Способ депарафинизации масел "изотермил

 

Способ депарафинизации масел путем термической обработки сырья и разбавления селективным растворителем на основе толуола, охлаждения полученной смеси с последующим отделением твердых углеводородов от депарафинированного масла и регенерацией растворителя, отличающийс я тем, что, с целью повышения выхода депарафинированного масла и снижения энергетических затрат, в качестве селективного растворителя используют растворитель, дополнительно содержащий 20-80 мас.% ацетонитрила при соотношении растворителя и сырья , равном 1-6:1, и после охлаждения смеси проводят ее изотермическую § выдержку при критической температуре растворения сырья с растворителем до (Л выделения 25-30 мас. растворителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Р.В«

РЕСПУБЛИН аю (и) ЗсЮ С 10 G 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 3411675/23-04 (22) 23.03.82 (46) 15.03.84. Бюл. и 10 (72) А.ф.Корж, В.Г.Тетерук, И.А.Гушул, О.В,Шишов, В.И.Рощин и В.С.Кечко (71) Новополоцкий политехнический институт им.Ленинского комсомола Белоруссии (53) 665 ° 637.7(088..8) (56) 1. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. И.,нХимия", 1978, с.166-176.

2. Патент США Н 4128472, кл. 208-33, опублик. 1978 (прототип). (54) СПОСОБ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ МАСЕЛ "ИЗОТЕРИИЛ" (57) Способ депарафинизации масел путем термической обработки сырья и разбавления селективным растворителем на основе толуола, охлаждения полученной смеси с последующим отделением твердых углеводородов от депарафинированного масла и регенерацией растворителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода депарафинированного масла и снижения энергетических затрат, в качестве селективного растворителя используют растворитель, дополнительно содержащий 20-80 мас.Ф ацетонитрила при соотношении растворителя и сырья, равном 1-6:1, и после охлаждения смеси проводят ее изотермическую выдержку при критической температуре I растворения сырья с растворителем до выделения 25-30 мас.3 растворителя. 1079661

Изобретение относится к переработке нефти и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах

flpH производстве дистиллятных и остаточных базовых масел для удаления из них парафинов и церезинов, т.е. в процессе депарафинизации масел.

Известны способы депарафинизации масляных фракций нефти путем кристаллизации твердых углеводородов-парафи- 10 нов при охлаждении этих фракций в

=меси с селективным растворителем. В качестве растворителей в процессе депарафинизации используют бензин (нафта 1, .сжиженный пропан, метилиэобутилкетон и смеси: ацетон - бензол, ацетон - толуол, метил - этилкетон.,толуол, дихлорэтан - метилен - хлорид, дихлорэтан - 6eH3oa t.1$.

Процесс депарафиниэации с применением растворителей включает следующие основные операции: термообработку масляного рафината; смешение рафината с растворителем; охлаждение полученной смеси до определенной температуры; отделение твердой фазы от депарафинированного масла; регенерацию растворителя из растворов депарафинированного масла, гача, петролатума, 30

Наиболее близким к предлагаемому является способ депарафинизации 1 2 ), заключающийся в том, что масляный рафинат подвергают термической обработке, подогревая его до температуры на 12ОС выше температуры плавления удаляемых парафинов (церезинов), Затем масляный рафинат смешивают с растворителем, далее полученную смесь охлаждают со скоростью 40

90 С/ч до температуры примерно на

3 С выше температуры помутнения масляного рафината и подают в основной радиальный смеситель. Перед смесителем в смесь добавляют вторую пор- 45 цию растворителя с температурой на

14-22 С ниже температуры помутнения смеси. Количество второй порции растворителя по отношению к масляному рафинату составляет от 5:1 до 1:1.

Далее смесь охлаждают со скоростью

36-270 С/ до заданной температуры (в пределах от -18 С до -40ОC) для более полного выделения парафинов, Охлажденную смесь направляют в зону сепарации жидких и твердых продуктов;

Жидкую смесь в дальнейшем разделяют фракционированием на растворитель и депарафинированное масло. В качестве растворителя в процессе применяю смесь метилэтилкетона (701) с толуолом (301) .

Известный способ депарафинизации имеет невысокий выход депарафинираванного масла. Так, при содержании в масляном рафинате 12,9i парафина выход масла составляет 771, т.е. в парафине остается около 70 масла в пересчете на рафинат, а гач содержит до 433 масла. Для увеличения выхода депарафинированного масла требуется дополнительная промывка парафина и дополнительная ступень сепарации, что увеличивает энергетические затраты на процесс.

Целью изобретения является повышение выхода депарафинированного масла и снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу депарафинизации масел путем термической обработки сырья и разбавления селективннм растворителем на основе толуола, охлаждения полученной смеси с последующим отделением твердых углеводородов от депарафинированного масла и регенерацией растворителя,в качестве селективного растворителя используют растворитель, дополнительно содержащий 20-80 мас. ацетонитрила при соотношении растворителя и сырья, равном 1-6:1, и после охлаждения смеси проводят ее изотермическую выдержку при критической температуре растворения сырья с растворителем до выделения 2530 мас.3 растворителя.

Назначение изотермической выдержки состоит в том, чтобы выделить часть растворителя иэ образовавшейся суспензии методом отстоя, используя понижение растворимости растворителя в масле с понижением температуры и повышением в нем концентрации ацетонитрила.

Для обеспечения удовлетворительного роста кристаллов твердых углеводородов при скорости охлаждения 120200 С/ч вязкость раствора в процессе его охлаждения поддерживается в пределах 1,5-2,0 сСт.

Требуемая вязкость раствора достигается подачей порций растворителя по мере охлаждения раствора.

Каждая порция (20-40 . от всего количества применяемого растворителя1 имеет определенное содержание ацето1079661 нитрила и толуола. Первая порция растворителя обогащается толуолом, последняя - ацетонитрилом, т,е. в растворе, по мере понижения его температуры постепенно увеличивает- 5 ся содержание ацетонитрила, который слабо растворяется в депарафинированном масле.

Это приводит к тому, что при определенной температуре и определенном содержании ацетонитрила в растворе появляется вторая жидкая фаза (растворитель).Выделение второй жидкой

Фазы ускоряется, если уменьшить перемешивание, дать время для отстоя, т.е. сделать изотермическую выдержку.

При изотермической выдержке отделяется часть растворителя, которая сыграла свою роль в формировании размеров кристаллов. Продолжительность изотермической выдержки зависит от вязкости исходного рафината. При (- l6) - (-20)ОС для рафинатов,имеющих вязкость 8-10 сСт при 100 С, о она составляет порядка 10 мин, а при вязкости более 10 сСт при 100ОС она достигает 30 мин.

Вторая жидкая фаза содержит 4050Ô ацетонитрила, 50-603 толуола и следы масла. зо

Количество выделившейся второй жидкой фазы зависит от температуры изотермической выдержки и химического состава рафииата и растворителя. 35

При температуре порядка (-16) (-20)oC количество второй жидкой фазы составляет 25-303 от общего количества растворителя, применяемого для разбавления исходного рафината. 4р

Полученная вторая жидкая фаза всплывает в верхнюю часть аппарата, так как имеет пониженную плотность по сравнению с другой фазой системы.

Эта фаза применяется для разбавле-45 ния исходного рафината и для промывки твердых углеводородов на фильтре, минуя процесс регенерации растворителя и процесс его последующего охлаж- .." дения. В конечном итоге это уменьша- о ет затраты тепла на регенерацию растворителя и .электроэнергии для его охлаждения.

Кроме того, при изотермической выдержке в результате выделения час- >5 ти растворителя происходит частичная промывка кристаллов твердых углеводородов и это уменьшает потери масла с гачем (петролатумом), т.е. увеличивает выход депарафинированного масла.

Соотношение ацетонитрил-толуол выбирают экспериментально для каждого вида рафината с учетом следующих основных условий, Растворитель должен содержать при, конечной температуре охлаждения максимальное количество ацетонитрила, при этом смесь рафината с растворителем при движении должна представлять собой одну жидкую фазу, а выделение второй жидкой фазы должно происходить только при изотермической выдержке, т.е. когда произойдет полное формирование кристаллов твердых углеводородов.

В силу того, что ацетонитрил имеет более низкую вязкость и меньшую растворяемость кристаллов твердых углеводородов по сравнению с толуолом, концентрация ацетонитрила в растворителе должна возрастать по мере охлаждения смеси рафината с растворителем.

Концентрацию ацетонитрила и толуола в применяемом растворителе необ ходимо выбирать с учетом принятых схем регенерации растворителя, обеспечивающих заданный состав растворителя.

Основная масса растворителя на современных установках депарафинизации масел генерируется в три ступени. Трехступенчатая регенерация растворителя позволяет иметь три порции растворителя следующего состава: первая порция с содержанием

20-253 ацетонитрила и 75-80 толуола (обогащенная толуолом); вторая порция с содержанием 50-603 ацетонитрила и 40-503 толуола; третья порция с содержанием 75-803 ацетонитрила и 20-254 толуола (обогащенная ацетонитрилом).

При смешении этих порций получается растворитель, содержащий 50601 ацетонитрила и 40-50> толуола °

Применение растворителя, содержащего

50-603 ацетонитрила для разбавления исходного рафината не представляется возможным, так как при таких концентрациях ацетонитрила в растворителе происходит выделение второй жидкой фазы (растворителя) при температуре значительно выше, чем конечная температура охлаждения смеси. Выделение этой фазы увеличивает вязкость

1079

5 второй Фазы, где происходит образование кристаллов, и замедляет их рост.В итоге это приводит к повышению температуры застывания депара финированного масла и снижению вы- 5 хода.

Для предотвращения образования второй жидкой фазы в процессе охлаждения смеси рафияата с растворителем и для поддержания вязкости смеси 10 (среды) более или менее на постоянном уровне растворитель подается в рафинат порциями с повышением концентрации ацетонитрила от порции к порции. 15

Порционная подача растворителя в процессе образования кристаллов твердых углеводородов с повышением концентрации ацетонитрила в каждой последующей его порции позволяет 20 избежать появления второй жидкой фазы до конечной температуры охлаж- дения смеси рафината с растворителем (до изотермической выдержки), т.е.. обеспечить оптимальный рост кристаллов за счет уменьшения. влия". ния толуола.

В способе низкие скорости охлажде" ния порядка 120-150 С/ч принимаются для рафинатов с повышенной вязкостью 30 (остаточных) и более высокие - 150200 С/ч для рафинатов с пониженной вязкостью (дистиллятных).

Выполнение способа включает следующие операции и параметры режима: 35 подогрев рафината до 70"80 С (термическая обработка) для полного растворения зародышей кристаллов твердых парафинов; охлаждение рафината со скоростью 120-200 С/ч до температуры 40 на 4-7 С выше температуры его помут«,о, нения; разбавление рафината при этой температуре первой порцией растворителя, содержащего 75-803 толуола и

20-253 ацетонитрила, при соотношении 45 растворитель:рафинат порядка 1:1 и -выше; охлаждение полученной смеси до температуры на 4-7ОС выше критичес" кой температуры растворения рафината с первой порцией растворителя; раз- 50 бавление полученной смеси при этой температуре второй порцией растворителя, содержащего 40-503 толуола и 50-603 ацетонитрила, при соотношении вторая порция: рафинат 1:1 55 и выше; охлаждение полученной смеси до температуры, при которой вязкость смеси не превышает 1,5-2,5 сСт и не

661 б появляется вторая жидкая фаза; разбавление полученной смеси при этой температуре третьей порцией растворителя, содержащего 75-80 ацетонитрила и 20-25 толуола, при соотношении третья порция растворителя: рафинат 1:1 и более; охлаждение полученной смеси до конечной температуры, которая на 2-5 С ниже температуры застывания депарафиI нированного масла и равна критической температуре растворения рафината с общим количеством растворителя; изотермическая выдержка смеси при конечной температуре охлаждения в течение 10-30 мин (отстой);отделение выделившейся второй жидкой фазы (растворителя) при изотермической выдержке; выделение кристаллов твердых углеводородов из полученной смеси (суспензии),например, ;центрифугированием или фильтрацией; отгонка растворителя из фильтрата и получение регенерированного раст- . ворителя и депарафинированного масла.

Пример 1. Проводят депарафиниэацию рафината, имеющего при о

100 С вязкость 7,8 сСт и температуру помутнения 31 С.

106 г рафината нагревают до 80 С со скоростью 160 С/ч до 35 С и смео а шивают со 100 r растворителя, содержащего 75 толуола и 254 ацетонитрила, о

При 20 С в смесь добавляют 100 г растворителя (403 толуола и 60 aqeтонитрила). о

Далее при -10 С в смесь вводят еще 100 r растворителя (20/, толуола и 803 ацетонитрила). о

При -15 С проводят изотермическую выдержку в течение 10 мин, в результате чего выделяется 76 г растворителя (253 растворителя, 50 ацетонитрила и 503 толуола).

После удаления выделившегося растворителя проводят фильтрацию суспенз :и, промывку осадка твердых углеводородов на Фильтре, отгон растворителя из осадка и фильтрата. В итоге получено 86 г (81,13) депарафинированного масла с температурой застывания -13 С и 18,9 г гача при 1,1 г о пот рь.

При проведении депарафиниэации этого рафината с применением в качестве растворителя смеси метилI 079661

Составитель Л.Иванова

Редактор Т.Веселова Техред Т.Дубинчак."Корректор А.Зимокосов

Заказ 1257/24 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7, зтилкетона (703) с толуолом (303) прФ -154C без изотермической выдержки получено депарафинированное масло с температурой застывания -12 С с выходом 803.

Пример 2. Проводят депара и.низацию рафината, имеющего при 100ОС

1 вязкость 18 сСт и температуру помуто нения 44 С.

110 r рафината нагревают до 80 С, о

)охлаждают со скоростью 120 С/ч до

48 С и смешивают с 200 г растворителя (803 толуола и 203 ацетонитрила).

При 30 С в смесь добавляют 200 г растворителя (503 толуола и 503 ацето :итрила).

Далее при -5 C в смесь вводят еще

200 r растворителя (253 толуола и

753 ацетонитрила).

При -16 С проводят изотермическую выдержку в течение 30 мин, при которой выделяется 181 r (303) растворителя.

После удаления выделившегося раст25 ворителя, промывки осадка на фильтре и регенерации растворителя получено

85,8 г {783) депарафинированного масла с температурой застывания -11 С и 13 r петролатума при 1,2 г потерь. о

Проведение депарафиниэации этого рафината в смеси метилэтилкетона

{703) с толуолом {303) при -16 С беэ иэотермической выдержки позволяет получить депарафинированное масло 3$ с температурой застывания -11 С с выходом 77, 5i.

Растворитель из продуктов депарафинизации в примерах 1 и 2 отгоняют с применением способа простой перегонки при атмосферном давлени; в интервале температур от 81,6 С (температура кипения ацетонитрила J до

110,6 С (температура кипения толуола ).

Последние порции растворителя отгоняют в присутствии водяного пара.

Применение предлагаемого способа депарафинизации масляных рафинатов по сравнению с известными обеспечи" вает следующие преимущества: увеличение выхода депарафинированного мас" ла на 0,5-13 иэ одного и того же раФината; стоимость ацетонитрила (256 руб/т) ниже, чем стоимость метилзтилкетона (577 руб/т) и ацетонитрил . не является дефицитным растворителем, так как он производится как побочный продукт производ тва нитрила акриловой кислоты - мономера для синтеза волокна "нитрон"; уменьшаются затрать(на разделение суспензии, регенерацию растворителя и его охлаждение, так как не менее

253 всего растворителя, применяемого в процессе депарафинизации рафината, отделяется от суспенэии при изотермической выдержке и не нуждается в процессах перекачки через фильтрацию, регенерацию и охлаждение.