[发明专利]红外光谱用于生产高润滑性、高稳定性的费-托法柴油及调和油料

说明书

发明背景

高α值的费-托烃合成法(FT-HCS)生产的典型粗产物用作柴油燃料时过重且含蜡过多。因此，普遍采用将FT-HCS产物加氢处理的方法来同时降低沸点和改进冷流性能。并且，加氢处理能够通过将FT-HCS过程中产生的任何含氧有机物和烯烃转化为相应链烷烃的方法将其除去。之所以希望除去烯烃和含氧有机物是由于高烯烃含量直接与氧化稳定性差有关且羧酸会造成燃料的腐蚀性。但是并不希望将包括高分子量直链伯醇在内的含氧有机物完全除去，保留原有长链伯醇的费-托馏出物呈现令人惊异的高润滑性。先有工艺方法能使所期望的含氧有机物最大化，同时使所不期望的羧酸和烯烃最小化。为确保产物组成在所期望的范围内，这些流程设计都要求深度加氢处理。这样的深度加氢处理会造成所不期望的投资成本增加，且由于大量的循环料流和氢耗使操作费用较高。具有控制二次加氢处理的能力将使操作过程连续最优化，同时使投资成本和操作费用最少化。本发明提供一种使用红外光谱法对新流程进行实时操作控制的方法来生产高润滑性、高稳定性的费-托法合成柴油燃料及调和油料。红外光谱法能够快速和再现性检测生产料流和成品中的主要烯烃、醇和羧酸浓度。

发明概述

本发明是对使用费-托(烃合成法)液体作为馏出燃料的生产工艺进行控制的方法。本方法包括加氢处理步骤。加氢处理能够通过将FT-HCS过程中产生的任何含氧有机物和烯烃转化为相应链烷烃的方法将其除去。之所以希望除去烯烃和含氧有机物是由于高烯烃含量直接与氧化稳定性差有关且羧酸会造成燃料的腐蚀性。但是并不希望将包括高分子量直链伯醇在内的含氧有机物完全除去，已发现保留原有长链伯醇的费-托馏出物呈现令人惊异的高润滑性。具有控制二次加氢处理的能力将使操作过程连续最优化。采用红外光谱法对生产过程进行实时操作控制来生产高润滑性、高稳定性的费-托法合成柴油燃料及调和油料。红外光谱法能够快速和再现性检测在生产料流和成品中的主要烯烃、醇和羧酸浓度。

在一个实施方案中，本方法包括将费-托法产品分成重馏分和轻馏分。然后将轻馏分用温度分离器进一步分成至少两个馏分，至少一个馏分含重质直链伯醇和至少一个馏分含轻质直链伯醇、烯烃和酸。含醇馏分用IR光照射并测定IR光照射所产生的吸收光谱。

用红外吸收光谱确定几个有代表性的醇、烯烃或酸浓度，然后，根据浓度调节分离器的温度，将浓度改变到预定浓度，然后将至少一部分重馏分和至少一部分含烯烃和酸的馏分加氢处理。其后将回收的加氢产物与至少一部分含醇馏分调和。将调和后的加氢产物分馏，回收馏出产物。在另一个实施方案中，调和后的加氢产物或馏出产物经红外光照射获得吸收光谱，由此得到醇、烯烃或酸的浓度。然后，可将分离器的温度调节到维持浓度在预定值。

附图简述

图1是本方法的示意图。

图2示出己酸浓度与1713cm^-1处吸光度的线性关系图。

图3示出溶解的铜与1713cm^-1处吸光度的关系图。

图4示出1-癸烯浓度与1642cm^-1处吸光度的线性关系图。

图5示出28天后过氧化值与燃料在1642cm^-1处吸光度的函数关系图。

优选实施方案说明

本发明涉及使用红外光谱法对采用费-托(烃合成法)液体作为馏出燃料的生产工艺进行优化和控制的方法。具体地说，本发明涉及对烃合成产物转化为实用馏出燃料工艺所需的加氢处理步骤优化和控制的方法。烃合成产物主要由直链烷烃组成，但根据催化剂不同还会含有大量的烯烃、直链醇、醛和羧酸。非转移型催化剂如钴主要产生链烷烃与烯烃，且醇是主要的第二产物。转移型催化剂如铁主要产生高级烯烃、醇、醛和羧酸。所有这些产物都是按所谓的Anderson-SchulzFlory分布以不同α值(反映了碳数分布)产生的。对于钴基烃合成催化剂来说，链烷烃产物的α值明显大于烯烃、醇和羧酸的α值。这就意味着这些次要组分将集中在轻馏分中。之所以希望除去烯烃和羧酸是由于高烯烃含量直接与氧化稳定性差有关且羧酸会造成燃料的腐蚀性。这两类所不希望的组分集中在烃合成产物的低沸点馏分中。已发现HCS的醇产物在全沸程HCS产物中，但集中在低沸点馏分中。已发现高分子量直链伯醇如C₁₂₊直链伯醇能赋予燃料优异的润滑性。