费托合成油品正构烷烃组分的络合分离研究

发布时间：2020-09-15 18:06

　　费托合成(Fischer-Tropsch Synthesis)下游产品包括汽油、柴油和航空煤油等。通常合成的汽油和柴油产品中,仍含有部分正构烷烃,正构烷烃会导致汽油辛烷值降低,柴油凝点升高。因此,本研究拟采用络合法对费托合成油品中的正构烷烃进行分离,达到改善费托合成油品品质,提高产品附加值的目的。一、针对费托合成柴油,尝试采用尿素络合法、硫脲络合法和尿素-硫脲络合法进行正构烷烃分离研究。通过对分离条件的优化,达到生产高纯度蜡和降低柴油凝点的目的。(1)直馏重柴:在尿素、无水乙醇和原料油质量比为1:8:1,反应温度为30℃,反应时间为4h的条件下,一次脱蜡得到的蜡产品中正构烷烃含量达到97.0wt%,二次脱蜡蜡产品中正构烷烃含量达到98.0wt%,蜡收率可以达到59.0%;(2)直馏轻柴:采用尿素络合法和尿素-硫脲络合法均可得到98.0wt%以上的高纯轻质液蜡。以尿素-硫脲络合法脱蜡,得到的液蜡收率可以达到37.5%;(3)异构柴油:在尿素量为25g、50g和100g时,异构柴油凝点可降低至为-25℃、-35℃和-41℃。实验结果表明,尿素用量越多,越有利于降低异构柴油凝点。二、针对费托合成FCC(流态化催化裂化)汽油,主要采用尿素-硫脲络合法进行正构烷烃分离研究。考察了各分离工艺条件的影响规律,达到提高汽油辛烷值的目的。在尿素-硫脲络合法的工艺条件优化实验中,通过对尿硫比、反应温度、络合剂量、活化剂种类、活化剂量和反应时间等脱蜡工艺条件的优化,得到最优工艺条件和最优分离效果。在以无水乙醇为活化剂,尿硫比为1:1,反应温度为-10℃,反应时间为4h,络合剂与活化剂质量比约为0.65的条件下,FCC汽油辛烷值最高提高14个单位,而分离后汽油中的硫含量未明显升高。三、针对络合法分离机理开展研究,通过对尿素络合物分子动力学模拟,得出高碳数正构烷烃与尿素形成的络合物稳定,低温有利于络合物稳定;通过XRD、IR和TG-DSC等分析方法对尿素络合物和尿素-硫脲络合物晶体结构和稳定性进行研究,结果表明硫脲的加入有助于尿素络合法分离低碳正构烷烃。
【学位单位】：北京石油化工学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ529.2
【部分图文】：

尿素,稳定性

尿素/硫脲络合物结构[12]Fig.1-1StructureofU/TICsviewedalongthetunnelaxis[12]

脱蜡,收率,尿素,活化剂

图2-1尿素量对脱蜡深度和收率影响Fig.2-1 Effect of urea addition on dewaxing results and yield 活化剂对脱蜡深度的影响

脱蜡,活化剂,种类,烷烃含量

图2-2活化剂种类对脱蜡深度的影响Fig.2-2 Effect of activators on dewaxing results.3 反应温度和脱蜡次数对脱蜡深度的影响通过以上对尿素量和活化剂等因素的考察，在 20g 尿素用量、200mL、20g 直馏柴油，在 20℃条件下，络合物相产品中正构烷烃含量达wt%。考虑温度对络合反应的影响，且在 20℃下，直馏柴油中有蜡固体析合反应效率降低。故在 30℃和 50℃下分别进行一次脱蜡，实验条件和 2-4 和图 2-3 所示，当温度为 30℃时，脱蜡效果最佳，络合物相产品中含量达到 97.0wt%，但随温度升高，络合物相产品中正构烷烃含量反而由于尿素络合反应为放热反应，温度过高不利于产物生成。为了进一步物相产物中正构烷烃含量，以 30℃条件下一次脱蜡得到的络合物相产，进行二次脱蜡，得到的络合物相产物中正构烷烃含量提高到 98.0wt表2-4考察温度/脱蜡次数实验条件和结果

【参考文献】