СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА И ПЛАСТИФИКАТОР Российский патент 1999 года по МПК C10G21/00 C08K11/00 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности касается способов получения нефтяных пластификаторов, применяемых в производстве резиновых смесей различного назначения.

Известны нефтяные пластификаторы на основе нефтепродуктов, включающих преимущественное содержание одной из групп углеводородов - парафино-нафтеновых (масла), ароматических (экстракты селективной очистки масляных фракций), парафиновых концентратов (парафины, вазелины, петролатумы), остаточные нефтяные фракции (мазуты, гудроны) и пр. /1 - Справочник резинщика, Материалы резинового производства, М, 1971, с. 441/, получаемые в известных традиционных процессах нефтепереработки (дистилляционные процессы, очистка масляных фракций селективными растворителями, депарафинизация и др./2 - Черножуков Н. И. "Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов" М, 1978, с.390-391/.

Известные способы получения пластификаторов ароматической основы включают селективную очистку масляных фракций различными растворителями - фенолом, фурфуролом, N-метилпирролидоном /3 - Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. /Под ред. В. М.Школьникова, М, 1989, с. 400-401; 4 - Проблема совершенствования технологии производства. /Под ред. .Н.Заяшникова, 1996, с. 49, 118; 5 - RU 2072384/.

Способы с использованием фенола [2, 3] связаны с получением недостаточно ароматизированного пластификатора за счет низкой селективности фенола. Кроме того, как фенольная, так и фурфурольная очистки являются экологически опасными вследствие высокой токсичности и вредного воздействие этих растворителей на организм человека. Применение в качестве селективного растворителя N-метилпирролидона [4, 5], который в настоящее время вытесняет фенол и фурфурол в процессах селективной очистки масляных фракций, позволяет получить достаточно ароматизированные экстракты, используемые в качестве нефтяных пластификаторов. N-Метилпирролидон не образует азеотропа с водой, имеет хорошую растворяющую способность и низкую токсичность, в связи с чем более предпочтителен [4, 5].

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения пластификатора для резиновых смесей путем смешения экстрактов от очистки дистиллятных и остаточных нефтяных фракций растворителем, в котором при смешении используют экстракты, полученные после очистки нефтяных фракций фурфуролом или N-метилпирролидоном при кратности в массовых частях растворителя к нефтяным Фракциям 1,5-2,2 : 1 /RU 2072384/.

Однако способ обладает рядом недостатков. Ароматические пластификаторы на основе только экстрактов масел недостаточно эффективны, так как имеют в своем составе невысокое содержание тяжелых ароматических углеводородов (6,2 - 13,1% [5]), которые способствуют повышению эксплуатационных характеристик резиновых смесей (прочности, клейкости).

Кроме того, сокращение объемов переработки нефти, а также развитие в отрасли нефтепереработки гидрогенизационных процессов взамен экстракционной очистки селективными растворителями создает трудности в производстве и поставках ароматических пластификаторов для резиновых смесей типа масло-пластификатор ПН - 6 ТУ 38.1011217-89 и Пластар - 37 ТУ 38.1011045-85. Это приводит к дефициту качественных пластификаторов и вызывает их удорожание.

Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение качества пластификатора и расширение сырьевых ресурсов при его получении.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения пластификатора, включающем очистку масляных фракций селективными растворителями и выделение экстракта, к экстракту добавляют тяжелые нефтяные остатки в массовом соотношении остатка и экстракта, равном (0,05 - 1) : 1, и полученную смесь используют в качестве целевого продукта.

В предлагаемом способе получают пластификатор на основе экстракта очистки масляных фракций селективными растворителями, причем при его получении к экстракту добавляют тяжелые нефтяные остатки в массовом соотношении остатка и экстракта, равном (0,05 - 1) : 1, и полученную смесь используют в качестве целевого продукта.

Отличительным признаком изобретения является то, что в способе получения пластификатора к выделенному экстракту масел добавляют тяжелые нефтяные остатки в массовом соотношении остатка и экстракта, равном (0,05 - 1) : 1, и полученную смесь используют в качестве целевого продукта.

Такое техническое решение позволяет улучшить качество пластификатора, так как к экстракту, имеющему достаточное количество легкой и средней ароматики, добавляют тяжелые ароматические углеводороды, присутствующие в нефтяных остатках и способствующие повышению прочностных свойств резиновых смесей. Также увеличивается вязкость пластификатора за счет введения дополнительного количества тяжелых углеводородов, что положительно отражается на прочностных показателях вулканизатов и их относительном удлинении.

Кроме того, добавление к экстракту масел тяжелых нефтяных остатков расширяет сырьевые ресурсы, устраняя или уменьшая дефицит нефтяного сырья при получении пластификаторов.

В качестве нефтяных остатков используют остатки атмосферной и/или вакуумной перегонки нефти (мазут, гудрон), процессов деасфальтизации (асфальт), каталитического, термического крекингов.

Предлагаемое соотношение добавляемого к экстракту остатка, равное (0,05 - 1) : 1 по массе, дает возможность получить качественный пластификатор и резиновые смеси при его использовании, имеющие пластоэластические и упругопрочностные свойства на уровне или выше известных пластификаторов.

Осуществление предлагаемого способа иллюстрируется конкретными примерами.

Пример 1. Масляную фракцию с пределами выкипания 330 - 420^oC подвергают селективной очистке N-метилпирролидоном при кратности растворителя к сырью 1,2 : 1 по массе в промышленном экстракторе производства масел и парафинов. Температура верха экстракционной колонны 50-55^oC, низа 35-40^oC. Из колонны выводят рафинатный и экстрактный растворы, которые поступают на регенерацию от растворителя.

Масляную фракцию с пределами выкипания 420 - 490^oC подвергают селективной очистке N-метилпирролидоном при кратности растворителя к сырью 1,5 : 1 по массе во втором промышленном экстракторе производства масел и парафинов. Температура верха экстракционной колонны 64 - 68^oC, низа 44 - 48^oC. Из колонны выводят рафинатный и экстрактный растворы, которые поступают на регенерацию от растворителя.

Деасфальтизат после процесса пропановой деасфальтизации, выкипающий выше 490^oC, подвергают селективной очистке N-метилпирролидоном при кратности растворителя к сырью 2,0 : 1 по массе в третьем промышленном экстракторе производства масел и парафинов, температура верха экстракционной колонны 75 - 80^oC, низа 60 - 65^oC. Из колонны выводят рафинатный и экстрактный растворы, которые поступают на регенерацию от растворителя.

Экстрактные растворы после очистки трех вышеназванных масляных фракций - двух дистиллятных и остаточной объединяют и регенерируют совместно, выделяя смешанный экстракт.

К полученному экстракту добавляют асфальт от пропановой деасфальтизации в массовом соотношении асфальт : экстракт, равном 0,05 : 1, и полученную смесь используют в качестве целевого продукта - пластификатора для резиновых смесей. Характеристика пластификатора приведена в табл. 1 (см. в конце описания).

Полученный пластификатор был подвергнут испытаниям в качестве мягчителя в сравнении с известным пластификатором в резине стандартного состава на основе бутадиен-стирольного каучука. Результаты испытаний представлены в табл. 2 (см. в конце описания).

Пример 2 проводят аналогично примеру 1, но в качестве нефтяного остатка используют асфальт бензиновой деасфальтизации, который добавляют к экстракту в массовом соотношении 0,5 : 1. Полученный пластификатор, свойства которого приведены в табл. 1, используют в резиновых смесях аналогично примеру 1. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Примеры 3, 4 отличаются от примеров 1, 2 природой добавляемого остатка - гудрон (пример 3) и остатка каталитического крекинга (пример 4) и соотношениями остатка и экстракта, равными 1 : 1 (пример 3), 0,7 : 1 (пример 4). Характеристики пластификатора и свойства резиновых смесей по примерам 3, 4 приведены соответственно в табл. 1, 2.

Соотношения остатка и экстракта, выходящие за пределы предложенных, равных (0,05 - 1) : 1, приводят к получению пластификатора, применение которого в качестве мягчителя в резиновых смесях, не обеспечивает требуемого уровня пластических свойств резиновых смесей и упругопрочностных свойств вулканизатов.

Из данных табл. 1, 2 следует, что предлагаемый способ позволяет получить нефтяной пластификатор нормируемого качества [6, 7], который улучшает упругопрочностные свойства вулканизатов по сравнению с известным пластификатором при сохранении высоких пластоэластических свойств резиновых смесей. Предлагаемое техническое решение, заключающееся в добавлении нефтяных остатков к экстрактам для получения нового пластификатора, приводит также к увеличению его выработки на 5 - 100%. При этом стоимость нового пластификатора снижается по сравнению со стоимостью известного пластификатора в 1,3 - 1,5 раза за счет использования дешевых некалькулируемых остатков, являющихся практически отходами нефтепереработки.

Использование: в нефтепереработке, в частности для получения нефтяных пластификаторов, применяемых в производстве резиновых смесей различного назначения. Пластификатор получают путем очистки масляных фракций селективными растворителями с выделением экстракта. Затем к экстракту добавляют тяжелые нефтяные остатки в массовом соотношении остатка и экстракта, равном (0,05 - 1) : 1. Технический результат - повышение качества пластификатора и расширение сырьевой базы при его получении. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения пластификатора, включающий очистку масляных фракций селективными растворителями и выделение экстракта, отличающийся тем, что к экстракту добавляют тяжелые нефтяные остатки в массовом соотношении остатка и экстракта, равном (0,05 - 1) : 1. 2. Пластификатор, содержащий экстракт после очистки масляных фракций селективными растворителями, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тяжелые нефтяные остатки в массовом соотношении остатка и экстракта, равном (0,05 - 1) : 1.