费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法及由该方法得到的聚α-烯烃技术

本发明专利技术涉及聚α‑烯烃制备领域，公开了一种费托合成轻油生产聚α‑烯烃的方法及由该方法得到的聚α‑烯烃，该方法包括：(1)用萃取剂萃取费托合成轻油，得到萃余液和含有含氧化合物的萃取液；(2)将步骤(1)得到的萃余液在聚合催化剂存在下进行聚合反应；(3)将步骤(2)得到的产物在加氢催化剂存在下进行加氢反应；(4)将步骤(3)的产物进行切割，得到初馏点大于250℃的馏分。本发明专利技术的费托合成轻油生产聚α‑烯烃的方法，聚α‑烯烃的收率高，可达到85％以上，且聚α‑烯烃的粘度指数高，倾点低。

【技术实现步骤摘要】
费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法及由该方法得到的聚α-烯烃
本专利技术涉及聚α-烯烃制备领域，具体地，涉及费托合成轻油生产聚α-烯的方法及由该方法得到的聚α-烯烃。
技术介绍
聚α-烯烃(PAO)是由α-烯烃经催化剂催化聚合而形成的具有比较规则长侧链的烷烃。作为最重要的合成润滑油，其具有优异的黏温性能、低温流动性、高氧化安定性、低蒸发损失和润滑磨损等方面的优点，不仅满足了苛刻的润滑油性能要求，还具有传统矿物润滑油不具备的可再生、易降解、低毒或无毒等特性，是一种环境友好型润滑油。目前，国外各公司合成PAO多采用乙烯齐聚产物C8-C12的α-烯烃(以C10为主)为原料；而国内尚不具备自主研发的乙烯齐聚工艺，目前其生产原料依旧为含蜡原料(含蜡油和含油錯)经过热裂解，得到的混合α-烯烃，石蜡裂解法生产的烯烃的α-烯烃含量低，在PAO产品质量上反映的是润滑油的黏度指数低。费托合成油具有硫、氮、芳烃等非理想组分含量极低、主要组成为链式烃，环烷烃和芳烃含量很少等特点。费托合成油中馏分越轻，油品中的烯烃含量越高，而烷烃含量越低。费托合成轻质馏分油烯烃含量最高，烯烃含量达到40％以上，且这些烯烃中主要为α-烯烃。因此可以利用费托合成轻质馏分油中的α-烯烃来生产PAO。US6,605,206B1公开了一种增加来自费托合成的C10以上烃类产品的收率的方法，其包括：(a)将含有C5以上费托合成产品的物料分离为费托蜡和费托液体馏分(称为冷凝馏分，其中含有沸点低于400℃的醇)；(b)将费托蜡催化脱蜡为高沸点、比费托蜡更低倾点的介质；(c)加氢精制高沸点介质；(d)将步骤(a)中分离得到的费托冷凝馏分与脱醇催化剂接触，使至少部分馏分中的醇转变为烯烃；(e)将费托冷凝馏分中的烯烃齐聚形成介质齐聚物混合物，具有比费托冷凝馏分更高的平均分子量；(f)将介质齐聚混合物加氢精制；以及(g)回收得到C10以上烃类产品。该方法可以生产润滑油基础油，和柴油产品。该方法步骤(d)中使用脱醇催化剂(γ-Al2O3催化剂)将醇进行脱水转化为烯烃。但由于γ-Al2O3是酸性催化剂，在发生醇脱水反应的同时也会使得α-烯烃转化为其他烯烃，使得烯烃中α-烯烃的含量降低。US2,004,267,071A1公开了一种将含有烯烃和氧化物的混合物的费托合成冷凝物齐聚的方法，包括(a)降低费托轻质馏分油(C5-C19)中的氧化物，(b)在齐聚反应条件下将步骤(a)的产物与离子液体催化剂相接触，以及(c)回收费托合成衍生物产物，具有相比费托合成冷凝物更高的平均分子量和增加的支化度的分子，经过加氢精制可得到柴油和润滑油组分。其降低费托轻质馏分油(C5-C19)中的氧化物的方法同样是使用γ-Al2O3催化剂，使得烯烃中α-烯烃的含量降低。CN104560193A公开了一种润滑油基础油和/或溶剂油的制备方法，包括：(1)聚合原料在Lewis酸催化剂存在下发生聚合反应，所述聚合原料包含烯烃、醇和非必要的烷烃，所述聚合原料中烯烃含量在10质量％以上、由醇提供的氧含量为0.2％～2％；以所述烯烃为基准，所述烯烃中α-烯烃的含量≥85％；所述Lewis酸催化剂与聚合原料中烯烃的质量比为1：(200～5)，所述Lewis酸催化剂与聚合原料中氧元素的质量比为(2～70)：1；(2)步骤(1)的聚合产物进一步发生加氢精制和/或加氢异构反应；(3)收集步骤(2)的反应产物中初馏点大于340℃的馏分得到润滑油基础油和/或终馏点小于340℃的馏分得到溶剂油。其没有对含氧化合物进行处理，但要求原料中醇提供的氧含量为0.2％～2％，Lewis酸催化剂与聚合原料中氧元素的质量比为(2～70)：1，由于原料中氧含量较高，不但引起聚合催化剂失活快，且使得聚合催化剂用量增加。费托合成油中含有一定量的有机含氧化合物，主要是醇。醇等有机含氧化合物可以作为质子供体型助催化剂与聚合反应的Lewis酸催化剂络合形成具有催化活性的络合物离子对，但是当醇等有机含氧化合物过量时，Lewis酸催化剂会被醇等有机含氧化合物毒化失活。在费托合成油中，尤其是费托合成轻油中α-烯烃含量更高，如何加工费托合成轻油得到聚α-烯烃，且收率高、粘度指数高并且倾点低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法及由该方法得到的聚α-烯烃，其中，费托合成轻油原料中所含的醇和烯烃被很好的利用，而没有像现有技术那样被抛弃和浪费，从而增加了原料的有效利用率，也提高了聚α-烯烃的收率，同时制得的聚α-烯烃粘度指数高并且倾点低。本专利技术的专利技术人在研究中惊奇发现，以费托合成轻油为原料，将费托合成轻油依次进行萃取、聚合反应和加氢反应，并优选采用特定萃取条件能够获得收率和粘度指数较高，倾点较低的聚α-烯烃，另外，通过将萃取液分离，分离出的醇可以作为副产物，有效提高原料的附加值。因此，为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法，包括：(1)用萃取剂萃取费托合成轻油，得到萃余液和含有含氧化合物的萃取液；(2)将步骤(1)得到的萃余液在聚合催化剂存在下进行聚合反应；(3)将步骤(2)得到的产物在加氢催化剂存在下进行加氢反应；(4)将步骤(3)的产物进行切割，得到初馏点大于250℃的馏分。第二方面，本专利技术提供了由上述方法得到的聚α-烯烃，其中，所述聚α-烯烃的粘度指数为120-160，所述聚α-烯烃的倾点为-70至-20℃。本专利技术的费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法中，聚α-烯烃的收率高，可达到85％以上(收率以聚合反应原料中的烯烃为基准)；且聚α-烯烃的粘度指数高，倾点低。同时，副产的醇可以作为产品进一步应用，提高经济效益。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术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专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供了一种费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法，包括：(1)用萃取剂萃取费托合成轻油，得到萃余液和含有含氧化合物的萃取液；(2)将步骤(1)得到的萃余液在聚合催化剂存在下进行聚合反应；(3)将步骤(2)得到的产物在加氢催化剂存在下进行加氢反应；(4)将步骤(3)的产物进行切割，得到初馏点大于250℃的馏分。在本专利技术中，所述费托合成轻油来自费托合成反应过程，所述费托合成轻油可以含有烯烃、含氧化合物和烷烃，这些化合物的碳数在2到25左右，即所述费托合成轻油可以含有C2-C25的烯烃、含氧化合物和烷烃。为了提高聚α-烯烃的收率和粘度指数，优选情况下，费托合成轻油为初馏点不小于50℃，且终馏点不大于260℃的费托合成轻油原料。为了更进一步提高聚α-烯烃的收率和性能，优选地，该方法还包括：在步骤(1)之前，对费托合成轻油进行切割，得到终馏点不大于230℃的馏分，优选得到初馏点不小于110本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种费托合成轻油生产聚α‑烯烃的方法，包括：(1)用萃取剂萃取费托合成轻油，得到萃余液和含有含氧化合物的萃取液；(2)将步骤(1)得到的萃余液在聚合催化剂存在下进行聚合反应；(3)将步骤(2)得到的产物在加氢催化剂存在下进行加氢反应；(4)将步骤(3)的产物进行切割，得到初馏点大于250℃的馏分。

【技术特征摘要】
1.一种费托合成轻油生产聚α-烯烃的方法，包括：(1)用萃取剂萃取费托合成轻油，得到萃余液和含有含氧化合物的萃取液；(2)将步骤(1)得到的萃余液在聚合催化剂存在下进行聚合反应；(3)将步骤(2)得到的产物在加氢催化剂存在下进行加氢反应；(4)将步骤(3)的产物进行切割，得到初馏点大于250℃的馏分。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述费托合成轻油含有C2-C25的烯烃、含氧化合物和烷烃，以所述费托合成轻油总重量为基准，所述烯烃含量为20-70重量％，优选为40-60重量％；所述含氧化合物含量为1-30重量％，优选为5-25重量％；所述烷烃含量为10-50重量％，优选为20-35重量％；优选地，以所述费托合成轻油总重量为基准，所述含氧化合物中醇的含量为1-25重量％，优选为5-15重量％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中，所述萃取的条件包括：温度为15-50℃，优选为25-40℃；理论级数为2-8级，优选为3-6级；优选地，所述萃取剂选自沸点为260-350℃的醇，所述沸点指的是标准大气压下测得的沸点，进一步优选地，所述萃取剂选自沸点为280-340℃的甘醇，更进一步优选地，所述萃取剂为三甘醇和/或四甘醇。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述萃取剂与费托合成轻油的用量体积比为0.5-4，优选为1-2.5。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述聚合反应条件包括：温度为70-150℃，优选为100-140℃；压力为0-0.4MPa，优选为0.1-0.3MPa；时间为2-8h，优选为3-6h。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述聚合催化剂为Lewis酸催化剂，优选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，朱豫飞，赵效洪，李景，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11