低溫冷凍磁分離長鏈烯烴和烷烴混合物的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及長鏈烯烴和長鏈烷烴的分離，具體是一種低溫冷凍磁分離長鏈烯烴和烷烴混合物的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]長鏈烯烴(或稱為高碳烯烴)多指含有10個碳原子以上的烯烴，根據(jù)雙鍵位置不同分為端烯(α —烯烴)和內(nèi)烯烴。長鏈烯烴可生產(chǎn)烯烴共聚體、潤滑油、表面活性劑、油田化學(xué)品等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于石油化工、輕工、紡織、冶金及醫(yī)藥、農(nóng)藥等行業(yè)。然而，相同碳原子數(shù)的長鏈烯烴/烷烴混合物的分離是石油化工和煤化工面臨的重大技術(shù)難題。因此，長鏈烯烴/烷烴混合物的分離也為國內(nèi)外分離領(lǐng)域研究的熱點，分離方法包括采用精餾、絡(luò)合萃取、絡(luò)合吸附和膜分離等多種方法。
[0003]US4132744公開了一種液一液萃取法分離C6~C20的烷烴和烯烴混合物的方法，以含有銀鹽或亞銅鹽的短鏈醇和脂肪族醇聚醚的混合物為萃取劑，其中聚醚溶劑為1，2_ 二甲氧基乙烷，二甘醇二甲醚，三甘醇二甲醚或1，2- 二乙氧基乙烷，短鏈醇為甲醇，乙醇或正丙醇，將萃取劑和含烯烴的混合油攪拌混合，大部分烯烴轉(zhuǎn)入到萃取相，萃取相和萃余相分離后，將萃取相蒸餾，獲得較高純度烯烴產(chǎn)物。
[0004]CN103232313A公開了一種烷烴/烯烴的萃取分離方法，萃取劑為N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰嗎啉、1-甲基咪唑或γ-丁內(nèi)酯，萃取劑與待分離混合物的總體積比為0.25、0.5,1.0或2.0。將含有同碳數(shù)的烷烴和高碳α-烯烴的待分離的混合物與萃取劑充分接觸混合，然后靜置分層并進(jìn)行分離，其中高碳α -烯烴進(jìn)入萃取相，同碳烷烴進(jìn)入萃余相，實現(xiàn)同碳數(shù)的烷烴和高碳α-烯的分離。
[0005]美國環(huán)球油品公司US2015/0148577公開了從石蠟中分離C19~C22的異構(gòu)烯烴，以最優(yōu)硅鋁比為2.4-2.6的X型沸石為吸附劑，吸附溫度120°C -180°C，采用模擬移動床進(jìn)行分離含長鏈烯烴的混合物，脫附劑為C5~C10的環(huán)烷烴，如環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷、甲基環(huán)戊烷等，獲得濃度較高的長鏈烯烴產(chǎn)物。
[0006]除上述文獻(xiàn)外，外有許多關(guān)于長鏈烯烴和烷烴的分離報道。由于同碳鏈烯烴和烷烴的沸點相近，精餾分離需要的理論塔板數(shù)較多、回流比較大、能耗很高。絡(luò)合萃取和絡(luò)合吸附對于短鏈烯烴分離較為成熟，但用于分離長鏈烯烴存在較多的技術(shù)障礙。膜分離技術(shù)用于長鏈烯烴和烷烴分離處于研發(fā)階段，距工業(yè)化有較長距離。相對而言，相同碳原子數(shù)的烯烴和烷烴的熔點相差較大，可以利用其熔點的差異采用低溫冷凍的方法實現(xiàn)烯烴和烷烴的分離。
[0007]US1313275公開了一種冷溫冷凍分離長鏈烯烴的方法，以丙酮、甲基異丁酮或石腦油等為溶劑，溶劑和含長鏈烯烴和烷烴的混合物油合，降低溫度使熔點更高的長鏈烷烴凝固析出，再采用丙酮或甲基異丁酮等溶劑洗滌除去包夾的烯烴分子，對蠟狀固體進(jìn)行固液分離，通過氣提蒸出濾液中溶劑，得到較高純度的烯烴。
[0008]相對而言，采用低溫冷凍分離長鏈烯烴和烷烴混合物具有操作簡單、不引入雜質(zhì)和能耗較低的優(yōu)點。目前，低溫冷凍結(jié)晶分離大多采用降膜結(jié)晶器和釜式結(jié)晶器，經(jīng)降溫結(jié)晶、發(fā)汗提純、再升溫解凍等過程，降膜結(jié)晶器主要是在管壁形成結(jié)晶膜層，不需要固液分離，但是膜層中極易包藏雜質(zhì)，盡管采用升溫發(fā)汗，使少量雜質(zhì)以汗液形式排出，但是由于粘度較大，大部分雜質(zhì)仍然包夾在結(jié)晶層內(nèi)部，降低產(chǎn)物的純度。釜式結(jié)晶器的優(yōu)點是在降溫結(jié)晶過程，攪拌使液相溫度更加均勻，缺點是難以形成晶核以及蠟狀固體不易固液分離，或者是在固液分離過程的溫度發(fā)生變化，使部分凝結(jié)物重新融化成液體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種容易實現(xiàn)固液分離、能夠提高產(chǎn)物純度的低溫冷凍磁分離長鏈烯烴和烷烴混合物的方法。
[0010]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種低溫冷凍磁分離長鏈烯烴和烷烴混合物的方法，將磁性粉體加入到含長鏈烯烴和長鏈烷烴的混合物液體中，然后將含有磁性粉體的混合液體降溫至低于長鏈烷烴熔點且高于長鏈烯烴熔點的溫度范圍內(nèi)，長鏈烷烴組分析出并吸附于磁性粉體表面形成磁性蠟狀固體，在外加磁場作用下磁性蠟狀固體與未冷凍的長鏈烯烴液體分離，取出磁性蠟狀固體后升溫融化后的液體即為長鏈烷烴。磁分離出的磁性介質(zhì)可重復(fù)使用。長鏈烯烴和烷烴混合物是指碳原子數(shù)大于10的相同碳鏈的烯烴和烷烴。
[0011]同時，本發(fā)明還提供一種低溫冷凍磁分離長鏈烯烴和烷烴混合物的裝置，該裝置的設(shè)計原理和使用方法與前述的分離方法具有相同的構(gòu)思。
[0012]所述的裝置包括攪拌混合器、冷卻系統(tǒng)和磁分離系統(tǒng)三部分，
一一攪拌混合器包括一個雙層夾套和柱形筒體，筒體上端設(shè)有加料口，下端設(shè)有排液口，筒體內(nèi)裝有由電機帶動的攪拌器，筒體外圍設(shè)夾套，夾套下端設(shè)有進(jìn)液口，夾套上端設(shè)有出液口 ；
一一冷卻系統(tǒng)包括高低溫循環(huán)一體機和循環(huán)栗，循環(huán)栗和攪拌混合器的夾套下端進(jìn)液口連接，夾套上端的出液口和高低溫循環(huán)一體機連接；
一一磁分離系統(tǒng)包括外加磁場，設(shè)置在攪拌混合器的底部。
[0013]在采用上述裝置進(jìn)行分離長鏈烯烴和長鏈烷烴的方式是:將含長鏈烯烴和長鏈烷烴的混合液體和磁性粉體投加到攪拌混合器內(nèi)，啟動電機攪拌，使磁性粉體懸浮于油相；啟動冷卻系統(tǒng)，致冷劑經(jīng)過循環(huán)栗從攪拌混合器夾套進(jìn)液口進(jìn)入并充滿夾套，經(jīng)出液口返回到冷卻系統(tǒng)；當(dāng)攪拌混合器內(nèi)液體溫度達(dá)到設(shè)定的溫度時，冷卻系統(tǒng)維持保溫狀態(tài)，長鏈烷烴組分冷凍析出并吸附于磁性粉體的表面形成磁性蠟狀固體，保溫2~10A;然后將外加磁場移近貼到攪拌混合器底部，攪拌混合器內(nèi)磁性蠟狀固體凝聚于混合器底部，打開攪拌混合器的排液口，排放出未冷凍的長鏈烯烴液體，液體排凈后，取出磁性蠟狀固體并升溫融化，融化后液體為長鏈烷烴產(chǎn)物。
[0014]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明所述的磁性粉體具有超順磁性，為Fe304、γ -Fe2O3,CoFe20、NiFe2O4和BaFe 204的中的任意一種。超順磁性的磁性粉體在有外磁場時具有磁性，當(dāng)撤消外加磁場后，剩磁很快消失，磁性粉體沒有磁性且粒徑細(xì)小，在液體中輕微攪拌就處于分散狀態(tài)。
[0015]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明所述的外加磁場采用永磁鐵，選自釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、招銀鉆磁鐵和鐵氧體磁鐵中的任意一種O
[0016]本發(fā)明通過添加磁性粉體，在結(jié)晶過程中，使均相成核過程轉(zhuǎn)化為非均相成核，可以極大促進(jìn)冷凍結(jié)晶的速率，結(jié)晶析出物附著在磁性介質(zhì)表面，在外加磁場環(huán)境中，極易固液分離，能夠得到高純度的產(chǎn)物。本發(fā)明所述的方法及裝置可適用于煤化工中費托合成的粗油品和切割油的烯烴分離，以及石油化工含長鏈烯烴混合油的分離和提純。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述的磁分離反應(yīng)器的的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，I攪拌混合器，1-1筒體，1-2電機，1-3加料口，1_4排液口，1_5液體出口，1-6液體入口，1-7夾套，1-8攪拌器，2冷卻系統(tǒng)，2-1高溫低循環(huán)一體機，2-2循環(huán)栗，3磁分離系統(tǒng)，3-1外加磁場，3-2升降器，3-3手柄，3-4底座。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
低溫冷凍磁分離長鏈烯烴和烷烴混合物裝置的結(jié)構(gòu)和使用方法。
[0020]如圖1所示，該裝置包括攪拌混合器1、冷卻系統(tǒng)2和磁分離系統(tǒng)3三部分，其中，攪拌混合器I包括一個雙層夾套和柱形筒體1-1，筒體上端設(shè)有加料口 1-3，下端設(shè)有排液口 1-4，筒體內(nèi)裝有由電機1-2帶動的攪拌器1-8，筒體外圍設(shè)夾套1-7，夾套1-7下端設(shè)有進(jìn)液口 1-6，夾套1-7上端設(shè)有出液口 1-5 ;冷卻系統(tǒng)2包括高低溫循環(huán)一體機2-1和循環(huán)栗2-2，循環(huán)栗2-2和攪拌混合器I的夾套1-7下端進(jìn)液口 1-6連接，夾套1_7上端的出液口 1-5和高低溫循環(huán)一體機2-1連接；磁分離系統(tǒng)3包括外加磁場3-1，設(shè)置在攪拌混合器I的底部。外加磁場3-1采用永磁鐵，可選用釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵和鐵氧體磁鐵中的任意一種。外加磁場3-1置于一帶有手柄3