利用费托合成重质馏分油制备表面活性剂的方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的方法，所述方法以费托合成重质馏分油为原料，经过馏分切割、碱洗、水洗、精馏以及烷基化处理等，得到直链表面活性剂和重质表面活性剂。本发明专利技术还涉及用于实施该方法的系统，该系统主要包括切割塔、碱洗罐、水洗塔、精馏塔以及烷基化单元。本发明专利技术的方法和系统能够以高的成本效益比得到直链表面活性剂和重质表面活性剂。

Preparation of surfactant from heavy fraction oil by Fischer Tropsch synthesis and its system

【技术实现步骤摘要】
利用费托合成重质馏分油制备表面活性剂的方法及其系统
本专利技术涉及费托合成领域，具体而言，涉及一种利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的方法及实施该方法的系统。
技术介绍
由于能源危机及原油价格持续走高，通过煤间接液化技术得到的费托合成油品是实现我国油品基本自给、保障我国经济和社会可持续发展目前最现实和最可行的途径之一。随着国内费托合成技术开发日趋成熟，以费托合成油品生产精细化学品已逐步走向商业化。由于费托合成油品具有无硫、无芳烃、其中的重质馏分油的线性α-烯烃含量高(占60％～70％)等特性，利用其高含量的α-烯烃生产高附加值的直链表面活性剂和重质表面活性剂产品，将明显提升煤间接液化装置的经济效益。不仅实现了煤炭的深加工和产业链的延伸，而且还培育了新的经济增长点，具有良好的经济效益和社会效益。直链表面活性剂和重质表面活性剂作为工业和民用洗涤剂的主要原料，与其它表面活性剂相比具有优越的性能价格比和生物降解性，因而在世界范围内被长时期广泛使用。随着我国国民经济的持续快速发展，国内对直链表面活性剂的需求日益增加。同时由于支链表面活性剂存在着生物降解性差，对环境危害大的弊端，随着我国对环境保护要求的日益严格，其需求量在逐渐下降，这也相应扩大了市场对直链表面活性剂的需求量。CN108341735A公开了一种直链烷基苯的生产方法，其原料是费托合成油中含有2～20个碳原子的正构烷烯烃。该法采用隔壁塔将费托合成油切割得到C10～C13馏分；然后使用甲醇为萃取剂进行含氧化合物的脱除，最后使用HF酸进行烷基化生产直链烷基苯。该方法并不涉及对C14～C17馏分进行处理；同时，由于费托合成油品中除含有烃组分外，还含有有机酸以及醇、醛、酮、酯等含氧化合物，使用甲醇对费托合成油品中的含氧化合物(如重醇类、醛类、酸类化合物)进行分离效果并不明显。由于有机酸无法和有机醇体系的萃取剂分开，如果用有机醇体系将烃和含氧化合物分离以脱除酸和含氧化合物，会使溶剂回收变得困难。另外，内蒙古安德力化工有限公司提出了利用伊泰精细化学品装置的中间产物重质馏分油，通过萃取除去其中的杂质成分后，分离出轻质溶剂油和反应原料，反应原料在HF和硫酸的存在下，与芳烃(苯)反应生成直链表面活性剂与重质表面活性剂，并同时分离出轻质烷烃与重质烷烃。然而，该工艺没有对重质馏分油进行切割，小于C10的烯烃和大于C17烯烃馏分也发生了烷基化反应，一方面HF消耗量大，另一方面直链表面活性剂与重质表面活性剂纯度不高。而且，该工艺采用甲醇对费托合成油品中的含氧化合物(如重醇类、醛类、酸类化合物)进行抽提，由于费托合成油品中含有大量的重醇、重酸等含氧化合物，极性较弱，甲醇和重醇、重酸的溶解能力和选择性方面较差，因此使用甲醇抽提分离效果并不明显。另外，由于有机酸无法和有机醇体系的萃取剂分开，如果用有机醇体系将烃和含氧化合物分离以脱除酸和含氧化合物，会使溶剂回收变得困难。因此，本领域仍然需要开发出利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的不同的方法，以更好地在工业规模上生产直链表面活性剂和重质表面活性剂。
技术实现思路
通过研究，本专利技术人开发出了不同于现有技术的利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的方法。该方法以费托合成重质馏分油为原料，经过馏分切割分别得到C10～C13馏分段和C14～C17馏分段，先经过碱洗、水洗以及精馏(共沸精馏和/或萃取精馏)除去含氧化合物，再经烷基化得到直链表面活性剂和重质表面活性剂。本专利技术的一个目的是提供一种利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)将费托合成重质馏分油进行馏分切割得到C10-馏分段、粗的C10～C13馏分段、粗的C14～C17馏分段和C17+馏分段；(2)将所述粗的C10～C13馏分段和粗的C14～C17馏分段分别与碱混合，得到相应的混合物，将所述混合物分别进行搅拌，然后分别过滤分离以除去碱渣，得到液相，对所述液相分别进行水洗得到经初步处理的C10～C13馏分段和经初步处理的C14～C17馏分段；(3)将所述经初步处理的C10～C13馏分段和经初步处理的C14～C17馏分段分别进行精馏，得到C10～C13馏分烃和C14～C17馏分烃；以及(4)将所述C10～C13馏分烃和所述C14～C17馏分烃分别进行烷基化，得到所述直链表面活性剂和所述重质表面活性剂。本专利技术的另一目的是提供用于一种用于实施上述方法的系统，其中所述系统包括：切割塔；碱洗罐，所述碱洗罐以流体连通的方式连接至所述切割塔；过滤器，所述过滤器以流体连通的方式连接至所述碱洗罐；水洗塔，所述水洗塔以流体连通的方式连接至所述过滤器；精馏单元，所述精馏单元以流体连通的方式连接至所述水洗塔；以及烷基化单元，所述烷基化单元以流体连通的方式连接至所述精馏塔。本专利技术的制备方法利用作为费托合成产物的重质馏分油富含高含量α烯烃的特点，通过馏分切割、再经过碱洗、水洗以及精馏(共沸精馏或萃取精馏)后，随后经烷基化得到直链表面活性剂和重质表面活性剂。该工艺具有流程简单、能耗低等特点。而且，与现有技术(例如内蒙古安德力化工有限公司开发的制备直链表面活性剂与重质表面活性剂的工艺)相比，本专利技术的制备方法一方面获得了高纯度的直链表面活性剂与重质表面活性剂，并且烷基化过程中的HF消耗量降低；另一方面由于在含氧化合物除去过程中先脱酸，使得后续设备避免了有机酸腐蚀，明显降低了设备投资。本专利技术的用于实施上述制备方法的系统相应地更加简单，并且能够降低设备成本。附图说明图1为一种示例性实施方式所述的利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的工艺流程示意图。图2为另一种示例性实施方式所述的利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的工艺流程示意图。图3为又一种示例性实施方式所述的利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的工艺流程示意图。图4为实施例6所述的制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的流程示意图。其中，各个附图标记分别表示如下的设备以及物流：101为费托合成重质馏分油物流，102为C10-馏分段物流，103为C10及C10+馏分段物流，104为粗的C10～C13馏分段物流，105为粗的C13+馏分段物流，106为粗的C14～C17馏分段物流，107为含微量碱和醇以及含碱渣的C10～C13馏分段物流，108为含有微量碱和醇的C10～C13馏分段物流，109为碱渣物流，110为不含酸和碱但含微量醇的经初步处理的C10～C13馏分段物流，111为主要含有碱和水的物流，112为脱盐水，113为经过冷却后的不含酸和含氧化合物但含有共沸剂的C10～C13馏分烃物流，114为主要含含氧化合物和少量C10～C13馏分烃物流，115为沉降分层后主要含有共沸剂和水的物流，116为含有C10～C13馏分烃和共沸剂的物流，11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的方法，其中，该方法包括以下步骤：/n(1)将费托合成重质馏分油进行馏分切割得到C10

【技术特征摘要】
1.一种利用费托合成重质馏分油制备直链表面活性剂和重质表面活性剂的方法，其中，该方法包括以下步骤：
(1)将费托合成重质馏分油进行馏分切割得到C10-馏分段、粗的C10～C13馏分段、粗的C14～C17馏分段和C17+馏分段；
(2)将所述粗的C10～C13馏分段和粗的C14～C17馏分段分别与碱混合，得到相应的混合物，将所述混合物分别进行搅拌，然后分别过滤分离以除去碱渣，得到液相，对所述液相分别进行水洗得到经初步处理的C10～C13馏分段和经初步处理的C14～C17馏分段；
(3)将所述经初步处理的C10～C13馏分段和经初步处理的C14～C17馏分段分别进行精馏，得到C10～C13馏分烃和C14～C17馏分烃；以及
(4)将所述C10～C13馏分烃和所述C14～C17馏分烃分别进行烷基化，得到所述直链表面活性剂和所述重质表面活性剂。


2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(1)中，采用选自如下中的任一种切割塔对所述费托合成重质馏分油进行馏分切割：(a)常压塔+减压塔1+减压塔2；(b)减压塔1’+减压塔2’+减压塔3’；(c)设置有两个侧线汽提塔的常压分馏塔和/或减压分馏塔；以及(d)隔壁塔；
优选地，在进行所述馏分切割之前，将所述费托合成重质馏分油升温至100～200℃、优选100～150℃；
进一步优选地，采用常压塔+减压塔1+减压塔2对所述费托合成重质馏分油进行馏分切割；优选地，所述常压塔的理论塔板数为20～40、优选25～30，塔顶温度为120～160℃、优选150℃～160℃，塔底温度为210～260℃、优选240～250℃，操作压力为0.1～0.2MPa(A)、优选0.10～0.15MPa(A)；所述减压塔1的理论塔板数为20～50、优选25～35，塔顶温度为140～180℃、优选155～165℃，塔底温度为220～280℃、优选230～250℃，操作压力为0.015～0.040MPa(A)、优选0.020～0.030MPa(A)；所述减压塔2的理论塔板数为20～50、优选20～30，塔顶温度为150～210℃、优选200～210℃，塔底温度为220～280℃、优选270～280℃，操作压力为0.005～0.03MPa(A)、优选0.010～0.020MPa(A)；
或者，优选地，采用减压塔1’+减压塔2’+减压塔3’对所述费托合成重质馏分油进行馏分切割；优选地，所述减压塔1’的理论塔板数为20～40、优选25～30，塔顶温度为80～180℃、优选100～150℃，塔底温度为150～300℃、优选180～250℃，操作压力为0.015～0.05MPa(A)；所述减压塔2’的理论塔板数为20～50、优选25～35，塔顶温度为140～180℃、优选155～165℃，塔底温度为220～280℃、优选230～250℃，操作压力为0.015～0.040MPa(A)、优选0.020～0.030MPa(A)；所述减压塔3’的理论塔板数为20～50、优选20～30，塔顶温度为150～210℃、优选200～210℃，塔底温度为220～280℃、优选270～280℃，操作压力为0.005～0.03MPa(A)、优选0.010～0.020MPa(A)；
或者，优选地，采用隔壁塔对所述费托合成重质馏分油进行馏分切割；优选地，所述隔壁塔操作条件是：主塔顶温度为100～200℃、优选140～160℃，塔底温度为200～300℃、优选250～280℃，操作压力为0.005～0.025MPa(A)、优选0.01～0.02MPa(A)，公共精馏段理论板数为10～20块，公共提馏段理论板数为5～15块，侧线采出段塔板数为20～30块，预分馏段塔板数为20～30块；
或者，优选地，采用设置有两个侧线汽提塔的常压分馏塔和/或减压分馏塔对所述费托合成重质馏分油进行馏分切割；优选地，采用设置有两个侧线汽提塔的减压分馏塔对所述费托合成重质馏分油进行馏分切割；进一步优选地，所述减压分馏塔的理论塔板数为20～60、优选30～50，塔顶温度为80～110℃、优选90～100℃，塔底温度为250-300℃、优选260～280℃，操作压力为0.005～0.025MPa(A)、优选0.01～0.02MPa(A)；所述侧线汽提塔的理论塔板数为10～30、优选15～25，且所述两个侧线汽提塔的理论塔板数可相同或不同。


3.如权利要求1或2所述的方法，其中，在所述步骤(2)中，所述碱是氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或其任意组合；
优选地，将所述混合物分别在30～60℃下以10～100r/min的转速进行搅拌；
优选地，采用5～20微米滤网进行所述过滤分离；
优选地，相对于所述液相的体积，分别采用0.2～0.8倍量的水进行所述水洗。


4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在所述步骤(3)中，所述精馏为共沸精馏或萃取精馏。


5.如权利要求4所述的方法，其中，所述共沸精馏可以采用均相共沸精馏工艺或非均相共沸精馏工艺；
进一步优选地，在采用所述均相共沸精馏工艺时，选用75wt％～99.9wt％、优选90w...

【专利技术属性】
技术研发人员：万会军，向忠权，杨强，李明，刘垒，陈晏杰，
申请(专利权)人：中科合成油工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11