[发明专利]一种超临界状态下除溶剂油中芳烃及不饱和烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢化芳烃及不饱和烃的方法。

背景技术

溶剂油是一类重要的石油产品，与人们生活有着密切的联系，应用领域十分广泛。随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，各类烃类溶剂产品需求量正在不断增加，随着人们对食品认识的不断提高，应用在大豆油、骨油等动植物食用油领域的溶剂尤其受到人们的关注，对油品的环保性和健康性都提出了更高的要求。因此，常用的浸出溶剂油中的芳烃含量就越来越受到人们的重视，一方面是因为溶剂挥发会破坏大气层对环境造成污染，另一方面因溶剂油因人体的直接毒性而确立了很低的职业接触限值，且油脂中的溶剂残留，食用后会对人体造成危害。

目前常见的溶剂油氢化制备低芳烃含量的新型溶剂油存在工艺复杂，能耗大，脱芳率低，不能满足人们的需要。超临界CO₂是近年来生物工程新开拓的领域，许多研究表明：超临界CO₂具有类似于液体的密度和类似于气体的扩散性和粘度。显示出较大的溶解能力和较高的传递特性，从而大大的降低了反应过程的传质阻力提高反应速率。通过简单的改变操作条件或附加其他设备就可达到底物和产物分离的目的。因此，利用这些特点和优点研制低芳烃、纯度高、附加值高的溶剂油产品具有一定的价值和市场前景。

发明内容

本发明是为了解决实际反应中氢化率较低的问题，而提出了用金属族催化剂，在超临界CO₂作用下催化氢化反应。用金属族催化剂在超临界状态下催化氢化反应通过以下步骤实现：一、反应前处理；二、氢化；三、终止反应；四、氢化反应条件的优化；五、通过气相色谱图像进一步解释此种氢化条件的优势。

在超临界CO₂条件下进行氢化反应，超临界状态下流体二氧化碳同时起到溶剂和催化剂的作用，是非极性分子，可避免其它方法出现中毒和催化剂失活的现象，可以在短时间内将氢气溶解于超临界CO₂中，起到了迅速加成的目的，大大提高了反应速率，还能使脱芳率较常规方法提高5～15%。本发明稳定性高、可长时间连续操作，可进行大规模工业操作。

具体实施方式

具体实施方式一：用金属族催化剂在超临界状态下催化氢化反应通过以下步骤实现：一、反应前处理：将溶剂油与镍铝催化剂以100:1～100:5 的比例添加到反应釜中，密封反应釜后充入CO₂密换气两至三次，以保证彻底置换除去反应釜中的空气，同时将反应釜置于水中试漏；二、氢化：在保证反应釜密封的情况下充入CO₂使釜内压力达到5～10MPa，再向釜中通入一定量的H₂，使总压力达到5~20MPa，将反应釜置于恒温水浴锅中，在温度50～250℃，转速50～350rpm条件下反应50～300min后得到氢化产物；三、终止反应，将反应釜从水浴锅中取出，降至室温，放出釜内气体至常压，将反应釜内的全部物质通过过滤分离催化剂与溶剂油，从而得到低芳烃含量的溶剂油产品；四、采用响应面法进行分析讨论最终确定最佳氢化条件；五、通过气相色谱图像进一步解释此种氢化条件的优势。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤一中将溶剂油与镍铝催化剂以50:1～20:1 的比例添加到反应釜中。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中在保证反应釜密封的情况下充入使釜内压力达到5～15MPa。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中在保证反应釜密封的情况下充入使釜内压力达到5～15MPa，反应温度50～200℃。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中在保证反应釜密封的情况下充入使釜内压力达到5～15MPa，反应温度50～200℃，反应时间50～250min。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中在保证反应釜密封的情况下充入使釜内压力达到5～15MPa，反应温度50～200℃，反应时间50～250min，搅拌速度100～300rpm。其它步骤与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于步骤二中将由单因素确定的结果再进一步优化得到氢化条件，优化的氢化化条件为使釜内压力达到5～12MPa，反应温度60～150℃，反应时间50～200min，搅拌速度100～250rpm，催化剂添加量50:1～20:1，用优化结果对溶剂油进行氢化。在最优状态下脱芳率最高97.2 %。其它步骤与具体实施方式一相同。