由植物油脂生产α－烯烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种由植物油脂生产α－烯烃的方法，包括：将植物油脂和稀释水输入管式裂解炉，在非催化的条件下进行热裂解，反应产物降温后进行产品分离。本发明专利技术利用可再生的植物油脂来生产α－烯烃，不但扩大了生产α－烯烃的原料来源，而且更有利于生产高价值的Ｃ６～Ｃ１２的α－烯烃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由植物油脂生产α-烯烃的方法，具体地说，是一种由植物油脂通过蒸汽热裂解生产α-烯烃的方法。
技术介绍
直链α-烯烃通常是指C4及C4以上直链端烯烃，是近30年来迅速发展的一类重要的有机化工原料，自20世纪90年代乙烯齐聚生产α-烯烃工艺技术工业化以来，其应用领域不断扩大，广泛应用于共聚单体，合成润滑油基础油、表面活性剂、增塑剂、杀菌剂以及乳化剂等化工产品。随着世界经济的高速发展，α-烯烃市场仍呈现较快发展的态势，一些新的装置仍在建设之中。世界α-烯烃生产能力将从2003年的370万吨进一步增加到2007年的440万吨以上；需求方面2001年全球用于α-烯烃的需求量为250万吨，预计到2010年需求量将增加到470万，年均增长率约为6.6％。由于α-烯烃具有很大的市场发展潜力，国内外一些主要的生产商正在不断扩大生产能力，探索新的和更为经济有效的新工艺，增强产品的市场竞争力。α-烯烃的工业化生产方法主要有蜡裂解、乙烯齐聚、内烯烃异构、脂肪醇脱氢、萃取分离等方法，目前以乙烯齐聚的工艺方法占主导地位。根据统计，美国约有6％的乙烯通过该工艺用于α-烯烃的生产。天然植物油脂以棕榈油为例是从油棕树上的棕果(Elaeis Guineensis)中榨取出来的。油脂是饱和脂肪、单不饱和脂肪、多不饱和脂肪三种成分混合构成的，它主要以碳、氢和氧元素为主，硫和氮元素的含量很少。随着转基因技术的进步，它们产量更高，是一种绿色、可再生的资源。长期以来它被人们当成天然食品来使用已超过五千年的历史。此外，还可以用来制造肥皂以及其它许多种类的产品。由于植物油脂特殊的组成结构，可以考虑作为燃料油或石油化工工艺的原料。早期和目前的研究主要是将植物油脂中转化成清洁燃料和低碳烯烃产品。CN 1190471C公开了一种用油脂(包括植物油脂和动物油脂)合成生物柴油的方法。该方法是利用植物油脂通过生物酶催化作用合成生物柴油，作为清洁燃料油或调和组分使用，是目前除了上述植物油脂的用途外，最广泛使用的方法。US 2007/0015947A1公开了一种植物油脂采用二步法生产C2～C5烯烃(低碳烯烃)，第一步通过预处理手段脱出杂质，第二步采用常规催化裂化工艺生产低碳烯烃。由于催化裂化工艺遵循正碳离子的反应机理，其裂化产品主要以汽油和柴油为主，裂解气中以丙烯产品为主。CN 1269853C(国际申请号PCT/JP00/00042)公开了一种低碳α-烯烃(乙烯)采用齐聚反应生产分子量低于1000的低聚α-烯烃的催化剂和生产工艺方法，其产品中的α-烯烃包括C4～C28，碳数范围不同，用途也不同。CN 1506442A公开了一种以半精炼蜡为原料，通过高温热裂解的方法生产C5～C13-->的α-烯烃，再通过二次注汽工艺分馏装置分离该α-烯烃，作为合成烃类润滑油的原料。经重合反应、常减压分馏，实现了相同原料和工艺条件下，同步生产8B航空喷气机润滑油和20号航空润滑油的工艺目标。现有利用植物油脂的技术主要是利用它特殊的物质结构，生产生物柴油，或将它作为炼油工艺的催化裂化装置原料也是一种选择，它主要目标是生产高辛烷值的汽油和柴油产品或调和组分，催化裂化低碳烯烃主要以丙烯产品为主，收率比较低。到目前为止，将植物油脂直接作为生产α-烯烃工艺原料的技术没有报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用植物油脂生产α-烯烃的方法，该方法能够利用植物油脂最大限度的生产α-烯烃，并使反应装置可以长周期运转。本专利技术中所有压力均指表压。本专利技术提供的方法包括：将植物油脂和稀释水输入管式裂解炉，在非催化的条件下进行热裂解，反应产物降温后进行产品分离；反应条件：植物油脂在管式裂解炉的对流段预热至300℃～450℃，裂解炉的出口温度为540～680℃，裂解炉出口压力为0.1Mpa～0.5Mpa；停留时间为2～20s，稀释水与植物油脂的重量比为0.01～0.2。所述植物油脂的主要成分是C12～C24脂肪酸的三甘油酯，优选为棕榈油、大豆油和菜籽油中的一种或几种。裂解炉出口温度优选为570～630℃。所述的停留时间指的是在管式裂解炉辐射段的停留时间。停留时间优选为5～15s。稀释水与植物油脂的重量比优选为0.05～0.15。本专利技术中，稀释水的预热温度优选控制在350℃～550℃。稀释水的预热可通过与植物油脂共用管式裂解炉的对流段或是采用单独的预热炉来实现；优选采用单独的预热炉。优选的情况下，将裂解炉出口温度控制在540～600℃，并将未转化物质循环回管式裂解炉继续反应，所述未转化物质是指裂解反应产物进行产品分离中的分馏塔底物。另一种优选的情况下，将裂解炉出口温度控制在大于600℃至680℃，未转化物质不返回管式裂解炉，所述未转化物质是指裂解反应产物进行产品分离中的分馏塔底物。所述的管式裂解炉属于现有技术，其由对流段和辐射段两部分组成。采用本专利技术提供的方法，可以利用植物油脂作为热裂解原料，生产C6～C24的混合α-烯烃产品。现有技术主要是通过蜡裂解和乙烯齐聚来生产α-烯烃，由于反应原料和反应机理的不同，上述工艺与本专利技术的反应条件和反应产物分布均不相同。与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：①本专利技术所用的原料-植物油脂是一种可再生的资源，不但扩大生产α-烯烃的原料来源，有助于缓解目前α-烯烃原料供应紧张的矛盾，而且对α-烯烃的长期、稳定供应具有十分重要的意义；②本专利技术的方法更有利于生产C6～C24的混合α-烯烃，特别是高价值的C6～C12的α-烯烃；③本专利技术采用水蒸汽作为稀释剂，可以提高目标产物的收率，对高温裂解反应结焦有一定的抑制作用；④甘油脂的裂解产生一定量的CO和-->CO2气体，可以降低裂解反应的烃分压，提高裂解反应的选择性，更有利于α-烯烃的生成，同时降低裂解反应结焦。附图说明附图是本专利技术所提供的方法的示意图。具体实施方式以下结合附图，具体阐述本专利技术。本专利技术的一种优选实施方式是：植物油脂作为热裂解反应的原料，经管式裂解炉的对流段，预热至300℃～450℃。根据反应操作条件的要求，可以将稀释水通过独立的工艺管线直接输入管式裂解炉的对流段，也通过单独设置的预热炉，将稀释水预热至350℃～550℃。达到预热温度的两种物料在管式裂解炉的辐射段进行混合后，进行高温裂解反应，反应条件为：裂解炉出口温度为540～600℃，优选570～600℃；裂解炉出口压力为0.1Mpa～0.5Mpa；反应停留时间：2～20s，优选5～15s；稀释水与植物油脂的重量比为0.01～0.2，优选为0.05～0.15。反应产物经急冷锅炉和裂解急冷器降温后，在常规的常、减压分馏塔中对不同碳数的α-烯烃进行分离，在常压分馏塔塔顶分离出反应生成的CO/CO2，在分馏塔塔底收集到的未反应物质(其中含有未反应的植物油脂和未完全反应的中间大分子物质)与新鲜植物油脂混合后作为热裂解反应的原料使用。本专利技术的第二种优选实施方式是：植物油脂作为热裂解反应的原料，经管式裂解炉的对流段，预热至300℃～450℃。根据反应操作条件的要求，可以将稀释水通过独立的工艺管线直接输入管式裂解炉的对流段，也通过单独设置的预热炉，将稀释水预热至350℃～550℃。达到预热温度的两种物料在辐射段进行混合后，进行高温裂解反应，反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由植物油脂生产α－烯烃的方法，包括：将植物油脂和稀释水输入管式裂解炉，在非催化的条件下进行热裂解，反应产物降温后进行产品分离；反应条件：植物油脂在管式裂解炉的对流段预热至３００℃～４５０℃，裂解炉的出口温度为５４０～６８０℃，裂解炉出口压力为０．１Ｍｐａ～０．５Ｍｐａ；停留时间为２～２０ｓ，稀释水与植物油脂的重量比为０．０１～０．２。

【技术特征摘要】
1.一种由植物油脂生产α-烯烃的方法，包括：将植物油脂和稀释水输入管式裂解炉，在非催化的条件下进行热裂解，反应产物降温后进行产品分离；反应条件：植物油脂在管式裂解炉的对流段预热至300℃～450℃，裂解炉的出口温度为540～680℃，裂解炉出口压力为0.1Mpa～0.5Mpa；停留时间为2～20s，稀释水与植物油脂的重量比为0.01～0.2。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物油脂为棕榈油、大豆油和菜籽油中的一种或几种。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，裂解炉出口温度为570～630℃。4.按照权利要求1所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔德春，王子军，侯焕娣，张书红，李子锋，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]