温度下脱油蜡含油和蜡收率情况 。m (M E K) 脱油温 抽提时 各段抽提 、 含油/ m ( TOL ) 度/ 间/ min 冷洗溶剂比 / %滴熔 蜡收率 点/ / %37A30 、20 、20 4 、3 、2 、1 2 . 3472 . 0 28 . 4 73 B 15 、15 、15 4 、3 、2 、1 2 . 27 72 . 6 27 . 3 2 . 3 . 2 溶剂比及抽提时间考察在一定抽提温度下 ,增大溶剂比将会提高脱 油效果 。这是因为抽提溶剂的粘度一般比蜡和油 小 。在溶剂溶解了油和部分蜡后 ,溶液的粘度会 增大 。溶剂量越小 ,粘度的增值越大 。粘度增大后不利于溶质分子的扩散 ,会降低抽提速率 。另 一方面 ,溶剂比小时 ,溶剂溶解了部分油后 ,油在 溶剂中的浓度会显著提高 ,传质过程的推动力 浓度差下降很快 ,传质速度迅速减小 。因此溶剂 比小会降低抽提速度 ,不利于抽提脱油过程的进行 。但增大溶剂比 ,将使冷冻 、回收的负荷提高 , 能耗将大幅度增加 。因此选择合适的溶剂比就显 得非常重要 。首先对不同溶剂比 、不同抽提时间 下脱油效果进行考察 ,结果见图 4 。图 5 溶剂组成 M E K/ TOL 73 时不同温度脱油效果Fig. 5 Deoil wax oil co ntent and yield of wax in different temp t ures从图 5 中可以看出 ,脱油温度达 15 时 ,再增加脱油温度 ,蜡含油降低呈现缓慢趋势 ,而增加 温度 ,脱油蜡收率呈明显下降 。综合脱油蜡含油 和脱油蜡收率 ,选择脱油温度 15 。3结论图 4 不同溶剂比及不同抽提时间脱油效果比较Fig. 4 Deoil result s in different solvent s and abst ractio n time采用所 评 选 的 原 料 喷 嘴 在 合 适 的 喷 雾 压 力下 ,对石油一厂东蒸馏减五线馏分油进行喷雾造 粒 ,所喷原料成球粒径 90 %以上在 0 . 20 . 6 mm范围内 。蜡 球 在 所 选 溶 剂 组 成 、溶 剂 比 、脱 油 温 度 、抽提时间下 ,经过三段脱油 ,得到了含油达到 一级品要求的 75 # 微晶蜡 。(1) 脱油效果与所用溶剂比关系极大 ,总的来说溶剂比大则脱油效果好 。(2) 从时间上看 ,在前 1015 min 之内是溶 剂溶解能力最强的时间 ,随着溶剂比的不同 ,脱油Process Research on Production Microcrystall ine Wa x Using Spray Deoil TechnologyD U X i ao2m i n , S HA O De2m i ng(1 . Pet roChina Fushun Pet rochemical Co mpany No . 1 Refinery , Fushun 113008 , China ;2 . Shenyang Limited Co mpany of Wax , Shenyang 110004 , China)Abstract : Researching o n t he ratio nale p roducing microcrystalline wax t hrough sp ray deoil p rocess , t he key factors effecting mi2crocrystalline wax p roces