一种脱蜡溶剂及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种脱蜡溶剂，包含以下重要组分：碳酸二甲酯、蒎烷、蒎烯中的至少一种物质。一种使用所述脱蜡溶剂的脱蜡方法，将溶剂加入原料油中加热进行溶解，然后降温冷却，使原料油中的蜡结晶析出，过滤脱除原料油中的蜡，在过滤脱除原料油中的蜡结晶时，过滤温度为-10～5℃。本发明所使用的脱蜡溶剂，无毒无害，脱蜡过程安全，易操作；脱蜡过程中脱蜡温度较易实现，节约了脱蜡过程的制冷量，降低了能耗；进一步的所用溶剂中各组分闪点都较高，在操作场所防火防爆性能更好；本发明更进一步的优点是本发明所用溶剂的汽化热小于传统脱蜡所用溶剂甲苯或丁酮的汽化热，在蒸馏回收溶剂时易实现，耗能少。
【专利说明】一种脱蜡溶剂及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油炼制润滑油【技术领域】，涉及一种原料油脱蜡方法。
【背景技术】
[0002]溶剂脱蜡是润滑油基础油生产的重要工艺过程。由于含蜡油轻重不同，以及对凝固点的要求不同，脱蜡的方法有很多种。目前工业上所采用润滑油脱蜡的方法大致可以分为三类:1、结晶脱蜡:利用蜡在低温下能够从溶液中结晶析出的性质，通过过滤除去已经析出的蜡，使润滑油凝固点降低的过程。属于这类的方法有冷榨脱蜡、离心脱蜡、溶剂脱蜡等；其中溶剂脱蜡包括:酮苯脱蜡、丙烷脱蜡、丙酮-丙稀脱蜡、烯冷脱蜡等。溶剂脱蜡适用于不同黏度的各种润滑油料；2、尿素脱蜡:根据尿素与直链烃类即低分子石蜡在20°C~35°C下生成固体络合物，然后用过滤的方法将固体络合物与油分开，从而使油品的凝固点得到降低。此法只适用于煤油、柴油、轻质润滑油料；3、催化脱蜡:采用分子筛催化剂，如丝光沸石((BP法)、2SM-5沸石(MLDW法)的孔径，分别为7A和5A，只能允许润滑油馏分中的正构烷烃和小侧链烷烃进入沸石孔道，并与催化剂的酸性中心接触，进而发生选择裂化，达到润滑油脱蜡降凝的目的。目前国内主要采用溶剂脱蜡方法，在溶剂脱蜡过程所用溶剂主要有如下要求:1、由于溶剂的作用主要是稀释作用，因此，溶剂在脱蜡温度下的黏度应小，这样有利于蜡的结晶；2、溶剂应具有良好的选择性，即对油有很好的溶解能力，而在脱蜡温度下，对蜡则很难溶解；3、溶剂的沸点不应很高，它的热容和蒸发潜热要低，以便于用简单蒸馏的方法回收，但沸点也不能过低，以避免在高压下操作；4、溶剂的凝点应较低，在脱蜡温度下不会凝固；5、溶剂应无毒，不腐蚀设备，而且化学安定性好，容易得到。在目前普遍采用的酮类-苯类混合溶剂中，酮类为丙酮、甲乙酮等，苯类为笨、甲苯等，其中苯类的主要作用是溶解润滑油。但是苯类对蜡的溶解度较大，故需加入对蜡溶解度很小的酮类以减小对蜡的溶解度。
[0003]国内专利CN1144865C公开的一种蜡膏脱油制取蜡产品的方法，使用丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、苯、甲苯或其中几种混合物为溶剂，加热蜡膏高于其凝固点5~30°C，蜡膏喷雾压力为0.5~3MPa，溶剂温度为-15~15°C。该方法所用的溶剂有毒性，反应条件要求较高。
[0004]国内专利CN102757821A描述了一种润滑油基础油和食品用蜡的生产方法，是以加氢裂化尾油为原料，以C3~C6的脂肪酮与C6~C8芳香烃的混合物为溶剂，脱蜡、脱油以一定的溶剂比，脱蜡温度为-18°c~-22°c。与本发明相似之处为发明了新的脱蜡溶剂为C3~C6的脂肪酮与C6~C8芳香烃，但该方法脱蜡温度过低，能耗大。国内专利CN102757821A描述了一种低含蜡烃油的溶剂脱蜡方法，该方法为将原料油、脱蜡助剂和脱蜡溶剂混合，冷却,过滤；该方法需要添加脱蜡助剂,增加分离成本。
[0005]美国专利US3720599A描述一种连续脱蜡生产方法，以蜡油为原料，以C3的脂肪酮与这些酮类与芳香族化合物的混合物为脱蜡溶剂，添加冷却剂，整个过程冷却剂的温度控制在_45°C~26°C，经过多个阶段控制压力，使冷却剂蒸发带走热量将石蜡沉淀分离。该方法要添加冷却剂，温度为_45°C~26°C，冷却温度过低使得脱蜡过程中条件、设备要求较高，操作难度较大。
[0006]甲苯又称甲基苯，具有毒性，挥发性大，熔点为_95°C，沸点为110.8°C，闪点为
8.5°C，汽化热为360.lkj/kg ;丁酮又称甲基乙基酮、2- 丁酮，具低毒性，挥发性大，易燃易爆，熔点为-85.9°C，沸点为79.6°C，闪点为_7°C，汽化热为434.lkj/kg。碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，DMC)熔点为 3.(TC，沸点为 90.2°C，闪点为 22°C，汽化热为 329.2kJ/kg，是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料；菔烯是一种可再生资源，其由松树分泌的松脂经蒸馏分离而得，是一种产量丰富的天然精油，毒性低，安全性好。菔烯主要包含a -菔烯(a -Pinene)和P -菔烯(P -Pinene)同分异构体，a -菔烯的熔点为-62.5°C,沸点为156°C，闪点为37.8°C，汽化热为288.7kJ/kg，^ -菔烯的熔点为_61°C，沸点为164~166°C，闪点为42°C ;菔烯烃催化加氢可制得菔烷，菔烷稳定性良好，微溶于水，易溶于有机溶剂。a-菔烯、3 -菔烯和菔烷都是天然产物，具有可再生和绿色环保双重特性优势。
[0007]由此可见，传统的酮苯溶剂脱蜡过程，所采用的脱蜡溶剂甲苯、丁酮均为有毒有害物质，挥发性大，对人身体和环境都有较大的伤害。而且酮苯溶剂的凝固点低，脱蜡的过滤操作温度为_17°C~-24°C，所消耗的冷冻能量较大。酮苯脱蜡所用溶剂闪点较低，易发生爆炸，在生产过程安全系数不高。甲苯、丁酮、DMC和菔烯的汽化热分别为360.lkj/kg、434.lkj/kg、329.2kJ/kg和288.7kJ/kg，因此蒸馏回收溶剂DMC与a -菔烯比甲苯与丁酮更节能。综上所述，由于丁酮和甲苯具有一定的毒性，在生产过程中有一定的毒害作用，而且脱蜡温度较低，需要较大的制冷能耗。
[0008]因此，如何使得脱蜡过程节能减排并绿色环保，操作简单、安全，是本领域技术人员亟需解决的问题。
【发明内容】
[0009]本发明针对现有技术的不足，发明一种脱蜡溶剂及其使用方法，使得脱蜡过程能耗低、绿色环保，操作简单、安 全。
[0010]本发明的主要内容如下:
[0011]一种脱蜡溶剂，其中包含以下重要组分:碳酸二甲酯、菔烷、菔烯中的至少一种物质。
[0012]优选的是，按质量百分比包含以下重要组分:碳酸二甲酯20%~100%，菔烷和菔烯为小于或等于80%，其中菔烷占10~98%，菔烯占2~90%。
[0013]优选的是，按质量百分比包含以下重要组分:20~100%碳酸二甲酯、0~80%菔烧。
[0014]优选的是，按质量百分比包含以下重要组分:20~100%碳酸二甲酯、0~80%菔烯。
[0015]优选的是，按质量百分比包含以下重要组分:5~95%菔烯、5~95%菔烧。
[0016]优选的是，所述的菔烯包含a -菔烯和0 -菔烯，二者可以任意比例混合。
[0017]一种使用本发明所述脱蜡溶剂的脱蜡方法，将溶剂加入原料油中加热进行溶解，然后降温冷却，使原料油中的蜡结晶析出，过滤脱除原料油中的蜡，在过滤脱除原料油中的蜡结晶时，过滤温度为-10~5°C。[0018]优选的是，原料油与溶剂的重量比为1:1~1:6。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]本发明使用碳酸二甲酯、菔烷、菔烯中的至少一种作溶剂，无毒无害，脱蜡过程安全，更易操作；脱蜡过程中脱蜡温度较易实现，节约了脱蜡过程的制冷量，降低了能耗；进一步的所用溶剂中各成分闪点都较高，在操作场所防火防爆性能更好；本发明更进一步的优点是本发明所用溶剂的汽化热小于传统脱蜡所用溶剂甲苯或丁酮的汽化热，在蒸馏回收溶剂时易实现，耗能少。
【具体实施方式】
[0021]以下参照【具体实施方式】来进一步描述本发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本发明保护范围并不受制于本发明的实施方式。实施例中所用的原料油由广西田东炼油厂提供。
[0022]实施例1
[0023]称取碳酸二甲酯2080g,菔烧520g混合配制成脱腊溶剂,然后称取500g原料油、2500g的脱腊溶剂一起倒入烧杯中进行磁力搅拌混合。混合液水浴加热至45°C,在原料油完全溶解后，缓慢降温冷却至-10°C，使蜡慢慢结晶析出，保温30min后进行减压抽滤脱除原料油中析出的蜡，即完成脱蜡。取脱蜡后所得脱蜡滤液，脱蜡滤液脱除脱蜡溶剂后即得润滑油基础油，所得润滑油基础油收率为52%。
[0024]实施例2
[0025]称取碳酸二甲酯800g,菔烯400g混合配制成脱腊溶剂,然后称取500g原料油、1000g的脱腊溶剂一起倒入烧杯中进行磁力搅拌混合。混合液水浴加热至45°C,在原料油完全溶解后，缓慢降温冷却至_8°C，使蜡慢慢结晶析出，保温30min后进行减压抽滤脱除原料油中析出的蜡，即完成脱蜡。取脱蜡后所得脱蜡滤液，脱蜡滤液脱除脱蜡溶剂后即得润滑油基础油，所得润滑油基础油收率为45%。
[0026]实施例3
[0027]称取碳酸二甲酯3000g配制成脱蜡溶剂，然后称取500g原料油、3000g的脱蜡溶剂一起倒入烧杯中进行磁力搅拌混合。混合液水浴加热至45°C，在原料油完全溶解后，缓慢降温冷却至_5°C，使蜡慢慢结晶析出，保温30min后进行减压抽滤脱除原料油中析出的蜡，即完成脱蜡。取脱蜡后所得脱蜡滤液，脱蜡滤液脱除脱蜡溶剂后即得润滑油基础油，所得润滑油基础油收率为56%。
[0028]实施例4
[0029]称取碳酸二甲酯1200g,菔烧250g,菔烯100g混合配制成脱腊溶剂,然后称取500g原料油、1500g的脱腊溶剂一起倒入烧杯中进行磁力搅拌混合。混合液水浴加热至45°C,在原料油完全溶解后，缓慢降温冷却至_3°C，使蜡慢慢结晶析出，保温30min后进行减压抽滤脱除原料油中析出的蜡，即完成脱蜡。取脱蜡后所得脱蜡滤液，脱蜡滤液脱除脱蜡溶剂后即得润滑油基础油，所得润滑油基础油收率为60%。
[0030]实施例5
[0031]称取碳酸二甲酯1250g,菔烯300g混合配制成脱腊溶剂,然后称取500g原料油、1500g的脱腊溶剂一起倒入烧杯中进行磁力搅拌混合。混合液水浴加热至45°C,在原料油完全溶解后，缓慢降温冷却至0°c，使蜡慢慢结晶析出，保温30min后进行减压抽滤脱除原料油中析出的蜡，即完成脱蜡。取脱蜡后所得脱蜡滤液，脱蜡滤液脱除脱蜡溶剂后即得润滑油基础油，所得润滑油基础油收率为62%。
[0032]实施例6
[0033]称取碳酸二甲酯2000g,菔烧500g,菔烯500g混合配制成脱腊溶剂,然后称取500g原料油、3000g的脱腊溶剂一起倒入烧杯中进行磁力搅拌混合。混合液水浴加热至45°C,在原料油完全溶解后，缓慢降温冷却至0°C，使蜡慢慢结晶析出，保温30min后进行减压抽滤脱除原料油中析出的蜡，即完成脱蜡。取脱蜡后所得脱蜡滤液，脱蜡滤液脱除脱蜡溶剂后即得润滑油基础油，所得润滑油基础油收率为65%。
[0034]实施例7
[0035]称取菔烷2000g，菔烯500g混合配制成脱蜡溶剂，然后称取500g原料油、2500g的脱蜡溶剂一起倒入烧杯中进行磁力搅拌混合。混合液水浴加热至45°C，在原料油完全溶解后，缓慢降温冷却至2°C，使蜡慢慢结晶析出，保温30min后进行减压抽滤脱除原料油中析出的蜡，即完成脱蜡。取脱蜡后所得脱蜡滤液，脱蜡滤液脱除脱蜡溶剂后即得润滑油基础油，所得润滑油基础油收率为68%。
[0036]实施例8
[0037]称取菔烯1500g配 制成脱蜡溶剂，然后称取500g原料油、1500g的脱蜡溶剂一起倒入烧杯中进行磁力搅拌混合。混合液水浴加热至45°C，在原料油完全溶解后，缓慢降温冷却至3°C，使蜡慢慢结晶析出，保温30min后进行减压抽滤脱除原料油中析出的蜡，即完成脱蜡。取脱蜡后所得脱蜡滤液，脱蜡滤液脱除脱蜡溶剂后即得润滑油基础油，所得润滑油基础油收率为70%。
[0038]实施例9
[0039]称取菔烷500g配制成脱蜡溶剂，然后称取500g原料油、500g的脱蜡溶剂一起倒入烧杯中进行磁力搅拌混合。混合液水浴加热至45°C，在原料油完全溶解后，缓慢降温冷却至5°C，使蜡慢慢结晶析出，保温30min后减压抽滤脱除原料油中析出的蜡，即完成脱蜡。取脱蜡后所得脱蜡滤液，脱蜡滤液脱除脱蜡溶剂后即得润滑油基础油，所得润滑油基础油收率为 72%。
[0040]本发明在传统的酮苯脱蜡的生产工艺基础上，改用碳酸二甲酯、菔烷、菔烯中的至少一种物质作为脱蜡溶剂进行脱蜡，所用脱蜡溶剂无毒无害、安全性能好和绿色环保，是一种绿色脱蜡溶剂，也是石油化工清洁生产的发展方向；所采用脱蜡溶剂进行脱蜡的方法过滤温度比传统的酮苯脱蜡温度高，有利于节约脱蜡过程的冷量，过滤速率快；菔烯的闪点为37.8°C，碳酸二甲酯的闪点为22°C，甲苯的闪点为8.5°C，丁酮的闪点为-7.(TC，本发明溶剂的闪点比酮苯的高，则对本发明脱蜡溶剂脱蜡操作场所的防火防爆安全性更好；本发明脱蜡溶剂碳酸二甲酯汽化热为329.2kJ/kg、菔烯的汽化热为288.7kJ/kg，他们的汽化热小于甲苯(汽化热为360.lkj/kg)和丁酮(汽化热为434.lkj/kg)，蒸馏回收溶剂更加节能。同时，脱蜡后所得的润滑油基础油收率较高。
【权利要求】
1.一种脱蜡溶剂，其特征在于，包含以下重要组分:碳酸二甲酯、菔烷、菔烯中的至少一种物质。
2.根据权利要求1所述脱蜡溶剂，其特征在于:按质量百分比包含以下重要组分:碳酸二甲酯为20~100%，菔烷和菔烯为小于或等于80%，其中菔烷占10~98%，菔烯占2~90%。
3.根据权利要I所述脱蜡溶剂，其特征在于:按质量百分比包含以下重要组分:20~100%碳酸二甲酯、0~80%菔烷。
4.根据权利要I所述脱蜡溶剂，其特征在于:按质量百分比包含以下重要组分:20~100%碳酸二甲酯、0~80%菔烯。
5.根据权利要2所述脱蜡溶剂，其特征在于:按质量百分比包含以下重要组分:5~95%菔烯、5~95%菔烷。
6.根据权利要求1所述的脱蜡溶剂，其特征在于:所述的菔烯包含a-菔烯和(6-菔烯，二者可以任意比例混合。
7.一种使用权利要求1所述脱蜡溶剂来脱蜡的方法，将脱蜡溶剂加入原料油中加热进行溶解，然后降温冷却，使原料油中的蜡结晶析出，过滤脱除原料油中的蜡结晶，其特征在于:在过滤脱除原料油中的蜡结晶时，过滤温度为-10~5°C。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于:原料油与脱蜡溶剂的重量比为1:1~1:6。
【文档编号】C10G73/10GK103571537SQ201310583356
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】陈小鹏, 梁杰珍, 王琳琳, 谢丹丹, 张铭, 计建忠, 韦炜, 潘红云 申请人:广西大学