精制蠟、費托粗蠟的精制方法和系統與流程
1.本發明屬于費托蠟精制技術領域，具體涉及一種精制蠟、費托粗蠟的精制方法和系統。
背景技術：
2.費托合成(簡稱f-t合成)技術，是以co和h2的混合氣體為原料，在催化劑作用和適當反應條件下，合成碳氫化合物的工藝。合成產物稱為費托合成油，經常減蒸餾后，可以分離出液化氣餾分、石腦油餾分、汽油餾份、柴油餾份、重質油餾分以及費托粗蠟。費托粗蠟相對分子量在500-2000之間，主要由直鏈飽和烷烴組成，碳數分布通常在15-120之間。從費托粗蠟中分離出的蠟一般具有結晶度高、熔點高、熔點范圍窄、針入度低、熔融粘度低、穩定性高、芳烴含量低、幾乎不含硫氮等雜質以及堅硬、耐磨等特點，可以廣泛應用于蠟燭、食品包裝涂層、日用化狀品、pvc類產品加工潤滑劑、熱熔膠、塑料加工、油墨與涂料、亮光蠟、溫拌瀝青添加劑等領域。
3.cn110066680a和cn104673383a涉及利用費托合成蠟生產高熔點精制蠟的方法，這些方法的共同特點是，將費托合成蠟在低于10pa的極限真空和220-320℃下，利用烴類組分的沸點差進行多級蒸餾分離，得到不同牌號的高熔點蠟產品。該方法優點在于工藝路線簡單，但主要存在以下問題：1)裝置建設的難度大，設備性能要求高，難以進行萬噸級大規模工業化應用；2)受蒸餾溫度和真空條件限制，無法直接蒸餾出熔點大于80℃的蠟，熔點大于80℃的餾分只能以釜底重質殘余物的形式流出，因此難以對其進行質量控制；3)從產品質量方面，蒸餾技術得到的費托蠟產品含油量偏高，通常在1-4wt％，難以滿足《0.8wt％的行業要求；4)費托蠟為長鏈烷烴分子，具有容易裂解的特性，且原料中存在的少量烯烴、含氧化合物、以及其它雜質，在高溫蒸餾過程容易因受熱而發生裂解、積碳結焦等化學變化，不僅影響分離操作，而且影響蠟產品的技術指標，尤其是造成蠟產品的度變差。
4.《酮苯裝置脫蠟結晶工藝因素研究》公開了一種溶劑脫蠟方法，該方法是以石油減壓餾分油為原料，加入大量的酮類(如丁酮)與甲苯的混合溶劑，形成混合溶液，然后進行冷凍降溫，使蠟結晶，并借助真空過濾機把蠟晶體從油中分離出去，以保證主產品脫蠟油的收率與品質，同時副產石蠟產品。該技術以石油減壓餾分油為原料，原料餾分相對窄，含蠟量只有20-30wt％，且碳數通常不大于35，得到的石蠟熔點普遍低于70℃。費托粗蠟中正構烷烴的含量通常大于50wt％，且碳數分布寬，高碳數蠟分子的結晶性能決定了費托粗蠟難以在酮苯體系中形成大的片狀晶體結構，從而造成晶漿在過濾時的過濾阻力偏大，分離效果差。因此，不適宜利用酮苯脫蠟的方法處理費托粗蠟以生產熔點高于70℃的高熔點蠟。除此之外，酮具有易聚合的特性，殘留在石蠟中，長期存放會導致蠟的度變差；而且，甲苯毒性和致癌性較強，目前已被限制使用。
技術實現要素：
5.本發明的目的是解決現有技術中存在的不足，提供一種精制蠟、費托粗蠟的精制
方法和系統。該方法具有操作條件溫和，能耗低，容易進行工程化放大的優點，且得到的精制蠟的熔點高，含油量低。
6.為了實現上述目的，本發明第一方面提供了一種費托粗蠟的精制方法，所述方法包括：
7.(1)將費托粗蠟、萃取劑和任選的助溶劑進行混合，得到混合蠟液；其中，所述萃取劑包括酯類溶劑、醇類溶劑、費托合成石腦油中的至少一種；
8.(2)將混合蠟液作為待萃取液依次進行萃取、老化、結晶、養晶和分離操作，得到蠟膏和蠟液；
9.(3)將所述蠟膏進行閃蒸處理，得到熔點為50-130℃的精制蠟。
10.本發明的第二方面提供了一種費托粗蠟的精制系統，所述系統至少包括一組精制蠟生產單元；其中，所述精制蠟生產單元包括萃取裝置、結晶裝置、分離裝置和回收裝置。
11.本發明第三個方面提供了一種由本發明第一方面所述的方法生產得到的精制蠟，所述精制蠟為費托蠟，熔點為50-130℃，含油量≤0.8wt％，優選≤0.5wt％。
12.通過上述技術方案，本發明所取得的有益技術效果如下：
13.1)本發明所提供的費托粗蠟的精制方法，避免了高真空度的技術要求，對設備要求低，對管路的密封性能要求不高；操作條件溫和，不會造成長鏈烷烴分子的裂解反應，得到的精制蠟的度好；工藝能耗低，工程放大比較容易，適合進行大規模工業化應用；
14.2)本發明所提供的費托粗蠟的精制方法，通過靈活調整操作條件可以對費托粗蠟全餾分段進行精細分離，得到50-130℃之間任意熔點的精制蠟，產品牌號豐富；
15.3)本發明所提供的費托粗蠟的精制方法，采用的萃取劑對費托粗蠟中輕重組分的選擇性高，使得得到的精制蠟的含油量低于0.8wt％，產品純度高；
16.4)本發明所提供的費托粗蠟的精制方法，原料適應性好，受費托粗蠟的餾程范圍和碳數分布的影響較小，能夠對原料中的全部餾份進行處理，原料利用率高；
17.5)本發明所提供的費托粗蠟的精制方法，采用特定的萃取劑和/或助溶劑，通過先降溫至老化溫度進行老化，之后再進行結晶和養晶的兩段式階梯結晶方法，能夠有效控制結晶晶體的形貌和粒徑，得到晶粒較大的晶體，從而提高固液分離的速度；
18.6)本發明所提供的費托粗蠟的精制方法，可以在溫和條件下實現不同熔點的精制蠟的連續化生產。
附圖說明
19.圖1是本發明所提供的一種費托粗蠟的精制方法的工藝流程圖；
20.圖2是本發明所提供的另一種費托粗蠟的精制方法的工藝流程圖；
21.圖3是本發明所提供的一種費托粗蠟的精制系統的結構圖。
22.附圖標記
23.1，原料蠟罐
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2，萃取劑儲罐
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3，預熱器
24.4，混合器
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5，換熱器
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6，萃取器
25.7，降溫裝置
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8，老化釜
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9，結晶器
26.10，養晶釜
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11，過濾機
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12，輸送機
27.13，蠟膏閃蒸塔
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14，蠟膏閃蒸塔冷凝器
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15蠟液閃蒸塔
28.16，蠟液閃蒸塔冷凝器
具體實施方式
29.在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。
30.本發明第一方面提供了一種費托粗蠟的精制方法，所述方法包括：
31.(1)將費托粗蠟、萃取劑和任選的助溶劑進行混合，得到混合蠟液；其中，所述萃取劑包括酯類溶劑、醇類溶劑、費托合成石腦油中的至少一種；
32.(2)將混合蠟液作為待萃取液依次進行萃取、老化、結晶、養晶和分離操作，得到蠟膏和蠟液；
33.(3)將所述蠟膏進行閃蒸處理，得到熔點為50-130℃的精制蠟。
34.其中，費托粗蠟中的正構烷烴含量一般在50wt％以上，采用傳統的結晶技術結晶，例如酮苯脫蠟技術，由于蠟含量太高，無法得到晶粒較大的蠟晶體，導致固液分離阻力巨大，因而難以分離出熔點大于70℃的蠟。本發明的發明人經過研究發現，將費托粗蠟與特定的萃取劑和任選的助溶劑混合后，依次進行萃取、老化、結晶和養晶操作，可以得到晶粒尺寸較大的蠟晶體，從而降低固液分離的阻力，實現在溫和的操作條件下從費托粗蠟中分離出熔點為50-130℃的精制蠟，尤其是熔點為70-130℃的精制蠟。
35.在步驟(1)中：
36.在一個優選的實施方式中，所述費托粗蠟指的是co和h2在費托合成催化劑作用下生成的產物經常減壓蒸餾切割出沸點小于350℃的輕質餾分后剩余的重質餾分。其中，所述費托粗蠟在室溫下為固態。
37.在一個優選的實施方式中，所述費托粗蠟的碳數分布在c
15-c
120
之間，熔點≥70℃，優選為80-135℃；10％餾出溫度≥350℃，50％餾出溫度≥500℃；正構烷烴含量≥50wt％，優選為50-95wt％。其中，10％餾出溫度指餾出體積達到10％時的溫度，90％餾出溫度指餾出體積達到90％時的溫度。
38.在一個優選的實施方式中，所述方法還包括：在將費托粗蠟與萃取劑和任選的助溶劑混合前，對費托粗蠟進行預處理。其中，經過預處理，可以將費托粗蠟中的一些輕組分去掉，以提高預處理后的費托粗蠟的熔點。優選地，預處理后的費托粗蠟的熔點≥75℃，優選為85-135℃。進一步優選地，所述預處理的操作包括：將費托粗蠟先預熱至200-310℃，之后在100-5000pa絕對壓力下進行減壓蒸餾，得到10％餾出溫度≥500℃的預處理粗蠟。
39.在一個優選的實施方式中，所述酯類溶劑選自乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸異丁酯、醋酸異辛酯中的至少一種；所述醇類溶劑選自乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、乙二醇、戊醇、已醇、1-辛醇中的至少一種；所述費托合成石腦油的餾程為90-220℃且費托合成石腦油的氧含量介于0.5-5wt％之間。其中，費托合成石腦油指的是co和h2在費托合成催化劑作用下生成的產物經常減壓蒸餾切割得到的餾程在90-220℃之間且氧含量介于0.5-5wt％之間的油品。
40.在一個優選的實施方式中，所述萃取溶劑為費托合成石腦油和醇類溶劑，其中，費
托合成石腦油和醇類溶劑的體積比為0.2-5:1，優選為0.5-3:1。
41.在一個優選的實施方式中，所述萃取溶劑為費托合成石腦油和酯類溶劑，其中，費托合成石腦油和酯類溶劑的體積比為0.2-3:1，優選為0.4-2:1。
42.在一個優選的實施方式中，所述萃取溶劑為酯類溶劑和醇類溶劑，其中，酯類溶劑和醇類溶劑的體積比為1-8:1，優選為2-4:1。
43.在一個優選的實施方式中，所述萃取溶劑為乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸異丁酯、醋酸異辛酯中的兩種；其中，相對分子量大的酯與相對分子量小的酯的體積比為0.3-3:1，優選為0.5-2:1。
44.在一個優選的實施方式中，將費托粗蠟和萃取劑進行混合，得到混合蠟液；其中，所述費托粗蠟與萃取劑的體積比為1：1-10，優選1：1.5-8。
45.在一個優選的實施方式中，將費托粗蠟、萃取劑和助溶劑進行混合，所述助溶劑選自餾程為70-180℃的石腦油和/或餾程為90-120℃的石油醚。其中，所述費托粗蠟與萃取劑的體積比為1：1-10，優選1：1.5-8；所述助溶劑與萃取劑的體積比為0.02-0.15：1，優選為0.05-0.1：1。
46.在一個優選的實施方式中，將費托粗蠟與萃取劑混合前，對費托粗蠟進行預熱，得到液態的費托粗蠟。
47.其中，經過預熱，可以將固態的費托粗蠟轉變為液態，能夠提高費托粗蠟與萃取劑和/或助溶劑的混合均勻性，以避免費托粗蠟因為溶解不充分在混合蠟液中形成微小懸浮顆粒。
48.在步驟(2)中：
49.在一個優選的實施方式中，所述萃取、老化、結晶、養晶和分離的操作壓力均為0.1-1.5mpa，優選0.3-0.8mpa。
50.在進一步優選的實施方式中，所述萃取、老化、結晶、養晶和分離的操作壓力相同。
51.在更優選的實施方式中，所述萃取、老化、結晶、養晶和固液分離的操作壓力依次降低，相鄰操作之間的壓力差為0.02-0.05mpa。
52.在一個優選的實施方式中，步驟(2)中，以待萃取液中所含蠟的熔點為基準溫度，根據基準溫度依次確定萃取、老化、結晶、養晶和分離的操作溫度。
53.在一個優選的實施方式中，所述萃取的條件包括：萃取溫度比基準溫度高0-30℃，優選高5-20℃。
54.在一個優選的實施方式中，所述萃取的條件還包括：萃取時間為10-120min，優選為20-100min。
55.在一個優選的實施方式中，將萃取后的混合液，邊攪拌邊降溫至老化溫度。
56.在一個優選的實施方式中，所述老化的條件包括：老化溫度比基準溫度低3-40℃，優選低5-30℃；老化時間為5-60min，優選為5-40min。
57.其中，本發明中的老化指的是將經過萃取操作處理后的混合液在老化溫度下恒溫放置一段時間。
58.在一個優選的實施方式中，所述結晶的條件包括：從老化溫度以0.1-10℃/min，優選0.2-5℃/min的降溫速度降溫至養晶溫度，其中，所述養晶溫度為比老化溫度低5-45℃，優選低10-40℃。
59.在本發明中，降溫速度可以是0.1℃/min、0.2℃/min、0.3℃/min、0.5℃/min、1℃/min、1.5℃/min、2℃/min、2.5℃/min、3℃/min、3.5℃/min、4℃/min、4.5℃/min、5℃/min、5.5℃/min、6℃/min、6.5℃/min、7℃/min、7.5℃/min、8℃/min、8.5℃/min、9℃/min、9.5℃/min、10℃/min，或者這些點值中的任意兩個所構成的范圍中的任意值。
60.在一個優選的實施方式中，所述養晶的條件包括：養晶時間為5-120min，優選為20-120min。
61.其中，本發明中的養晶指的是在養晶溫度下恒溫放置一段時間，養晶后的漿液中晶體的平均晶粒尺寸≥50μm，優選為60-200μm。其中，晶體的平均晶粒尺寸可以是60μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm，或者這些點值中的任意兩個所構成的范圍中的任意值。
62.在一個優選的實施方式中，所述固液分離的條件包括：固液分離溫度比老化溫度低5-45℃，優選低10-40℃；進一步優選與養晶溫度相同。其中，發明人經過研究發現，在養晶溫度下進行固液分離，可以有效防止因費托粗蠟中輕組分析出、重組分融化等因素而破壞晶體形貌，能夠保證固液分離具有較高的效率，有利于提高產品純度、降低含油量。
63.由于本發明中養晶后的漿液中晶體的平均晶粒尺寸≥50um，可以有效降低固液分離的阻力，因而本發明對所述固液分離的方式不做特殊限定，固液分離的方式可以是離心分離也可以是過濾分離，優選為過濾分離。其中，所述過濾分離包括過濾、濾餅洗滌和濾餅干燥。
64.在步驟(3)中：
65.在一個優選的實施方式中，本發明對閃蒸操作不做特殊限定，只要能將萃取劑和任選的助溶劑分離出即可。在本發明中，分離出的萃取劑和任選的助溶劑可循環使用。
66.在一個優選的實施方式中，所述精制蠟的含油量≤0.8wt％，優選≤0.5wt％；所述精制蠟的熔程范圍≤40℃，優選為10-35℃。
67.為了進一步降低精制蠟的含油量，在一個優選的實施方式中，步驟(3)中還包括脫油處理：先對所述蠟膏進行脫油處理，得到脫油蠟膏和脫油蠟液，之后對脫油蠟膏進行閃蒸處理，得到熔點為50-130℃的精制蠟；對脫油蠟液進行閃蒸處理，可回收萃取劑和/或助溶劑，得到輕質油。
68.其中，所述脫油處理的操作包括將蠟膏和萃取劑按照體積比1：0.5-10，優選1：1-5的比例進行混合，然后在養晶溫度下放置10-120min，優選15-80min；之后在養晶溫度下進行分離，得到脫油蠟膏和脫油蠟液。其中，在本發明中，養晶溫度對應的是得到相應蠟膏的養晶溫度。
69.在一個優選的實施方式中，所述精制蠟的含油量≤0.5wt％，優選≤0.4％；所述精制蠟的熔程范圍≤35℃，優選為10-30℃。
70.在一個優選的實施方式中，對所述精制蠟進行造粒或造粉成型。
71.在一個優選的實施方式中，所述方法還包括：(4)對所述蠟液進行取樣分析，測試蠟液中的含蠟量和蠟液中蠟的熔點，當蠟液中的含蠟量≥0.1wt％且蠟液中蠟的熔點≥50℃時，將所述蠟液作為待萃取液重復步驟(2)；優選地，當所述蠟液中的含蠟量＜0.1wt％或熔點＜50℃時，將所述蠟液進行閃蒸，回收萃取劑和任選的助溶劑，得到熔點小于50℃的低熔點蠟。
72.在步驟(4)中：
73.在一個優選的實施方式中，采用稱重減量方法測試蠟液中的含蠟量：從蠟液中取一部分作為測試樣品，先稱量測試樣品質量，記為m1，之后將測試樣品于真空烘箱中進行烘干以脫除萃取劑和/或助溶劑，直至測試樣品重量不在發生變化為止，取出稱量烘干后的測試樣品的質量，記為m2，含蠟量等于{(m1-m2)/m1}*100。將脫除萃取劑和/或助溶劑后的樣品利用astm d3954方法測試熔點，所得熔點即為蠟液中蠟的熔點。
74.在本發明中，經分離后得到的蠟液中，除了含有萃取劑和任選的助溶劑外，還含有大量剩余的費托粗蠟。將所述蠟液作為待萃取液重復步驟(2)，可以從中分離出其他熔點在50-130℃之間的精制蠟。
75.在一個優選的實施方式中，先將費托粗蠟、萃取劑和任選的助溶劑混合后得到的混合蠟液作為待萃取液依次進行萃取、老化、結晶、養晶和分離操作，得到蠟膏i和蠟液i；對蠟膏i進行閃蒸，得到1#精制蠟，對蠟液i進行取樣分析，如果蠟液i中的含蠟量≥0.1wt％且蠟液i中蠟的熔點≥50℃，則單獨將蠟液i作為待萃取液依次重復進行萃取、老化、結晶、養晶和分離操作，得到蠟膏ii和蠟液ii；對蠟膏ii進行閃蒸，得到2#精制蠟，對蠟液ii進行取樣分析，如果蠟液ii中的含蠟量≥0.1wt％且蠟液ii中蠟的熔點≥50℃，則將蠟液ii作為待萃取液再次重復萃取、老化、結晶、養晶和分離操作，直至分離后得到的蠟液n中的含蠟量＜0.1wt％或熔點＜50℃時停止重復操作，將蠟液n進行閃蒸，回收萃取劑和任選的助劑，得到熔點為小于50℃的低熔點蠟或輕質油。其中，蠟液n代表的是第n次分離后得到的蠟液。
76.本發明的第二方面提供了一種費托粗蠟的精制系統，所述系統至少包括一組精制蠟生產單元；其中，所述精制蠟生產單元包括萃取裝置、結晶裝置、分離裝置和回收裝置。
77.在本發明中，所述萃取裝置用于進行費托粗蠟、萃取劑和任選的助溶劑的混合操作以及溶劑萃取操作；所述結晶裝置用于進行老化、結晶和養晶操作；所述分離裝置用于進行蠟膏和蠟液的分離操作，所述回收裝置用于進行蠟膏和/或蠟液的閃蒸操作，以回收萃取劑和任選的助溶劑。
78.在本發明中，所述系統還包括老化前的降溫裝置，用于將萃取后的混合液降溫至老化溫度。
79.其中，本發明對萃取裝置、降溫裝置、結晶裝置、分離裝置和回收裝置不做特殊限定，本領域常用的萃取裝置、降溫裝置、結晶裝置、分離裝置和回收裝置均可用于本發明中。
80.在本發明中，所述萃取裝置包括原料蠟罐1、萃取劑儲罐2、預熱器3、混合器4、換熱器5和萃取器6。優選地，還包括助溶劑儲罐。
81.在本發明中，所述降溫裝置7選自帶有攪拌功能的結晶器和/或冷卻釜，例如結晶器。
82.在本發明中，所述結晶裝置包括老化釜8，結晶器9和養晶釜10；所述分離裝置包括過濾機11和輸送機12，其中，老化釜8和結晶器具有攪拌裝置，輸送機12用于輸送分離出的蠟膏。
83.在本發明中，所述回收裝置包括蠟膏閃蒸塔13，與蠟膏閃蒸塔13相連的蠟膏閃蒸塔冷凝器14，蠟液閃蒸塔15，與蠟液閃蒸塔15相連的蠟液閃蒸塔冷凝器16。
84.在本發明中，原料蠟罐1中的液態費托粗蠟經計量泵輸送到混合器4，萃取劑儲罐2中的萃取溶劑經計量泵輸送到預熱裝置3進行預熱后，進入混合器4，在混合器中與費托粗
蠟進行液-液充分混合，得到混合蠟液；混合器4出口與換熱器5相連，將混合蠟液加熱到萃取溫度后，進入萃取器6，萃取器6的出口與降溫裝置7相連，在降溫裝置7中將萃取后的混合液邊攪拌邊降溫至老化溫度，然后將萃取后的混合液輸送到老化釜8中進行老化，老化釜8出口與結晶器9入口相連，老化液在結晶器9中冷卻至養晶溫度，之后進入養晶釜10，養晶釜10的出口與過濾機11的入口相連，在過濾機11中進行固液分離。過濾機11中分離出的蠟膏經輸送機12輸送到蠟膏閃蒸塔13中進行閃蒸，從蠟膏閃蒸塔13上方分離出的氣相經蠟膏閃蒸塔冷凝器14冷凝后回收萃取劑和/或助溶劑，從蠟膏閃蒸塔13下方得到精制蠟。過濾機11中分離出的蠟液進入蠟液閃蒸塔15中進行閃蒸，從蠟液閃蒸塔15上方分離出的氣相經蠟液閃蒸塔冷凝器15冷凝后回收萃取劑和/或助溶劑，從蠟液閃蒸塔15下方得到低熔點蠟。
85.在本發明中，優選地，所述系統還包括精制蠟的造粒成型系統，如造粒機、噴霧造粉(粒)機等。
86.在一個優選的實施方式中，所述系統包括兩組精制蠟生產單元，其中一組用于處理費托粗蠟、萃取劑和任選的助溶劑混合后得到的混合蠟液，另一組用于處理蠟液。
87.在一個優選的實施方式中，所述系統還包括原料預處理裝置，其中，所述原料預處理裝置用于對費托粗蠟進行減壓蒸餾。優選地，所述原料預處理裝置包括減壓蒸餾塔、真空系統、氣相冷凝器、氣相冷凝液儲罐、塔底餾出物儲罐。
88.在一個優選的實施方式中，所述系統還包括脫油裝置，其中，所述脫油裝置用于對蠟膏進行脫油。優選地，所述脫油裝置包括液固混合器、萃取罐、固液分離裝置及輔助輸送、控制設備。
89.本發明第三個方面提供了一種由本發明第一方面所述的方法生產得到的精制蠟，所述精制蠟為費托蠟，熔點為50-130℃，含油量≤0.8wt％，優選≤0.5wt％。
90.在一個優選的實施方式中，所述精制蠟的熔點可以為50℃、60℃、66℃、70℃、75℃、78℃、80℃、90℃、92℃、95℃、100℃、105℃、110℃、113℃、120℃、130℃，或者這些點值中的任意兩個所構成的范圍中的任意值。
91.在一個優選的實施方式中，所述精制蠟的含油量可以為0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％，或者這些點值中的任意兩個所構成的范圍中的任意值。
92.在一個優選的實施方式中，所述精制蠟的熔程范圍≤40℃，優選≤35℃。其中，所述熔程范圍可以是10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃，或者這些點值中的任意兩個所構成的范圍中的任意值。
93.以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。在本發明中，各性能指標測試標準及方法如下：
94.1)熔點：按照astm d3954方法進行測試；
95.2)度(賽玻特號)：按照gb/t 3555方法進行測試；
96.3)含油量：根據gb/t 3554方法，熔點低于78℃的樣品選用丁酮作為溶劑，熔點大于等于78℃的樣品，選用甲基異丁基酮(mibk)做溶劑。
97.4)晶體尺寸：取結晶漿液中的晶體，由偏光顯微鏡隨機測量不少于50個蠟晶體的尺寸，計算平均值。
98.5)熔程：由差示掃描量熱儀(dsc)測量得到，樣品在n2氣氣氛下，由熔點溫度t+50℃開始以10℃/min的速度降溫至熔點溫度t-100℃，測得降溫曲線，以放熱峰的起始溫度點作為第一溫度點，以95％放熱峰面積處的低部溫度點作為第二溫度點，兩者溫度差即為熔程溫度。
99.6)餾程：按照astm d2887 extension的方法進行。
100.實施例和對比例中所用的費托粗蠟均來自國家能源集團寧夏煤業公司，其中，費托粗蠟i的熔點為95℃，熔程65℃，10％餾出溫度405℃，50％餾出溫度530℃，80％的碳數分布在c
18-c
86
，室溫下為固態，正構烷烴含量85wt％；
101.費托粗蠟ii的熔點為105℃，熔程71℃，10％餾出溫度412℃，50％餾出溫度550℃；80％的碳數分布在c18-c86，室溫下為固態，正構烷烴含量80wt％。
102.費托合成石腦油來自國家能源集團寧夏煤業公司，餾程為90-220℃，氧含量1.5wt％。
103.實施例1
104.(1)，將費托粗蠟i進行預熱，得到液態費托粗蠟i，之后將液態費托粗蠟i與萃取劑費托合成石腦油按體積比1：8的比例進行混合，得到混合蠟液；
105.(2)，將上述混合蠟液作為待萃取液在115℃，0.5mpa下萃取60min，將萃取后的混合液邊攪拌邊降溫至85℃進行老化，老化時間為30min；之后將老化后的老化液進行結晶，以1℃/min的降溫速度降溫至75℃，在75℃下養晶20min，養晶后的漿液中晶體的平均晶粒尺寸為95um；將養晶后的漿液在75℃下進行分離，過濾得到蠟膏i和蠟液i；其中，上述萃取、老化、結晶、養晶、分離過程中壓力依次降低，相鄰操作之間的壓力差均為0.02mpa；
106.(3)，將上述蠟膏i進行閃蒸，分離出萃取劑后得到熔點為113℃的1#精制蠟；
107.(4)，對上述蠟液i進行取樣分析，測得蠟液i中的含蠟量為9.5wt％；蠟的熔點為80℃，將上述蠟液i作為待萃取液重復步驟2；
108.將上述蠟液i作為待萃取液重復步驟2的方法如下：
109.(2-1)，將上述蠟液i在85℃，0.1mpa下萃取60min；將萃取后的混合液邊攪拌邊降溫至55℃進行老化，老化時間為20min；之后將老化后的老化液進行結晶，以0.3℃/min的降溫速度降溫至43℃，在43℃下養晶55min，養晶后的漿液中晶體的平均晶粒尺寸105um；將養晶后的漿液在43℃下進行分離，過濾得到蠟膏ii和蠟液ii；其中，上述老化、結晶、養晶、分離過程中的壓力與萃取壓力相同；
110.(3-1)，將上述蠟膏ii進行閃蒸，分離出萃取劑后得到熔點為92℃的2#精制蠟；
111.(4-1)，對上述蠟液ii進行取樣分析，測得蠟液ii中的含蠟量為5.7wt％；蠟的熔點為70℃，將上述蠟液ii作為待萃取液重復步驟2；
112.將上述蠟液ii作為待萃取液重復步驟2的方法如下：
113.(2-2)，將上述蠟液ii在75℃，0.1mpa下萃取15min，將萃取后的混合液邊攪拌邊降溫至35℃進行老化，老化時間為45min；之后將老化后的老化液進行結晶，以2℃/min的降溫速度降溫至15℃，在15℃下養晶15min，養晶后的漿液中晶體的平均晶粒尺寸110um；將養晶后的漿液在15℃下進行分離，過濾得到蠟膏iii和蠟液iii；其中，上述老化、結晶、養晶、分離過程中的壓力與萃取壓力相同；
114.(3-2)，將上述蠟膏iii進行閃蒸，分離出萃取劑后得到熔點為78℃的3#精制蠟；
115.(4-2)，對上述蠟液iii進行取樣分析，測得蠟液iii中的含蠟量為3.1wt％；蠟的熔點為55℃，將蠟液iii作為待萃取液重復步驟2；
116.將上述蠟液iii作為待萃取液重復步驟2的方法如下：
117.(2-3)，將上述蠟液iii在60℃，0.1mpa下萃取15min，將萃取后的混合液邊攪拌邊降溫至25℃進行老化，老化時間為10min；之后將老化后的老化液進行結晶，以5℃/min的降溫速度降溫至-15℃，在-15℃下養晶15min，養晶后的漿液中晶體的平均晶粒尺寸138um；將養晶后的漿液在-15℃下進行分離，過濾得到蠟膏iv和蠟液iv；其中，上述老化、結晶、養晶、分離過程中的壓力與萃取壓力相同；
118.(3-3)，將上述蠟膏iv進行閃蒸，分離出萃取劑后得到熔點為66℃的4#精制蠟；
119.(4-3)，對上述蠟液iv進行取樣分析，測得蠟液iv中的含蠟量為0.6wt％，蠟的熔點為48℃；將上述蠟液iv進行閃蒸，分離出萃取劑，得到熔點為48℃的5#低熔點蠟。
120.其中，實施例1中的具體操作條件如表1所示，實施例1中所得各個蠟液和各個精制蠟以及低熔點蠟的性質如表3所示。
121.實施例2
122.與實施例1相同，區別在與：
123.步驟(1)中，將實施例1中的萃取劑替換為費托合成石腦油與乙醇，其中，費托合成石腦油與乙醇的體積比為1：1；費托粗蠟i與萃取劑的體積比為1：5；
124.步驟(4)中，將蠟液i重復步驟(2)，直到得到的蠟液n中的含蠟量＜0.1wt％或熔點＜50℃時為止。
125.其中，實施例2中的具體操作條件如表1所示，實施例2中所得各個蠟液和各個精制蠟以及低熔點蠟的性質如表3所示。
126.實施例3
127.與實施例1相同，區別在與：
128.步驟(1)中，將實施例1中的費托粗蠟i替換為費托粗蠟ii，萃取劑替換為醋酸正丙酯與乙二醇，其中，醋酸正丙酯與乙二醇的體積比為3：1；將液態費托粗蠟ii與萃取劑和助溶劑進行混合，得到混合蠟液；其中，助溶劑為石腦油，石腦油的餾程為70-180℃；費托粗蠟ii與萃取劑的混合比例為1：9，助溶劑與萃取劑的體積比為0.06：1；
129.步驟(4)中，將蠟液i重復步驟(2)，直到得到的蠟液n中的含蠟量＜0.1wt％或熔點＜50℃時為止。
130.其中，實施例3中的具體操作條件如表1所示，實施例3中所得各個蠟液和各個精制蠟以及低熔點蠟的性質如表3所示。
131.實施例4
132.與實施例1相同，區別在與：
133.步驟(1)中，將實施例1中的費托粗蠟i替換為費托粗蠟ii，萃取劑替換為正丁醇，將液態費托粗蠟ii與萃取劑和助溶劑進行混合，得到混合蠟液；其中，助溶劑為石油醚，石油醚的餾程為90-120℃，費托粗蠟ii與萃取劑的混合比例為1：9，助溶劑與萃取劑的體積比為0.05：1；
134.步驟(4)中，將蠟液i重復步驟(2)，直到得到的蠟液n中的含蠟量＜0.1wt％或熔點＜50℃時為止。
135.其中，實施例4中的具體操作條件如表1所示，實施例4中所得各個蠟液和各個精制蠟以及低熔點蠟的性質如表3所示。
136.實施例5
137.與實施例1相同，區別在與：
138.步驟(1)中，將萃取劑替換為醋酸異辛酯，將液態費托粗蠟i與萃取劑和助溶劑進行混合，得到混合蠟液；其中，助溶劑為石腦油，石腦油的餾程為70-180℃，費托粗蠟i與萃取劑的混合比例為1：5，助溶劑與萃取劑的體積比為0.1：1；
139.步驟(4)中，將蠟液i重復步驟(2)，直到得到的蠟液n中的含蠟量＜0.1wt％或熔點＜50℃時為止。
140.其中，實施例5中的具體操作條件如表1所示，實施例5中所得各個蠟液和各個精制蠟以及低熔點蠟的性質如表3所示。
141.實施例6
142.與實施例4相同，區別在與：將蠟膏i、蠟膏ii、蠟膏iii、蠟膏iv、蠟膏v和蠟膏vi分別進行脫油處理，得到1-6#精制蠟。
143.其中，將蠟膏i進行脫油處理的操作方法如下：將蠟膏i和萃取劑(正丁醇)按照體積比為1：1的比例進行混合，在75℃下放置20min，之后進行過濾，得到脫油蠟膏i和脫油蠟液i；將脫油蠟膏i進行閃蒸，得到1#精制蠟，將脫油蠟液i進行閃蒸，得到1#輕質油；
144.其中，蠟膏ii、蠟膏iii、蠟膏iv、蠟膏v和蠟膏vi的脫油處理與蠟膏i的脫油處理操作相同，各自對應的脫油處理的操作條件如表2所示。
145.其中，實施例6中的具體操作條件如表1所示，實施例6中所得各個精制蠟以及低熔點蠟的性質如表3所示。
146.實施例7
147.與實施例1相同，區別在與：
148.對費托粗蠟i進行預處理：將費托粗蠟i加熱至300℃，在100pa的絕對壓力下進行減壓蒸餾，切去輕餾份后，從減壓裝置底部得到10％餾出溫度為520℃的預處理粗蠟，熔點為100℃，熔程55℃；
149.將預處理粗蠟與萃取劑(醋酸異辛酯與乙酸乙酯，體積比2：1)及助溶劑(餾程70-180℃的石腦油)進行混合，得到混合蠟液；其中預處理粗蠟與
150.表1
151.152.[0153][0154]
表2
[0155]
脫油條件蠟膏i蠟膏ii蠟膏iii蠟膏iv蠟膏v蠟膏vi溫度/℃7565554029-5溶劑比(vol)1:11:31:31:21:31:5時間/min202540506080
[0156]
表3
[0157]
[0158][0159][0160]
其中，表3中的晶體尺寸為晶漿中晶體的尺寸，低熔點蠟為實施例中蠟液n進行閃蒸后得到的產品。收率以1#精制蠟為例，指的是1#精制蠟與費托粗蠟的質量比。
[0161]
對比例1
[0162]
將液態費托粗蠟i與萃取劑丁酮和甲苯的混合物(體積比7：3)按體積比8：1混合后在120℃，0.5mpa下進行萃取，萃取時間為60min，得到混合液；將混合液降溫至結晶溫度75℃，并恒溫10min，得到結晶漿料；
[0163]
將得到的結晶漿料轉移至真空轉鼓過濾機上進行固液分離，在75℃下進行固液分離，得到蠟膏和混合蠟液；
[0164]
將所述蠟膏進行閃蒸，分離出萃取劑后得到熔點為101℃的1#精制蠟，產品性質如表4所示。
[0165]
表4
[0166] 1#精制蠟晶體尺寸，μm15.5度20含油量/％2.4熔點/℃101熔程/℃54收率/％64
[0167]
由對比例1可知，在所述對比例體系中，由于費托蠟中的組分無法形成大的晶體顆粒，一方面造成過濾分離阻力過大，過濾速度降低，另一方面產品并沒有得到較好分離，表現在熔程過寬，含油量偏高。
[0168]
對比例2
[0169]
將液態費托粗蠟i按專利cn110066680a所述方法，在絕對壓力為10pa條件下，進行多級短程蒸餾處理，分別切出《220℃，220-240℃，240-270℃，270-290℃，及》290℃共5個組分，產品性質如表5所示。
[0170]
表5
[0171]
餾份》290℃270-290℃240-270℃220-240℃《220℃度1226262824含油量/％1.081.482.213.013.89熔點/℃9572665340熔程/℃5225232520收率，％481918105
[0172]
由對比例2可知，在短程蒸餾方法中，290℃的蒸餾溫度已經達到了費托蠟的分解溫度，再升高溫度將造成費托蠟的分解；因此，短程蒸餾的方法不適合繼續對》290℃的重質組分進行精細分離，得到的產品存在熔程寬，熔點低，含油量高，度低等問題。
[0173]
以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于此。在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，包括各個技術特征以任何其它的合適方式進行組合，這些簡單變型和組合同樣應當視為本發明所公開的內容，均屬于本發明的保護范圍。
技術特征：
1.一種費托粗蠟的精制方法，其特征在于，所述方法包括：(1)將費托粗蠟、萃取劑和任選的助溶劑進行混合，得到混合蠟液；其中，所述萃取劑包括酯類溶劑、醇類溶劑、費托合成石腦油中的至少一種；(2)將混合蠟液作為待萃取液依次進行萃取、老化、結晶、養晶和分離操作，得到蠟膏和蠟液；(3)將所述蠟膏進行閃蒸處理，得到熔點為50-130℃的精制蠟。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括(4)對所述蠟液進行取樣分析，測試蠟液中的含蠟量和蠟液中蠟的熔點，當蠟液中的含蠟量≥0.1wt％且蠟液中蠟的熔點≥50℃時，將所述蠟液作為待萃取液重復步驟(2)；優選地，當所述蠟液中的含蠟量＜0.1wt％或熔點＜50℃時，將所述蠟液進行閃蒸，回收萃取劑和任選的助溶劑，得到熔點為小于50℃的低熔點蠟或輕質油。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，步驟(1)中，在將費托粗蠟與萃取劑和任選的助溶劑混合前，對費托粗蠟進行預處理；優選地，所述預處理的操作包括：將費托粗蠟先預熱至200-310℃，之后在100-5000pa絕對壓力下進行減壓蒸餾，得到10％餾出溫度≥500℃的預處理粗蠟。4.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，所述酯類溶劑選自乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸異丁酯、醋酸異辛酯中的至少一種；所述醇類溶劑選自乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、乙二醇、戊醇、己醇、1-辛醇中的至少一種；所述費托合成石腦油的餾程為90-220℃且氧含量介于0.5-5wt％之間；優選地，所述助溶劑選自餾程為70-180℃的石腦油和/或餾程為90-120℃的石油醚。5.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其中，將費托粗蠟和萃取劑進行混合時，所述費托粗蠟與萃取劑的體積比為1：1-10，優選1：1.5-8；優選地，將費托粗蠟、萃取劑和助溶劑進行混合時，其中，所述費托粗蠟與萃取劑的體積比為1：1-10，優選1：1.5-8；所述助溶劑與萃取劑的體積比為0.02-0.15：1，優選為0.05-0.1：1。6.根據權利要求1-5中任意一項所述的方法，其中，步驟(2)中，以待萃取液中所含蠟的熔點為基準溫度，根據基準溫度依次確定萃取、老化、結晶、養晶和分離的操作溫度；優選地，所述萃取的條件包括：溶劑萃取溫度比基準溫度高0-30℃，優選高5-20℃。7.根據權利要求1-6中任意一項所述的方法，其中，所述老化的條件包括：老化溫度比基準溫度低3-40℃，優選低5-30℃；老化時間為5-60min，優選為5-40min。8.根據權利要求1-7中任意一項所述的方法，其中，所述結晶的條件包括：從老化溫度以0.1-10℃/min，優選0.2-5℃/min的降溫速度降溫至養晶溫度，其中，所述養晶溫度為比老化溫度低5-45℃，優選低10-40℃。9.根據權利要求1-8中任意一項所述的方法，其中，所述養晶的條件包括：養晶時間為5-120min，優選為20-120min；優選地，養晶后的漿液中晶體的平均晶粒尺寸≥50μm，優選為60-200μm。10.根據權利要求1-9中任意一項所述的方法，其中，步驟(3)中還包括脫油處理：先對所述蠟膏進行脫油處理，得到脫油蠟膏和脫油蠟液，之后對脫油蠟膏進行閃蒸處理，得到熔
點為50-130℃的精制蠟；優選地，所述脫油處理的操作包括將蠟膏和萃取劑按照體積比1：0.5-10，優選1：1-5的比例進行混合，然后在養晶溫度下放置10-120min，優選15-80min；之后在養晶溫度下進行分離，得到脫油蠟膏和脫油蠟液。11.一種費托粗蠟的精制系統，其特征在于，所述系統至少包括一組精制蠟生產單元；其中，所述精制蠟生產單元包括萃取裝置、結晶裝置、分離裝置和回收裝置。12.根據權利1-10中任一項所述的方法生產得到的精制蠟，其特征在于，所述精制蠟為費托蠟，熔點50-130℃，含油量≤0.8wt％，優選≤0.5wt％。
技術總結
本發明涉及費托蠟精制技術領域，具體涉及一種精制蠟、費托粗蠟的精制方法和系統，所述方法包括：(1)將費托粗蠟、萃取劑和任選的助溶劑進行混合，得到混合蠟液；其中，所述萃取劑包括酯類溶劑、醇類溶劑、費托合成石腦油中的至少一種；(2)將混合蠟液作為待萃取液依次進行萃取、老化、結晶、養晶和分離操作，得到蠟膏和蠟液；(3)將所述蠟膏進行閃蒸處理，得到熔點為50-130℃的精制蠟。該方法具有操作條件溫和，能耗低，容易進行工程化放大的優點，且得到的精制蠟的熔點高，含油量低。含油量低。含油量低。
