Способ депарафинизации нефтепродуктов

Изобретение относится к области химической технологии переработки нефти и газа и может быть использовано для депарафинизации нефтепродуктов и выделения из них парафиновых углеводородов. Способ депарафинизации нефтепродуктов осуществляют путем смешения сырья с 0,05-0,25% мас. поверхностно-активного вещества, термообработки полученной смеси, охлаждения ее до температуры депарафинизации с последующим выделением парафиновых углеводородов в постоянном электрическом поле. В качестве поверхностно-активного вещества используют депрессорную присадку, представляющую собой продукт взаимодействия стеариновой кислоты и полиэтиленполиаминов в массовом соотношении соответственно 4,5:1,0. В нефтепродукт в качестве активатора депарафинизации дополнительно вводят 0,05-0,15% мас. высших жирных спиртов фракции C_10-18. Технический результат - увеличение выхода депарафинированного дизельного топлива и понижение его температуры помутнения. 1 табл.

 

Изобретение относится к химической технологии переработки нефти и газа и может быть использовано для депарафинизации нефтепродуктов и выделения из них парафиновых углеводородов.

В нефтеперерабатывающей промышленности распространены следующие способы депарафинизации нефтепродуктов: депарафинизация нефтепродуктов на вакуумных фильтрах с использованием низкотемпературной кристаллизации парафиновых углеводородов в кетон-ароматических растворителях [Богданов Н.Ф. и др. Депарафинизация нефтяных продуктов. М.: Гостоптехиздат, 1961, с.186-188]; депарафинизация нефтепродуктов фильтр-прессованием и потением гачей с использованием кристаллизации парафиновых углеводородов без применения растворителей [Переверзев А.Н. и др. Производство парафинов. М.: Химия, с.161-164]; карбамидная депарафинизация [Усачев В.В. Карбамидная депарафинизация. М.: Химия, 1967, с.114-117]; депарафинизация на цеолитах [Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002, с.321].

Известен также способ депарафинизации нефтепродуктов путем смешения сырья с поверхностно-активным веществом (ПАВ), термообработки полученной смеси, охлаждения ее до температуры депарафинизации с последующим выделением парафиновых углеводородов в постоянном электрическом поле [Пат. РФ 2353646 C1, C10G 73/30 (2006.01). Опубл. 27.04.2009. Бюл. №12]. В качестве ПАВ используют депрессорную присадку, представляющую собой продукт взаимодействия стеариновой кислоты и полиэтиленполиаминов в массовом соотношении соответственно 4,5:1,0.

Недостатком известного способа является невысокий выход получаемого после депарафинизации дизельного топлива (ДДТ). Депарафинированное дизельное топливо также характеризуется невысоким качеством по температуре его помутнения: депарафинированное дизельное топливо имеет более высокую температуру помутнения относительно температуры проведения процесса депарафинизации. Кроме того, температура помутнения получаемого дизельного топлива по прототипу на уровне минус 12 - минус 14°С и не соответствует требованиям по этому показателю на ДТ (ТУ 38.401-58-36-01), согласно которым температура помутнения должна быть минус 15°С и ниже.

Задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является интенсификация процесса депарафинизации летних дизельных топлив. Поставленную задачу можно решить за счет достижения технического результата, который заключается в увеличении выхода депарафиниранного дизельного топлива и повышения качества получаемого топлива, а именно понижения его температуры помутнения.

Указанный технический результат достигается тем, что способ депарафинизации нефтепродуктов проводят путем смешения сырья с 0,05-0,25% мас. поверхностно-активным веществом, представляющим собой продукт взаимодействия стеариновой кислоты и полиэтиленполиаминов в массовом соотношении соответственно 4,5:1,0, термообработки полученной смеси, охлаждения ее (смеси) до температуры депарафинизации с последующим выделением на электродах парафиновых углеводородов в постоянном электрическом поле. В качестве активатора депарафинизации дополнительно вводят 0,05-0,15% мас. высших жирных спиртов фракции C_10-18.

Полиамидная депрессорная присадка представляет собой продукт конденсации стеариновой кислоты (СК) с полиэтиленполиаминами (ПЭПА) при массовом соотношении исходных реагентов 4,5:1,0 соответственно (Пат. РФ 2289613 C1, C10L 1/22, С10М 133/04, C10N 30/02. Способ получения депрессатора для нефтепродуктов. Опубл. 20.12. 2006 г. Бюл. №35).

В качестве высших жирных спиртов использовалась промышленная фракция ВЖС C_10-18 алюминийорганического синтеза соответствующая ТУ 38.107119-85. Молекулярная масса спиртов 228, массовая доля спиртов не менее 98% масс., содержание спиртов до С₁₂ и выше С₁₈ не более 5% масс. Кислотное число (мг КОН/г) - не более 0,1; гидроксильное число (мг КОН/г) - не менее 260 и не более 275.

Способ осуществляют следующим образом.

В исходный нефепродукт, например дизельное топливо, вводят 0,05-0,25 мас.% полиамидной депрессорной присадки и в качестве активатора ВЖС фракции C_10-18 в количестве 0,05-0,15% мас. Смесь сырья, полиамидной депрессорной присадки и активатора подвергают термообработке при температуре выше температуры помутнения смеси, предпочтительно при 60-70°С, до полного растворения депрессорной присадки. Далее смесь заливают в бронзовую ячейку для электродепарафинизации, представляющую собой систему коаксиальных электродов по прототипу. Для предотвращения электрического пробоя дно ячейки выполнено из диэлектрика - фторопласта. Размеры ячейки: внешний диаметр внутреннего электрода 15 мм, внутренний диаметр внешнего электрода 30 мм; высота обоих электродов 20 мм. Межэлектродное расстояние при этом составляет 7,5 мм. Бронзовая ячейка помещается в специальную термостатированную воздушную камеру, встроенную в баню криостата фирмы «Lauda RP 855». Баня заполнялась промежуточным хладагентом (керосин), который охлаждался за счет циркуляции в нем фреона. Ячейку с нефтепродуктом охлаждают до температуры депарафинизации минус 15°С. Внутри камеры поддерживается необходимая температура с точностью ±1°С, что фиксируется термометром, которым снабжена ячейка. Бронзовая ячейка подключается к выпрямителю ВС-20-10. Присадка сообщает образовавшимся при температуре депарафинизации кристаллам парафиновых углеводородов электрокинетический потенциал. При напряженности электрического поля 10000 В/см происходит разделение нефтепродукта на парафиновые углеводороды, образующие плотный осадок на электродах, и прозрачные низкозастывающие углеводороды (депарафинированное дизельное топливо) в межэлектродном пространстве.

Эффективность процесса депарафинизации дизельного топлива оценивается по выходу, температуре застывания и температуре помутнения депарафинированного дизельного топлива.

Пример

Для электродепарафинизации используют летнее дизельное топливо со следующими свойствами: температура застывания минус 10°С, температура помутнения минус 5°С; плотность при 20°С 825 кг/м³; вязкость при 20°С 4,7 мм²/с; 50% дизельного топлива выкипает при 270°С; анилиновая точка 76°С; содержание углеводородов, образовавших комплекс с карбамидом, 8,8% масс.

Электродепарафинизацию дизельного топлива проводят в постоянном электрическом поле в присутствии продукта конденсации стеариновой кислоты и полиэтиленполиаминов и высших жирных спиртов. Содержание полиамидной депрессорной присадки по заявляемому способу составляет 0,05, 0,1 и 0,25 мас.%. Содержание высших жирных спиртов 0,05 - фракции C_10-18 составляет 0,05-0,015 мас.%. Другие параметры депарафинизации следующие: температура депарафинизации минус 15°С; средняя напряженность электрического поля в межэлектродном пространстве ячейки 10000 В/см; время электрообработки (осаждения) 60 мин. Для исходного и депарафинированного дизельного топлива определяются температуры застывания и помутнения.

Результаты депарафинизации по способу согласно изобретению представлены в таблице. Для сравнения в таблице приведены также результаты депарафинизации в соответствии с прототипом, т.е. в присутствии только продукта конденсации стеариновой кислоты и полиэтиленполиаминов в массовом соотношении соответственно 4,5:1,0 (Пат. РФ 2106390, 6 C10G 73/30. Опубл. 10 марта 1998 г. Бюл. №7). Прочие параметры процесса по прототипу (содержание присадки, температура депарафинизации, напряженность электрического поля и время обработки в электрическом поле) были приняты такими же, как и в заявляемом способе.

Таблица
Депарафинизация дизельного топлива
Параметры процесса депарафинизации	Температура (°С) в присутствии ДП и ВЖС	Показатели процесса депарафинизации	Показатели качества ДДТ
Содержание полиамидной присадки, % масс.	Содержание ВЖС, % масс.	застывания	помутнения	выход ДДТ, %	выход осадка, %	температура застывания, °C	температура помутнения, °C
По прототипу
0,05	0	-18	-5	72,2	27,8	-20	-11
0,1	0	-20	18	81,1	18,9	-21	-11
0,25	0	-26	32	82,4	17,6	-23	-14
По заявляемому способу
0,05	0,1	-18	-5	83,6	16,4	-23	-15
0,1	0,05	-20	22	83,8	16,2	-22	-15
0,1	0,1	-20	23	82,5	17,5	-22	-15
0,1	0,15	-21	20	82,1	17,9	-21	-15
0,25	0,1	-25	33	86,0	14,0	-25	-16
Температура депарафинизации - минус 15°С Напряженность электрического поля между электродами - 10 кВ/см ДДТ - депарафинизированное дизельное топливо Температуры помутнения и застывания исходного ДТ - минус 5°С и минус 10°С соответственно

Сопоставление полученных данных по заявляемому способу и прототипу (см. таблицу) показывает, что совместное применение полиамидной присадки и высших жирных спиртов (ВЖС) в качестве активаторов процесса депарафинизации делает этот процесс более эффективным, чем депарафинизация только в присутствии полиамидной присадки. В отсутствие полиамидной присадки процесс электродепарафинизации малоэффективен. Выход депарафинированного ДТ не превышает 40% мас. Введение в состав исходного ДТ 0,5-0,25% масс. полиамидной присадки приводит к повышению выхода депарафинированного продукта до 72,2-82,4% мас. Температура застывания ДТ снижается с минус 10°С до депарафинизации до минус 20-минус 23°С после депарафинизации. Температура помутнения дизельного топлива снижается с минус 5°С до депарафинизации до минус 11-минус 14°С после депарафинизации. Согласно требованиям ТУ температура помутнения должна быть не выше минус 15°С.

Совместное введение в исходное ДТ депрессорной полиамидной присадки и ВЖС приводит к улучшению показателей депарафинизации (см. таблицу). Выход депарафинированного ДТ возрастает с 72,2-82,4% (депарафинизация только в присутствии полиамидной присадки без ВЖС) до 82,1-86,0% мас. (депарафинизация в присутствии 0,05-0,25% полиамидной присадки и 0,05-0,15% мас. ВЖС). При этом температура помутнения депарафинированного дизельного топлива также понижается с минус 11-минус 14°С (депарафинизация только в присутствии полиамидной присадки без ВЖС) до минус 15-минус 16°С (депарафинизация в присутствии 0,05-0,25% полиамидной присадки и 0,05-0,15% мас. ВЖС). Таким образом, показано, что совместное применение полиамидной присадки и ВЖС приводит к увеличению выхода депарафинированного ДТ и к повышению его качества по температуре помутнения.

Влияние ВЖС на параметры электродепарафинизации дизельного топлива можно объяснить тем, что процесс электродепарафинизации нефтепродуктов основан на выделении парафиновых углеводородов на электродах в постоянных электрических полях высокого напряжения за счет эффекта электрофореза и двойного электрофореза. Индуцирование электрокинетических потенциалов на поверхности кристаллов парафиновых углеводородов обеспечивают за счет введения в нефтяное сырье депрессорных присадок. При выборе ВЖС в качестве активаторов процесса депарафинизации дизельного топлива исходили из того, что процессы совместной кристаллизации индивидуальных жирных спиртов и фракций ВЖС в области вращательной сингонии сопровождаются термоэлектрическими эффектами с индуцированием в ВЖС значительных электростатических потенциалов. Совместное использование ВЖС и депрессорных присадок приводит к возрастанию электростатических потенциалов в системах «ВЖС + депрессорная присадка» в 4,9-5,5 раза. В итоге, совместное использование ВЖС и депрессоров при электродепарафинизации улучшает показатели процесса электродепарафинизации.

Способ депарафинизации нефтепродуктов путем смешения сырья с 0,05-0,25 мас.% поверхностно-активным веществом, представляющим собой продукт взаимодействия стеариновой кислоты и полиэтиленполиаминов в массовом соотношении соответственно 4,5:1,0, термообработки полученной смеси, охлаждения ее до температуры депарафинизации с последующим выделением парафиновых углеводородов в постоянном электрическом поле, отличающийся тем, что в нефтепродукт в качестве активатора депарафинизации дополнительно вводят 0,05-0,15 мас.% высших жирных спиртов фракции C_10-18.