一种制备多烷基芳烃组分的方法和装置、及得到的产品与流程

本发明涉及石油化工，具体涉及一种制备多烷基芳烃组分的方法和装置。

背景技术：

1、光亮油是一种高黏度润滑油基础油，用于调节润滑油产品的高温黏度，在工业用油和重内燃机油等领域广泛应用。作为重质基础油，光亮油不仅要求高黏度，还需要高黏度指数、良好氧化安定性能以及低温流动性等。光亮油主要以原油减压渣油为原料，通过物理分离和加氢处理等工艺生产。但受限于原油来源的多样化和优质资源日趋减少，致使光亮油产品在黏度、黏度指数和氧化安定性等方面指标的变化，造成产品质量波动，且难以生产出高黏度和高黏度指数兼具的优质光亮油产品。环保芳烃橡胶增塑剂则是另一种高黏特油产品，主要用于轮胎橡胶填充，可改善橡胶弹性、韧性和可加工性，具有芳碳含量高、稠环芳烃含量低(pca<3％)、密度大、黏度高、与极性橡胶相容性良好等特点。现有工艺主要以润滑油基础油溶剂精制过程的副产物抽出油为原料，经过物理分离或加氢处理，生产符合环保指标要求的橡胶增塑剂，但面临原料来源受限，产品收率低和芳碳率低等问题。由于原料和工艺限制，高黏指光亮油和高芳碳环保芳烃橡胶增塑剂市场稀缺。

2、芳烃与烯烃的烷基化反应是一种合成烷基芳烃的重要手段，在石化领域常用于乙苯及苯乙烯，十二烷基苯、烷基联苯、烷基萘等化工品的生产。现有烷基化反应过程为在酸性催化剂和芳烃过量的条件下，制备含有一个烷基侧链的芳烃组分。cn101130477a以短链烷基苯与长链烯烃为原料，在负载氯化铝分子筛催化下制备带支链的长链烷基苯产品，反应条件温和，烯烃转化率达100％。cn1225617a以金属卤化物的低温熔融离子液体作为催化剂，催化卤代烃和烯烃制备直链烷基苯。cn101205161a为在二氧化硅负载杂多酸催化作用下，采用萘和长链烯烃制备长链烷基萘产物。

3、长链多烷基芳烃组分为含有两个以上烷基侧链的芳烃组分，该组分结构分子量高、黏度大、闪点高，但在烷基化反应过程中，常作为副产物。此类多烷基芳烃组分不仅具有芳环结构，与极性橡胶具有较好的相容性，又具有长烷基侧链，具有高黏度指数和高氧化安定性。因此，该组分结构可应用于光亮油以及环保芳烃增塑剂等特油领域。与现有制备单烷基侧链的烷基苯或烷基萘工艺不同，合成多烷基芳烃组分时，需要过量的烯烃原料，且芳烃与烯烃需发生多次烷基化反应。为实现多烷基芳烃组分，需在高反应温度和强酸性催化剂作用下，克服烷基侧链空间位阻影响。但烷基化反应为放热反应，提高反应温度会降低烷基化产物收率，且副反应增多，烯烃易发生聚合反应。cn109824467a公开了一种制备含有3～4个烷基侧链的烷基萘组分，采用金属卤化物离子液体催化萘与己烯和辛烯的多烷基化反应，但该催化体系易引入卤素，影响后续产品使用。cn102660322a公开一种重烷基苯的制备方法，采用基于三氯化铝与有机铵盐催化体系，采用烷基苯和c20～c24烯烃，制备高碳数烷基苯，但主要为单烷基产物。因此，针对多烷基芳烃组分，不仅缺少催化效果好、易分离的酸性催化体系，还缺少高选择性实现多烷基芳烃组分制备的工艺路线。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题之一是现有技术中难以实现高选择性地制备多烷基芳烃组分，提供一种生产多芳烃组分的方法。

2、本发明要解决的技术问题之二是提供一种上述方法得到的多烷基芳烃产品。

3、本发明要解决的技术问题之三是提供一种生产多芳烃组分的装置。

4、第一方面，本发明提供的一种制备多烷基芳烃组分的方法，包括：

5、(1)富芳烃油分馏得到馏程范围在180～320℃内的富芳烃油馏分；

6、(2)第一段烷基化反应，在烷基化催化剂存在下，以所述的富芳烃油馏分或其与芳烃化合物的混合物为芳烃原料，与烯烃原料进行烷基化反应，得到中间烷基化产物；

7、(3)第二段烷基化反应，在烷基化催化剂存在下，中间烷基化产物与所述的烯烃原料在较高温度下进行烷基化反应，得到烷基化产物；第二段烷基化反应比第一段烷基化反应的温度高30-70℃；

8、(4)所述的烷基化产物经分馏得到轻组分和重组分，切割点为450～540℃，其中重组分为多烷基芳烃组分产品。

9、第二方面，上述方法制备得到的多烷基芳烃组分，其中，所述多烷基芳烃组分的馏程不低于450℃。

10、第三方面，本发明提供一种制备多烷基芳烃组分的装置，用于上述任一种所述的制备多烷基芳烃组分的方法，包括依次相连通的第一分馏塔、烷基化反应器和和第二分馏塔，其中，第一分馏塔设有原料入口，塔顶出料口、侧线出料口和塔底出料口，烷基化反应器设有芳烃原料入口、烯烃原料入口、催化剂入口和产物出口和催化剂出口，所述的烷基化产物出口连通第二分馏塔的原料入口，第二分馏塔还设有塔顶出料口和塔底出料口。

11、相比现有技术，本发明提供的制备多烷基芳烃组分的方法和装置的有益效果为：

12、(1)本发明提供的方法，以适宜芳烃和长链烯烃为原料，在强酸性催化体系作用下，通过两段烷基化反应，高选择性制备具有多烷基的芳烃组分。在低烷基化温度下，生成含有1～2个烷基侧链的产物，同时避免烯烃聚合等副反应；在高烷基化温度下，可克服空间位阻影响，生成含有2～3个烷基侧链的多烷基芳烃组分，实现高选择性制备多烷基芳烃组分。

13、(2)采用本发明提供的多烷基芳烃组分具有高黏度和高黏度指数，可作为优质光亮油产品，同时具有较高的芳碳率且不含三环以上芳烃，可作为环保芳烃橡胶增塑剂产品。

技术特征：

1.一种制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，该方法包括：

2.按照权利要求1所述的制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，所述的芳烃原料中芳烃含量大于70wt％；所述的烯烃原料中含有50wt％以上的c8-c20烯烃；

3.按照权利要求1所述的制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，所述的富芳烃油选自催化裂化柴油、催化裂化回炼油、催化裂化油浆、重整重芳烃油和乙烯焦油中的一种或几种；所述的芳烃化合物为沸点在180-320℃的单环或双环芳烃化合物；

4.按照权利要求1所述的制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，所述的芳烃烷基化催化剂选自酸度系数小于0的强酸性bronsted酸或者强酸性bronsted酸与lewis酸的复合酸；

5.按照权利要求1所述的制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，第一段烷基化反应中，所述的芳烃原料与烯烃的质量比为1:0.3-3，烷基化催化剂与所述的芳烃原料的质量比为0.01-0.3:1；

6.按照权利要求5所述的制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，第一段烷基化反应的操作条件为：反应温度为20-60℃，压力为常压，反应时间为5-90min；

7.按照权利要求1所述的制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，第二段烷基化反应中，所述的芳烃原料与烯烃的质量比为1:0.3-3，烷基化催化剂与所述的芳烃原料的质量比为0.01-0.3:1；

8.按照权利要求7所述的制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，第二段烷基化反应的操作条件为：反应温度为60-120℃，压力为常压，反应时间为5-90min；

9.按照权利要求1所述的制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，第一段烷基化反应和第二段烷基化反应中：采用的烷基化催化剂相同，采用的烯烃原料相同。

10.按照权利要求4所述的制备多烷基芳烃组分的方法，其特征在于，所述的烷基化催化剂采用强酸性液相催化剂，第一段烷基化反应中，烯烃原料连续加入强酸性液相催化剂中，加入时间为10-100min、优选15-60min；第二段烷基化反应中，烯烃原料连续加入强酸性液相催化剂中，加入时间为10-100min、优选15-60min；反应完成后，所述反应产物与催化剂沉降分层时间为5～240min、优选15～60min。

11.权利要求1-10中任一种所述的制备多烷基芳烃组分的方法得到的多烷基芳烃组分，所述的多烷基芳烃组分的馏程不低于450℃，运动黏度不低于16mm2/s。

12.一种制备多烷基芳烃组分的装置，其特征在于，用于权利要求1-10中任一种所述的制备多烷基芳烃组分的方法，包括依次相连通的第一分馏塔、烷基化反应器和和第二分馏塔，其中，第一分馏塔设有原料入口，塔顶出料口、侧线出料口和塔底出料口，烷基化反应器设有芳烃原料入口、烯烃原料入口、催化剂入口和产物出口和催化剂出口，所述的烷基化产物出口连通第二分馏塔的原料入口，第二分馏塔还设有塔顶出料口和塔底出料口。

13.按照权利要求12所述的制备多烷基芳烃组分的装置，其特征在于，所述的烷基化反应器由第一烷基化反应器和第二烷基化反应器组成，其中第一、第二烷基化反应器设有芳烃原料入口、烯烃原料入口、催化剂入口和产物出口和催化剂出口，第一烷基化反应器的产物出口连通第二烷基化反应器的原料入口。

技术总结一种制备多烷基芳烃组分的方法和装置、及得到的产品，所述的方法包括：富芳烃油分馏得到馏程范围在180～320℃内的富芳烃油馏分；在烷基化催化剂存在下，经过两段烷基化反应，得到烷基化产物；第二段烷基化反应比第一段烷基化反应的温度高30‑70℃；所述的烷基化产物经分馏得到轻组分和重组分，切割点为450～540℃，其中重组分为多烷基芳烃组分产品。本发明提供的方法，能够高选择性制备具有多烷基芳烃组分，可作为优质光亮油产品，同时具有较高的芳碳率，可作为环保芳烃橡胶增塑剂产品。技术研发人员：彭东岳,管翠诗,李云鹏,王玉章,丁洛受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29