СПОСОБ ОЧИСТКИ МАСЛЯНЫХ ФРАКЦИЙ НЕФТИ Российский патент 1997 года по МПК C10G21/16 

Изобретение относится к производству нефтяных смазочных масел и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности при очистке масел селективными растворителями: или N-метилпирролидоном, или фурфуролом, или фенолом.

Уровень техники заключается в следующем.

Известен способ очистки масляных фракций нефти селективными растворителями, согласно которому удаление из них многокольчатых ароматических углеводородов, смол и асфальто-смолистых веществ проводят или фенолом, или N-метилпирролидоном, или фурфуролом. /Физико-химические основы производства нефтяных масел. [1]
Известен способ очистки масляных фракций нефти селективным растворителем N-метилпирролидоном с использованием промежуточного растворителя легкого масла парафинового основания, выкипающим в интервале температур 190 - 210^oC. [2]
Однако эти способы характеризуются рядом недостатков: пониженный выход целевой фракции, недостаточно высокий индекс вязкости получаемых рафинатов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки масляных фракций селективным растворителем фенолом в присутствии поверхностно-активных веществ, /ПАВ/ - полиметилсилоксан /ПМС-200/. Количество добавляемого ПАВ составляет от 0,002 до 0,02 мас. на сырье. При этом выход рафината возрастает максимально на 3,6% Индекс вязкости не изменяется [3] Селективная очистка масляных фракций фенолом в присутствии ПАВ.

Однако данный способ характеризуется недостаточной степенью воздействия добавки на селективность растворителя по отношению к многокольчатым ароматическим углеводородам, смолам и асфальто-смолистым веществам, что выражается в незначительном повышении выхода рафината без улучшения его качества.

Изобретение направлено на решение задачи увеличение выхода и повышение индекса вязкости рафината, снижение содержания азота и многокольчатых ароматических углеводородов, смол и асфальто-смолистых веществ в рафинате. Данный технический результат заключается в повышении степени воздействия добавок (ПАВ) на селективность растворителей.

Существенные признаки заявляемого технического решения.

Проведение очистки масляных фракций нефти селективными растворителями: или N-метилпирролидоном, или фурфуролом, или фенолом в присутствии ПАВ путем экстракции из них нежелательных компонентов, а именно многокольчатых ароматических углеводородов, смол и асфальто-смолистых веществ.

Отличительные признаки: в сырье, в растворитель или в сырье и растворитель добавляют поверхностно-активное вещество общей формулы

где
R C₁₆-C₁₈ алкил или алкенил радикал
n + m 3 11, в количестве 0,0002 0,005 мас. в расчете на сырье.

1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетат представляет собой светло-коричневую жидкость с содержанием основного вещества 99 мас. Хорошо растворим в воде, спиртах, хлороформе. Применяется в качестве основы в пеномоющих препаратах, различных косметических чистящих и моющих средствах в качестве антистатиков, диспергаторов, эмульгаторов. (А.С. 1703644 СССР, кл. C 07 D 233/22 "Способ получения четвертичных 2-алкилимидазолиниевых солей". Опуб. 7.01.92 Бюл. 1).

Согласно предлагаемому способу селективную очистку дистиллятных и остаточных масляных фракций нефти проводят в реакторе, снабженном мешалкой. Необходимую температуру в реакторе поддерживают ниже критической температуры растворения сырья в каждом из растворителей. Перед началом экстракции или в исходное сырье, или в растворитель, или в сырье и растворитель в различных пропорциях вводят ПАВ формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-, где R-C16-C18 алкил или алкенил радикал, n + m 3 11, в количестве 0,0002 - 0,005 мас. на сырье. После проведения процесса эмульсию отстаивают, отделяют экстракционную часть от рафинатной с последующим отгоном растворителя и возвращением его в цикл. Качество рафината оценивают по индексу вязкости, содержанию азота, тяжелой ароматики и асфальто-смолистых веществ.

Сущность предлагаемого способа очистки масляных фракций нефти иллюстрируется примерами:
Пример 1 (сравн). Очистку масляного вязкого дистиллята N-метилпирролидоном проводят в три ступени в стеклянном реакторе, снабженном мешалкой. Массовое соотношение N-метилпирролидон: сырье составляло 2 1, продолжительность перемешивания системы масляная фракция -N-метилпирролидон на каждой ступени составляло 30 мин, с последующим отстоем в течение 45 мин при той же температуре. Критическая температура растворения сырья в N-метилпирролидоне 84^oC, температура по ступеням очистки 60, 65, 75^oC. После каждой ступени очистки экстрактный раствор сливают, а рафинатный вновь смешивают со свежим (регенерированным) растворителем (1/3 частью). После трехступенчатой экстракции от полученного инертного газа.

Результаты экстракции по примерам приведены в табл. 1.

Пример 2. В условиях примера 1 очистку вязкого масляного дистиллята проводят N-метилпирролидоном в присутствии подаваемого в сырье ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R C17-алкенил радикал, n + m 7, в количестве: 0,0001, 0,0002, 0,0005, 0,001, 0,002, 0,005, 0,01 мас. на сырье.

Пример 3 (сравн). Очистку деасфальтизата проводят N-метилпирролидоном в условиях примера 1. Массовое соотношение N-метилпирролидон:сырье составляло 3 1 критическая температура растворения сырья в N-метилпирролидоне 105^oC, температура по ступеням очистки составляла 70, 80, 90^oC.

Пример 4. В условиях пример 3 очистку деасфальтиза проводят N-метилпирролидоном в присутствии подаваемого в сырье ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R C17 алкенил радикал, n+m=7, в количестве 0,0001, 0,0002, 0,0005, 0,001, 0,002, 0,005, 0,01 мас. на сырье.

Пример 5. (сравн. ) Очистку вязкого масляного дистиллята проводят фурфуролом в условиях пример 1. Массовое соотношение фурфурол: сырье составляло 3: 1, критическая температура растворения сырья в фурфуроле 130^oC, температура по ступеням очистки составляла 90, 105, 120^oC.

Пример 6. В условиях примера 5 очистку вязкого масляного дистиллята проводят фурфуролом в присутствии подаваемого в сырье ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO -
где, R C17 алкенил радикал, n+m=7, в количестве: 0,0001, 0,0002, 0,0005, 0,001, 0,002, 0,005, 0,01 мас. на сырье.

Пример 7. (сравн.) Очистку деасфальтизата проводят фурфуролом в условиях примера 1. Массовое соотношение фурфурол: сырье составляло 3,5:1, критическая температура растворения сырья в фурфуроле 160^oC, температура по ступеням очистки составляла 110, 120, 130^oC.

Пример 8. В условиях примера 7 очистку деасфальтизата проводят фурфуролом в присутствии подаваемого в сырье ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R C17-алкенил радикал, n+m=7, в количестве: 0,0001, 0,0002, 0,0005, 0,001, 0,002, 0,005, 0,01 мас. на сырье.

Пример 9. (сравн.) Очистку вязкого масляного дистиллята проводят фенолом в условиях примера 1. Массовое соотношение фенол: сырье составляло 2:1, критическая температура растворения сырья в феноле 90^oC, температура по ступеням очистки составляла 65, 70, 80^oC.

Пример 10. В условиях примера 9 очистку вязкого масляного дистиллята проводят фенолом в присутствии подаваемого в сырье ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил -2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO -
где, R C17 алкенил радикал, n+m=7, в количестве: 0,0001, 0,0002, 0,0005, 0,001, 0,002, 0,005, 0,01 мас. на сырье.

Пример 11(сравн. ) Очистку деасфальтизата проводят фенолом в условиях примера 1. Массовое соотношение фенол: сырье составляло 3:1, критическая температура растворения сырья в феноле 108^oC, температура по ступеням очистки составляла 75, 85, 95^oC.

Пример 12. В условиях примера 11 очистку деасфальтизата проводят фенолом в присутствии подаваемого в сырье ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO -
где, R C17 алкенил радикал, n+m=7, в количестве: 0,0001, 0,0002, 0,0005, 0,001, 0,002, 0,005, 0,01 мас. на сырье.

Пример 13. Очистку вязкого масляного дистиллята проводят в условиях примеров 1, 5, 9. В качестве растворителей используют или N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гексадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R C16 алкенил радикал, n+m=7, подают в растворители в количестве: 0,001 мас. на сырье.

Пример 14. Очистку деасфальтизата проводят в условиях примеров 1, 3, 7, 11. В качестве растворителей используют или N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гексадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R-C16 алкенил радикал, n+m=7, подают в растворители в количестве: 0,001 мас. на сырье.

Пример 15. Очистку вязкого масляного дистиллята проводят в условиях примеров 1, 5, 9. В качестве растворителей используют или N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-октадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R- C16-C18 алкил или алкенил радикал, n+m=7, подают в сырье и растворители в количестве: 0,001 мас. на сырье в пропорциях, указанных в таблице.

Пример 16. Очистку деасфальтизата проводят в условиях примеров 1, 3, 7, 11. В качестве растворителей используют или N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-октадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R-C18 -алкенил радикал, n+m=7, подают в сырье и растворители в количестве: 0,001 мас. на сырье, в пропорциях, указанных в таблице.

Пример 17. (сравн.) В условиях примеров 1, 5, 9 очистку вязкого масляного дистиллята проводят или N-метилпирролидоном, или фурфуролом, или фенолом в присутствии ПАВ полиметилсилоксан (ПМС-200) в количестве 0,005 мас. на сырье.

Пример 18 (сравн.) В условиях примеров 1, 3, 7, 11 очистку деасфальтизата проводят или N-метилпирроллидоном, или фурфуролом, или фенолом в присутствии ПАВ полиметилсилоксан (ПМС-200) в количестве 0,005 мас. на сырье.

Пример 19. Очистку вязкого масляного дистиллята проводят в условиях примеров 1, 5, 9. В качестве растворителей используют или N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R С17 алкенил радикал, n+m=3, подают в сырье в количестве: 0,001 мас. на сырье.

Пример 20. Очистку вязкого масляного дистиллята проводят в условиях примеров 1, 5, 9. В качестве растворителей используют или N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил -2- имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R C17 алкенил радикал, n+m=5, подают в сырье в количестве: 0,001 мас. на сырье.

Пример 21. Очистку вязкого масляного дистиллята проводят в условиях примеров 1, 5, 9. В качестве растворителей используют или N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R С17 алкенил радикал, n+m=11, подают в сырье в количестве: 0,001 мас. на сырье.

Пример 22. Очистку деасфальтизата проводят в условиях примеров 1, 3, 7, 11. В качестве растворителей используют или N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH2O)mH] + CH3COO-
где, R C17 алкенил радикал, n+m=3, подают в сырье в количестве 0,001 мас. на сырье.

Пример 23. Очистку деасфальтизата проводят в условиях примеров 1, 3, 7, 11 В качестве растворителей используют или N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH20)mH] + CH3COO-
где, R-C17-алкенил радикал, n+m= 5, подают в сырье в количестве 0,001 мас. на сырье.

Пример 24. Очистку деасфальтизата проводят в условиях примеров 1, 3, 7, 11 В качестве растворителей используют или N-метилпирирролидон, или фурфурол, или фенол, ПАВ 1,1-бис(полиэтокси)-2-гептадеценил-2-имидазолиний ацетата общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH20)nH(CH2CH20)mH] + CH3COO-
где, R C17- алкенил радикал, n+m=11, подают в сырье в количестве 0,01 мас. на сырье.

Как видно из таблицы, в примерах по предлагаемому изобретению выход рафината выше, индекс вязкости его больше, а содержание в нем азота и многокольчатых ароматических углеводородов, смол и асфальтосмолитых веществ ниже, по сравнению с прототипом.

Примеры 2,4,6,8,10,12,13-16 подтверждают неизменность количества и качества рафината независимо от места подачи ПАВ: в сырье, растворитель, или в сырье и растворитель в различных пропорциях. Количественные пределы использования ПАВ общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH20)nH(CH2CH20)mH] + CH3COO-
где, R -C16-C18 алкил или алкенил радикал, n+m=3-11, определяются тем, что при добавлении их в сырье, в растворитель, или в сырье и растворитель в количествах менее 0,0002 мас. на сырье, они практически не оказывают воздействия на свойства селективных растворителей, а в количествах более 0,05 мас. на сырье не дают дополнительного положительного эффекта, кроме того, это экономически невыгодно из-за повышенной стоимости ПАВ.

Таким образом, использование предлагаемого способа очистки масляных фракций нефти селективными растворителями или N-метилпирролидоном, или фурфуролом, или фенолом с добавлением ПАВ общей формулы [RCNCH2CH2N(CH2CH2O)nH(CH2CH20)mH] + CH3COO-
где, R C16-C18 алкил или алкенил радикал, n+m= 3-11 в количестве 0,0002-0,005 мас. на сырье обеспечивает следующие технико-экономические преимущества по сравнению с прототипом (при оптимальных количествах ПАВ в условиях очистки):
увеличение выхода рафината на 3,9: 1,7 и 5,3 мас. на дистиллятном и на 3,1 0,5 и 5,9 мас. на остаточном сырье.

повышение индекса вязкости рафината на 13: 10 и 10 единиц на дистиллятном и на 10: 8 и 8 единиц на остаточном сырье при неизменности свойства в прототипе,
снижение содержания азота в рафинате в 6,1 5,0 и 5,1 раза на дистиллятном и в 3,8: 2,9 и 3,5 раза на остаточном сырье при неизменности свойств в прототипе,
снижение содержания многокольчатых ароматических углеводородов смол и асфальто-смолистых веществ в 3,6: 2,5 и 2,9 раз на дистиллятном сырье и в 3,0: 2,1 и 2,7 раза на остаточном сырье,
снижение расхода ПАВ (оптимальное) в 5 раз.

Сущность изобретения: очистку масляных фракций нефти проводят селективным растворителем в присутствии поверхностно-активного вещества (ПАВ) общей формулы I, приведенной в тексте описания, в которой R-алкил или алкенил C₁₆-C₁₈, n + m = 3 - 11. ПАВ вводят в сырье или в растворитель или в их смесь в количестве 0,0002 - 0,005% мас. В качестве растворителя используют N-метилпирролидон, фурфурол или фенол. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ очистки маслянных фракций нефти путем экстракции селективным растворителем в присутствии поверхностно-активного вещества, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют соединение общей формулы

где R алкил или алкенил C_1 6 C_1 8;
m+n 3 11,
которое вводят в сырье, или в растворитель, или в их смесь в количестве 0,0002 0,005 мас. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют N-метилпирролидон, или фурфурол, или фенол.