Способ очистки нефтяных депарафинизатов

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЯНЫХ ДЕПАРАФИНИЗЛТОВ, полученных культивированием микроорганизмов на питательной среде с парафинсодержа цим нефтяным ди -тиллятом, включающий выделение депарафинизата из культурной среды и последующую промывку его водой или раствором щелочного реагента ,о т л и ч а ю щи и с я тек,что,с целью улучшения качества целевого продукта, промытый депарафинизат подвергают воздействию переменного электрического поля напряженностью .0,30- . 5,0 кВ/см при температуре 20-98 С в течение 15-60 мин с последующим отделением вьщелившихся примесей. (/) С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) M5D С 10 Q 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21} 2954593/23-04 (22) 08.07.80 (46) 07.08.83. Бюл. М 29 (72). M.È.Ðoæêîâà, И.A.Ìèõàéëîâ, Л.И.Козлова, Д.Н.Левченко, Н .В.Бергштейн, И.Б.Кессель, иностранцы Хикке Вольфганг, Коккерт Маркус, Баух Иохим и Генч Херберт (ГДР) (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ и Нефтехимический комбинат, г.Шведт (ГДР) (53) 662.092.8(088.8) (56) 1. Патент ГДР М 103921, кл. 23 в 1/05, опублик. 1974.

2. Патент CLGA 9 3259549, кл. 194-3, опублик. 1967 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЯНЫХ

ДЕПАРАФИНИЗАТОВ, полученных культивированием микроорганизмов на питательной среде с парафинсодержащим нефтяным ди..тиллятом, включающий выделение депарафинизата из культурной среды и последующую промывку его водой или раствором щелочного реагента, о т л и ч а ю щ и и с я тем,что, с целью улучшения качества целевого продукта, промытый депарафинизат подвергают воздействию переменного электрического поля напряженностью 0,30-, 5,0 кВ/см при температуре 20-98 С в течение 15-60 мин с последующим отделением выделившихся примесей.

888525

Изобретение относится к микробиологической и нефтехимической промышленности, в частности к способам очистки нефтяных дистиллятов, полученных культивированием микроорганизмов, от примесей вещестн биологического происхождения, отрицательно влияющих на некоторые физико-химические и эксплуатационные свойства депарафиниэата.

Изобретение может быть использо- 10 вано н производстве кормового белка и низкозастынающего топлива путем микробиологической депарафинизации нефтяных дистиллятов.

Известен способ очистки депарафинизатов, полученных микробиологическим путем, от примесей веществ биологического происхождения путем экстракции примесей 2-100Ъ-ным раствором фосфорной кислоты при температуре 10-90 С и весовом соотношении кислота: углеводороды от 1:1 до 1:300, после чего отмывают депа" рафинизат аммиачной водой (1 ).

Этот способ обеспечивает снижение содержания неиспаряемого остатка в депарафинизате (до 80-120 мг/100 мл), однако для его осуществления требуются введение дополнительных процессов и использование сложного н эксплуатации специального экстракцион- 30 ного оборудования. Кроме того, образуется много побочных продуктов, которые необходимо утилизировать.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки нефтяных депарафинизатон промыванием, который заключается в том, что микроорганизмы куЛьтивируют в водной минеральной питательной среде, содержащей в каче стве источника углеродного питания парафинсодержащий газойль, затем частично или полностью депарафинизированный газойль отделяют от фракции микроорганизмов и промывают водным 45 или спиртовым раствором щелочи для удаления продуктов метаболизма и снижения тем самым температуры помутнения депарафинизированного газойля.

В качестве щелочного агента применя- у ют гидроокиси калия или натрия. Концентрация водного раствора щелочи составля т 30-50 нес.Ъ при объемном соотношении углеводородной и щелочной фаз от 1:1 до 1:5. При использовании спиртовой щелочи применяют растворы концентрации 15-25 нес.Ъ

I H объемное соотношение фаз составляет

1:2 до 2:1.Температура обработки

60-100 С 52).

Существенными недостатками способа О являются неполное выделение продукта метаболизма (содержание неиспаряемого остатка практически не уменьшается), значительный расход щелочного агента и возможность образования 65 трудноразрушаемых эмульсий, требующиХ дополнительно специальной обработки.

Целью изобретения является улучшение качества депарафинизата, а именно понижение его температуры застывания и помутнения, снижение содержания неиспаряемого остатка и повышение стабильности свойств при хранении.

Поставленная цель достигается способом очистки нефтяных депарафинизатов культивированием микроорганизмов на питательной среде с парафинсодержащим нефтяным дистиллятом, включающим выделение депарафинизата из культуральной среды и последующую промывку его водой или раствором щелочного реагента с последующим воздействием на промытый депарафинизат переменного электрического поля напряженностью 0,30-5,0 кВ/см при

20-98ОС в течение 15-60 мин и отделением выделившихся примесей.

Предлагаемый способ заключается н следующем.

Нефтяной депарафинизат получают путем культивирования парафинокисляющих микроорганизмов, например дрожжей, при аэрации и перемешивании на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, калия, магния и микроэлементы и в качестве источника углерода нефтяной дистиллят, например дистиллятную фракцию, которая выкипает в интервале температур

220-380 С и имеет в своем составе не менее 10Ъ н-алканон. Культивирование проводят периодическим или

Йепрерынным способом. При непрерывном культивировании скорость потока среды составляет 0,30-0,15 ч-1, концентрация дистиллята в среде

10-5ЮЪ. рН среды поддержинают в интервале 3,0-7,0, для дрожжей предпочтителен интервал рН 4,0-4,5. Температура процесса 25-39 С. Депарафинизат после культивирования микроорганизмов выделяют из культуральной среды любым известным способом, например центрифугированием или сепарацией, и промывают его водой или водным раствором щелочного реагента, например раствором аммиака или едкого натра. Промытый депарафинизат подвергают воздействию переменного электрического поля, например, нводя депарафинизат в пространство, заключенное между двумя электродами, на один из которых подают напряжение.

При этом ширина пространства между электродами выбирается таким образом чтобы обеспечить напряженность поля на обрабатываемом участке от 0,30 до 5,0 кВ/см. Время пребывания депарафинизата в поле высокой напряженности 15-60 мин. Температура депарафинизата при обработке не долж. на превышать температуру кипения

888525 воды. После электрообработки депарафиниэат отстаивают и отделяют от выпавших в осадок или коагулированных примесей, например, декантацией, фильтрацией или центрифугированием.

В таблице приведены результаты, полученные при обработке различных образцов депарафинизата в электрическом поле.

Как видно иэ таблицы, обработка депарафинизата по предлагаемому способу позволяет снизить количество неиспаряемого остатка примерно в

1,5 раза и получать депарафинизаты с содержанием неиспаряемого остатка

100-120 мг/100 мл, что соответствует обычному уровню для товарных топлив.

Повышение температуры положительно влияет на снижение неиспаряемого остатка. После электрообработки температуры застывания и помутнения депарафинизата дополнительно снижа-. ются на 3-5ОС. Кроме того, очищенный по предлагаемому способу депарафинизат приобретает стабильные физикохимические показатели качества, не изменяющиеся в течение, по крайней мере, 12 мес, тогда как необработанный дистиллят в процессе 6-месячного хранения сильно изменяет ряд свойств.

Например, как показано в таблице, через 6 мес цвет усиливается на

2-3 марки по шкале ЯРА, содержание неиспаряемого остатка возрастает в 1,5-2,0 раза. Температуры застывания и помутнения повышаются при хранении на 1-2 С, Пример 1. Нефтяной депарафинизат получают путем культивирования дрожжей Сапд йа qui00lertmpnc3 при рН 4,2-4,4, температуре 32-34 С в непрерывных условиях с аэрацией и перемешиванием на синтетической питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, калия, магния и микроэлементы. В качестве источника углеродного питания используют нефтяной дистиллят, выкипающий в интервале температур 240-360ОС, имею" щий температуру застывания 4 С, температуру помутнения 2 С, содеро жание неиспаряемого остатка

120 мг/100 мл. Концентрация дистиллята в среде 20%, скорость протока среды 0,18 ч-, Депарафиниэированный дистиллят выделяют иэ культуральной среды сепарацией и промывают водой. Полученный депарафинизат, содержащий примеси веществ микробного происхождения, имеет температуру застывания -25ОС, температуру помутнения -16ОС, содержание неиспаряемого остатка

195 мг/100 мл, кислотность

10,2 мг КОН/100 мл. Депарафинизат подвергают в непрерывном потоке воздействию электрического поля при скорости подачи 4 л/ч и температуре

60 С. Напряжение, подаваемое на

50 чески не изменяется. Стабильность качества при хранении улучшается: содержание неиспаряемого остатка у обработанного в электрическом поле образца возрастает за 6 мес хранения на 12 мг/100 мл, цвет незначительно усиливается (на 0,5 марки

NFA) тогда как у необработанного

,депарафинизата цветность возрастает на 3,5-4,0 марок, а содержание неиспаряемого остатка - почти на

100 мг/100 мл.

Пример 3. Депарафинизат того же качества, что в примере 2, обрабатывают в электрическом поле в непрерывных условиях при напряженнос;ти поля 1,3 кВ/см, температуре 60 С, времени обработки 60 мин и отстаива» ют в течение 1 ч. В результате обработки содержание неиспаряемого оста ка снижается со 147 до 103 мг/1ФО мя.

/ и электрод, составляет 3 кВ, напряженность поля в зоне обработки 1,3 кВ/см, продолжительность обработки 45 мин.

Обработанный депарафинизат фильтруют через бумажный фильтр. Физико5 химическая характеристика депарафиниэата в результате злектрообработки изменяется следующим образом: содержание неиспаряемого остатка снижается с 195 до 118 мг/100 мл, температура помутнения с-16 до-18 С, температура застывания — с- 25 до

"27ОС. Общая кислотность остается на том же уровне. При хранении образца депарафинизата, обработанного в электрическом поле, в течение 6 мес при комнатной температуре физикохимические показатели качества изменяются незначительно. Необработанный в электрическом поле депарафиниэат через 6 мес хранения сильно тем- .

2О неет - цветность по шкале МРА изменяется с 1,5 до 4-4,5 марок, температура застывания повышается до

-23ОС, содержание неиспаряемого остатка возрастает до 368 мг/100 мл.

25 Пример 2, В результате обработки депарафиниэат, полученный, как в примере 1, подвергают щелочно-. водной промывке для удаления из него жирных кислот. Кислотность депарафи3g низата снижается до 1,0 мг КОН/100 мл содержание неиспаряемого остатка составляет 147 мг/100 мл, температура застывания -24 С, температура помутнения -16 С. Депарафиниэат с указанными характеристиками качества подвергают электрообработке s непре"., рывных условиях при скорости подачи

4 л в 1 ч, температуре 20 С, напряженности поля в зоне обработке

0,3 кВ/см, продолжительности обра40 ботки 45 мин. Обработанный денарафинизат после отстаивания фильтруют через бумажный фильтр. В результате обработки температуры застывания и помутнения снижаются на ЗеС, содер45 жанне неиспаряемого остатка практи888525 температуры застывания и помутнения понижаются на 2-5 C улучшается стабильность качества ври хранении в течение б мес цветность и другие показатели не изменяются, Пример 4. Депарафинизат того же качества, что в примере 2, обрабатывают в периодическом режиме в электрическом поле напряжейностью

5.,0 кВ/см при температуре 98 С и времени обработки 15 мин. После обработки и отстаивания содержание неиспаряемого остатка снижается до

102 мг/100 мл, температура застывания снижается на 4 С, температура помутнения - на 2 С.

Таким образом, в результате обра ботки в электрическом поле высокой

Образ депарафинизат после электро обработ ки,пример 1 исходный

Nl 1, после водной промывки

4 после. электрообработки и сходны (92, после

I щелочноводной промывк

Пркаэатель пример

4 пример пример

2 3

0,3 1,3

45 60

1,3

5 0

Время обработки, мин

20 60

60

1-1,5 1-1,5 1-1,5 1-1,5

1,5 3,5-4,0 1,5 1,5

1,5

1-1,5

4-4,5 цвет, марки МРА после б мес хранения

Показатель преломления при 20 С

1,4830 1,4833 1,4830 1,4827 1,4832 1 4831

Неиспаряемый остаток, мг/100 мл

147

148 103

160 112

118

112

195

240

120

368

-16

-16

-18

-19

-18

-20

-15

-18

-19

-13

-24

-25

-29

-27

-28

-23

Кислотность, мг KOH/100 мл 10,2

1,0

0,6 Следы Следы -0,1

9,2

ВНИИПИ Заказ 8138/4 Тираж 503 Подписное

Филиал ППП ."Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

Напряженность электрического поля,кВ/см

Температура злектрообработки, С после 6 мес. хранения

Температура помутнения, С после хранения р, Температура застывания, С после хранения напряженности нефтяных депарафинизатов, полученных культивированием микроорганизмов на питательной среде, с парафинсодержащим нефтяным дистиллятом, достигается дополнительное удаление сопутствующих примесей биологического происхождения и происходит стабилизация покаэателей качества дистиллята. Содержание неиспаряемого остатка снижается до

40-70 мг/100 мл, температуры застывания и помутнения на 2-5 С, Обработанный в электрическом поле высокой напряженности нефтяной депарафинизат, полученный при культивировании микроорганизмов на нефтяных дистиллятах, может быть использован как компонент при получении товарного дизельного топлива.