СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЯ ДЛЯ МАЛОАКТИВНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА Российский патент 1995 года по МПК C10G21/16 

Изобретение относится к способу получения нефтяного сырья для производства технического углерода, используемого в качестве наполнителя в резинотехнической и шинной отраслях промышленности.

В настоящее время основное внимание уделяется получению высокоиндексного сырья для получения высокоактивных марок технического углерода.

Однако для производства малоактивного технического углерода необходимо сырье со сравнительно невысоким индексом корреляции.

Известен способ получения сырья для малоактивного технического углерода путем каталитического крекинга вакуумных дистиллятов на циолитсодержащем катализаторе. Недостатком данного способа является низкий выход (12,9 мас.% ) от сырья и высокая коксуемость (2,49-5,3 мас.%) целевого продукта при индексе корреляции 90-105.

Наиболее близким по технической сущности и ожидаемому результату является способ получения сырья для малоактивного технического углерода из экстрактов селективной очистки масел. Согласно данному способу экстракты масляного производства в смеси с газойлями каталитического крекинга подвергают термическому крекингу. Выход целевого продукта термогазойля составляет 24-32 мас. % на перерабатываемое сырье при индексе корреляции 90-95 и коксуемости 0,8-1,5 мас.%.

Недостатком данного способа является сравнительно невысокий выход целевого продукта, а также необходимость утилизации значительного количества побочного продукта крекинг-остатка, имеющего высокую вязкость и коксуемость и не имеющего целевого назначения без смешения с ценными маловязкими продуктами.

Цель предлагаемого технического решения - повышение выхода целевого продукта по безотходной технологии.

Указанная цель достигается тем, что экстракты селективной очистки масел подвергают повторной экстракции при массовом соотношении растворителя и сырья 1,2-1,5:1. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что новым в способе является то, что экстракты селективной очистки масел подвергают повторной экстракции при массовом соотношении растворителя и сырья 1,2-1,5: 1.

С целью повышения индекса корреляции и выхода целевого продукта, а также снижения его коксуемости и вязкости, повторной экстракции подвергают экстракты селективной очистки масел в смеси с каталитическим газойлем в соотношении 95:5-5:95 мас.%.

Другим отличием является то, что повторной экстракции подвергают экстракты селективной очистки масел в смеси с каталитическим газойлем в соотношении 95:5-5:95 мас.%.

Данное техническое решение не является очевидным для специалистов в области получения сырья для технического углерода и поэтому соответствует критерию "новизна".

Сущность способа заключается в том, что термические и экстракционные процессы переработки нефтяных остатков принципиально отличаются.

В первом случае происходят химические превращения углеводородов сырья за счет реакции термической деструкции, и, кроме основных реакций деалкилирования арренов, проходят вторичные реакции уплотнения, в результате которых образуется значительное количество побочных продуктов, имеющих высокую вязкость и коксуемость, оказывающих неблагоприятное воздействие на процесс образования техуглерода. Кроме того, образуются легкие продукты разложения. Как высококипящие, так и низкокипящие продукты необходимо удалять из продуктов реакции и поэтому выход целевой фракции от сырья сравнительно невелик. Остаток от перегонки (крекинг-остаток) ввиду высокой вязкости и коксуемости не может быть товарным продуктом и для утилизации его необходимо либо подвергнуть дальнейшей переработке (например, направить на получение кокса или битума), либо путем введения дистиллятных фракций (например, дизельных) довести его коксуемость до норм на котельное топливо.

В процессе экстракции селективными растворителями, в частности фурфуролом, химических превращений исходного сырья практически не происходит. Селективный растворитель выделяет ароматические компоненты, которые являются сырьем для техуглерода без изменения их строения. Неароматические компоненты имеют меньшую вязкость и коксуемость, чем исходное сырье, и могут быть использованы в качестве товарного продукта - котельного топлива, без смешения и дистиллятными продуктами.

Смешение экстрактов с каталитическими газойлями перед повторной экстракцией улучшает процесс экстракции, так как высокомолекулярные алкилароматические углеводороды экстрактов растворяются деалкилированными ароматическими углеводородами каталитического газойля, что повышает их растворимость в фурфуроле и увеличивает селективность процесса, а в результате выход целевого продукта и его индекс корреляции.

Введение в процесс экстракции деалкилированных ароматических углеводородов приводит также к снижению коксуемости и вязкости целевого продукта.

Сущность изобретения подтверждается примерами.

П р и м е р 1. Эксперименты проводят на лабораторной установке экстракции, в качестве растворителя используют фурфурол, который вводят в верхнюю часть экстракционной колонны. В среднюю часть колонны вводят сырье, нагретое до 50^оС. Массовое соотношение фурфурола и сырья составляет 1,4:1.

Температурный режим экстракции следующий:
Температура экстрактора, ^оС :
верх 60
середина 50
низ 40
Из полученного в результате экстракции экстрактного раствора перегонкой под вакуумом при остаточном давлении 0,005 МПа в токе азота отделяют фурфурол. Выход экстракта составляет 45 мас.% на сырье. Качественные показатели экстракта представлены в табл.1 (см.опыт 5).

Последующие опыты отличаются от описанного массовым соотношение-растворителя и сырья, которое составит соответственно 1,1:1, 1,2:1, 1,3:1, 1,5: 1, 1,6: 1. Выход экстракта и его качество представлено в табл. 1 (см.опыты 2,3,4,6,7).

Параллельно проводят опыт по прототипу, в котором на лабораторной установке экстракт в смеси с каталитическим газойлем в соотношении 50:50 мас.% подвергают термическому крекингу при температуре 490^оС и давлении 2,5 МПа. Из продуктов реакции ректификацией выделяют целевую фракцию (250-490^оС), выход фракции составил 32 мас.% от сырья. Качественные показатели целевого продукта представлены в табл.1 (опыт 1). Кроме того, на лабораторной установке экстракции проводят опыт, в котором в качестве сырья экстракции используют смесь дистиллятного экстракта и каталитического газойля в соотношении 50:50 мас.% при следующих параметрах экстракции.

Температура экстрактора, ^оС :
верх 60
середина 50
низ 40
Массовое соотношение растворитель:сырье 1,4:1. Выход экстракта составил 51,0 мас.% от сырья.

Качественные показатели экстракта представлены в табл.2 (см.опыт 4). Последующие опыты отличаются от описанного соотношением экстракта и каталитического газойля в смеси, которое составляет 95:5, 90:10, 80:20, 30:70, 10: 90, 5:95, 0-100 мас.%. Результаты опытов (выход экстракта и его качество) представлены в табл. 2 (см. опыты 1,3,5-8).

Данные табл. 1 и 2 свидетельствуют о следующем. Получение сырья для малоактивного технического углерода по предлагаемому способу, в отличие от прототипа, позволяет повысить выход целевого продукта при повышении его качества (большем индексе коррекции). Выход целевого продукта повышается с 32 до 37-55 мас. % . Кроме того, получение сырья для технического углерода экстракций, по сравнению с термическим крекингом, позволяет получить рафинат, свойства которого соответствуют требованиям на топочный мазут марки "40", т. е. рафинат без дополнительной обработки может быть использован в качестве товарного продукта, что делает данную технологию безотходной.

В случае термического крекинга получается значительное количество высоковязкого продукта, для утилизации которого необходимо разбавление его дизельными фракциями либо дополнительная переработка (см.табл.1, опыты 1-7).

Данные табл.1 показывают, что оптимальным массовым соотношением растворителя и сырья является 1,2:1 - 1,5:1. Проведение экстракции при массовом соотношении растворитель:сырье менее 1,2:1 не целесообразно, так как в этом случае недостаточно растворителя и экстракция практически не происходит (в колонне экстракции отсутствует уровень раздела фаз), и индекс корреляции не достаточен (см. табл. 1, опыт 2). При массовом соотношении растворитель: сырье более 1,5 резко снижается выход экстракта. Индекс корреляции целевого продукта существенно повышается, но при этом резко возрастает вязкость и коксуемость, что отрицательно сказывается в процессе получения техуглерода (табл. 1, опыт 7). Смешение экстракта с каталитическим газойлем в соотношении 95: 5 - 5: 95 мас.% позволяет получить дополнительный эффект за счет повышения выхода и качества целевого продукта (индекс корреляции повышается, а вязкость и коксуемость снижаются) см.табл.2, опыты 1-7. За границами указанного интервала влияние добавки в сырье каталитического газойля ниже 5 мас. % практически не ощущается (см.опыт 5 табл.1 и опыт 1 табл.2), а при содержании экстракта в смеси ниже 5 мас.% качество и выход экстракта практически не отличаются от экстракта, полученного из чистого каталитического газойля (см.опыты 7 и 8 табл. 2).

Таким образом, приведенные примеры подтверждают преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с известным способом (повышается выход целевого продукта при более высоком качестве и процесс становится безотходным).

Осуществление предлагаемого технического решения возможно практически без затрат на действующих установках селективной очистки масел.

Сущность изобретения : экстракты селективной очистки масел подвергают экстракции фурфуролом при массовом соотношении фурфурол: сырье 1,2 - 1,5 : 1. Предпочтительно экстракт селективной очистки масел используют в смеси с каталитическим газойлем при массовом соотношении 5 - 95 : 5 - 95. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЯ ДЛЯ МАЛОАКТИВНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА путем обработки экстрактов селективной очистки масел, отличающийся тем, что обработку проводят путем экстракции фурфуролом при массовом соответственно фурфурол:сырье 1,2 - 1,5:1. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что экстракции подвергают экстракт селективной очистки масел в смеси с каталитическим газойлем в массовом соотношении 5- 95:5 - 95.