利用植物油脂生產α－烯烴的方法技術

本發明專利技術涉及一種利用植物油脂生產α－烯烴的方法，包括：將植物油脂輸入管式裂解爐，在非催化的條件下進行熱裂解，反應產物降溫后進行產品分離。本發明專利技術利用可再生的植物油脂來生產α－烯烴，不但擴大了生產α－烯烴的原料來源，而且更有利于生產高價值的Ｃ６～Ｃ１２的α－烯烴。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種利用植物油脂生產α-烯烴的方法，具體地說，是一種利用植物油脂通過熱裂解生產α-烯烴的方法。
技術介紹
直鏈α-烯烴通常是指C4及C4以上直鏈端烯烴，是近30年來迅速發展的一類重要的有機化工原料，自20世紀90年代乙烯齊聚生產α-烯烴工藝技術工業化以來，其應用領域不斷擴大，廣泛應用于共聚單體，合成潤滑油基礎油、表面活性劑、增塑劑、殺菌劑以及乳化劑等化工產品。隨著世界經濟的高速發展，α-烯烴市場仍呈現較快發展的態勢，一些新的裝置仍在建設之中。世界α-烯烴生產能力將從2003年的370萬噸進一步增加到2007年的440萬噸以上；需求方面2001年全球用于α-烯烴的需求量為250萬噸，預計到2010年需求量將增加到470萬，年均增長率約為6.6％。由于α-烯烴具有很大的市場發展潛力，國內外一些主要的生產商正在不斷擴大生產能力，探索新的和更為經濟有效的新工藝，增強產品的市場競爭力。α-烯烴的工業化生產方法主要有蠟裂解、乙烯齊聚、內烯烴異構、脂肪醇脫氫、萃取分離等方法，目前以乙烯齊聚的工藝方法占主導地位。根據統計，美國約有6％的乙烯通過該工藝用于α-烯烴的生產。天然植物油脂以棕櫚油為例是從油棕樹上的棕果(Elaeis?Guineensis)中榨取出來的。油脂是飽和脂肪、單不飽和脂肪、多不飽和脂肪三種成分混合構成的，它主要以碳、氫和氧元素為主，硫和氮元素的含量很少。隨著轉基因技術的進步，它們產量更高，是一種綠色、可再生的資源。長期以來它被人們當成天然食品來使用已超過五千年的歷史。此外，還可以用來制造肥皂以及其它許多種類的產品。由于植物油脂特殊的組成結構，可以考慮作為燃料油或石油化工工藝的原料。早期和目前的研究主要是將植物油脂中轉化成清潔燃料和低碳烯烴產品。CN?1190471C公開了一種用油脂(包括植物油脂和動物油脂)合成生物柴油的方法。該方法是利用植物油脂通過生物酶催化作用合成生物柴油，作為清潔燃料油或調和組分使用，是目前除了上述植物油脂的用途外，最廣泛使用的方法。US?2007/0015947A1公開了一種植物油脂采用二部法生產C2～C5烯烴(低碳烯烴)，第一步通過預處理手段脫出雜質，第二步采用常規催化裂化工藝生產低碳烯烴。由于催化裂化工藝遵循正碳離子的反應機理，其裂化產品主要以汽油和柴油為主，裂解氣中以丙烯產品為主。CN?1269853C(國際申請號PCT/JP00/00042)公開了一種低碳α-烯烴(乙烯)采用齊聚反應生產分子量低于1000的低聚α-烯烴的催化劑和生產工藝方法，其產品中的α-烯烴包括C4～C28，碳數范圍不同，用途也不同。CN?1506442A公開了一種以半精煉蠟為原料，通過高溫熱裂解的方法生產C5～C13-->的α-烯烴，再通過二次注汽工藝分餾裝置分離該α-烯烴，作為合成烴類潤滑油的原料。經重合反應、常減壓分餾，實現了相同原料和工藝條件下，同步生產8B航空噴氣機潤滑油和20號航空潤滑油的工藝目標。現有利用植物油脂的技術主要是利用它特殊的物質結構，生產生物柴油，或將它作為煉油工藝的催化裂化裝置原料也是一種選擇，它主要目標是生產高辛烷值的汽油和柴油產品或調和組分，催化裂化低碳烯烴主要以丙烯產品為主，收率比較低。到目前為止，將植物油脂直接作為生產α-烯烴工藝原料的技術沒有報道。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種利用植物油脂生產α-烯烴的方法，該方法能夠利用植物油脂最大限度的生產α-烯烴，并使反應裝置可以長周期運轉。本專利技術中所有壓力均指表壓。本專利技術提供的方法包括：將植物油脂輸入管式裂解爐，在非催化的條件下進行熱裂解，反應產物降溫后進行產品分離；反應條件：植物油脂在管式裂解爐的對流段預熱至250℃～450℃，裂解爐的出口溫度為560～680℃，裂解爐出口壓力為0.1Mpa～0.5Mpa；停留時間為2～30s。所述植物油脂的主要成分是C12～C24脂肪酸的三甘油酯，優選為棕櫚油、大豆油和菜籽油中的一種或幾種。裂解爐出口溫度優選為580～630℃。所述的停留時間指的是在管式裂解爐輻射段的停留時間。停留時間優選為5～20s。優選的情況下，將裂解爐出口溫度控制在560～600℃，并將未轉化物質循環回管式裂解爐繼續反應，所述未轉化物質是指裂解反應產物進行產品分離中的分餾塔底物。另一種優選的情況下，將裂解爐出口溫度控制在大于600℃至680℃，未轉化物質不返回管式裂解爐，所述未轉化物質是指裂解反應產物進行產品分離中的分餾塔底物。所述的管式裂解爐屬于現有技術，其由對流段和輻射段兩部分組成。采用本專利技術提供的方法，可以利用植物油脂作為熱裂解原料，生產C6～C24的混合α-烯烴產品，特別是高價值的C6～C12的α-烯烴。現有技術主要是通過蠟裂解和乙烯齊聚來生產α-烯烴，由于反應原料和反應機理的不同，上述工藝與本專利技術的反應條件和反應產物分布均不相同。與現有技術相比，本專利技術具有以下優勢：①本專利技術所用的原料-植物油脂是一種可再生的資源，不但擴大生產α-烯烴的原料來源，有助于緩解目前α-烯烴原料供應緊張的矛盾，而且對α-烯烴的長期、穩定供應具有十分重大的意義；②本專利技術的方法更有利于生產C6～C24的混合α-烯烴，特別是高價值的C6～C12的α-烯烴；③甘油脂的裂解產生一定量的CO和CO2氣體，可以降低裂解反應的烴分壓，提高裂解反應的選擇性，更有利于α-烯烴的生成，同時降低裂解反應結焦。附圖說明附圖是本專利技術所提供的方法的示意圖。-->具體實施方式以下結合附圖，具體闡述本專利技術。本專利技術的具體實施方式是：本專利技術的一種優選實施方式是：植物油脂作為熱裂解反應的原料，經管式裂解爐的對流段，加熱至250℃～450℃，然后進入輻射段進行高溫裂解反應。反應條件為：裂解爐出口溫度為560～600℃，優選580～600℃；裂解爐出口壓力為0.1Mpa～0.5Mpa；反應停留時間：2～30s，優選5～20s。反應產物經急冷鍋爐和裂解急冷器降溫后，在常規的常、減壓分餾塔中對不同碳數的α-烯烴進行分離，在常壓分餾塔塔頂分離出反應生成的CO/CO2，在分餾塔塔底收集到的未反應物質(其中含有未反應的植物油脂和未完全反應的中間大分子物質)與新鮮植物油脂混合后作為熱裂解反應的原料使用。本專利技術的第二種優選實施方式是：植物油脂作為熱裂解反應的原料，經管式裂解爐的對流段，加熱至250℃～450℃，然后進入輻射段進行高溫裂解反應。反應條件為：裂解爐出口溫度為大于600℃至680℃，優選大于600℃至630℃；裂解爐出口壓力為0.1Mpa～0.5Mpa；反應停留時間：2～30s，優選5～20s。反應產物經急冷鍋爐和裂解急冷器降溫后，在常規的常、減壓分餾塔中對不同碳數的α-烯烴進行分離，在常壓分餾塔塔頂分離出反應生成的CO/CO2，在分餾塔塔底收集到的未反應物質作為其他煉油加工工藝的進料。以下通過實施例進一步說明本專利技術。實施例中的植物油脂A是棕櫚油、植物油脂B是大豆油，植物油脂C是菜籽油，三種植物油脂均為市售的商品油。實施例1以一種植物油脂A，其性質見表1，作為模擬熱裂解性能評價試驗裝置進料，模擬裂解評價試驗裝置由進料系統、原料預熱、裂解反應系統、急冷系統和產品分離系統五部分組成，整套裝置由一臺計算機控制操作和監測運行。生成的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用植物油脂生產α－烯烴的方法，包括：將植物油脂輸入管式裂解爐，在非催化的條件下進行熱裂解，反應產物降溫后進行產品分離；反應條件：植物油脂在管式裂解爐的對流段預熱至２５０℃～４５０℃，裂解爐的出口溫度為５６０～６８０℃，裂解爐出口壓力為０．１Ｍｐａ～０．５Ｍｐａ；停留時間為２～３０ｓ。

【技術特征摘要】
1.一種利用植物油脂生產α-烯烴的方法，包括：將植物油脂輸入管式裂解爐，在非催化的條件下進行熱裂解，反應產物降溫后進行產品分離；反應條件：植物油脂在管式裂解爐的對流段預熱至250℃～450℃，裂解爐的出口溫度為560～680℃，裂解爐出口壓力為0.1Mpa～0.5Mpa；停留時間為2～30s。2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，植物油脂為棕桐油、大豆油和菜籽油中的一種或幾種。3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，裂解爐出口溫度為580～630℃。4...

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔德春，王子軍，侯煥娣，張書紅，李子鋒，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]