СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕПАРАФИНИРОВАННЫХ МАСЕЛ И ТВЕРДЫХ ПАРАФИНОВ Российский патент 2006 года по МПК C10G73/06 

Изобретение относится к способам получения депарафинированных масел и твердых парафинов из нефтяного парафинсодержащего сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ получения депарафинированных масел и твердых парафинов («Технология переработки нефти и газа», ч.3 «Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов» под ред. Н.И.Черножукова. М., Химия, 1978, с.197-208), согласно которому осадок гача (смесь кристаллов парафина и растворенного в селективном растворителе масла, не извлеченного на предыдущих ступенях фильтрования), получаемый на стадии депарафинизации парафинсодержащего сырья, подвергается перекристаллизации путем его нагрева до температуры полного растворения парафинов с последующим охлаждением этого раствора и фильтрованием полученной суспензии. Образующаяся суспензия обладает улучшенными фильтрационными характеристиками.

К недостаткам указанного способа следует отнести то, что положительный эффект достигается только в случае переработки дистиллятного сырья с повышенным содержанием твердых парафинов. Кроме того, перекристаллизация производится в скребковых кристаллизаторах, специфика кристаллообразования в которых в значительной мере снижает преимущества, обусловленные получением суспензии из гача.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения депарафинированных масел и твердых парафинов (патент РФ №2005769, кл. С 10 G 73/06, 1994), согласно которому сырьевую суспензию из парафинсодержащего сырья получают путем многоступенчатого его смешения с холодным растворителем, раствором фильтрата или их смесью за счет пульсационного воздействия на весь объем сырьевой смеси, заполняющей вертикально установленный многосекционный аппарат. При этом обеспечивается возвратно-поступательное движение сырьевой смеси в перетоках между секциями с одновременной непрерывной подачей в эти перетоки холодного растворителя, раствора фильтрата или их смеси. Полученную суспензию охлаждают до температуры разделения. Разделение суспензии осуществляют путем ее фильтрования с целью выделения осадка кристаллов парафина с последующей регенерацией растворителя из раствора фильтрата и осадка.

Недостатком способа, принятого за прототип, является то, что при необходимости получения глубокообезмасленного твердого парафина путем сочетания депарафинизации и обезмасливания число ступеней фильтрования на стадии обезмасливания гача увеличивается до 2-3 и более. Это влечет за собой повышение эксплуатационных и энергетических затрат в связи с включением дополнительного фильтровального оборудования и увеличением количества растворителя, подаваемого на разбавление и промывку осадков на дополнительно включаемых фильтрах.

Целью заявленного способа является снижение содержания масла в получаемом твердом парафине наряду с сокращением количества ступеней фильтрования на стадии обезмасливания гача и снижением количества требуемого растворителя.

Поставленная цель достигается способом получения депарафинированных масел и твердых парафинов, согласно которому осадок с последней ступени фильтрования стадии депарафинизации нагревают до температуры, превышающей температуру плавления в нем парафина, и подают в пульсационный кристаллизатор. В нем сырьевую суспензию получают путем ее ступенчатого смешения с жидким хладагентом, представляющим собой охлажденный растворитель, в многосекционном вертикальном аппарате (кристаллизаторе) за счет пульсационного воздействия на весь объем сырьевой смеси, заполняющей кристаллизатор. Пульсационное воздействие создает возвратно-поступательное движение сырьевой смеси в имеющихся между ними перетоках, в которые непрерывно подают охлажденный растворитель. Образовавшуюся суспензию подвергают фильтрованию на стадии обезмасливания. После регенерации растворителя из фильтрата первой ступени стадии депарафинизации сырья и осадка стадии обезмасливания гача получают депарафинированное масло и глубокообезмасленный твердый парафин.

Существенным отличительным признаком предложенного способа является то, что осадок с последней ступени фильтрования стадии депарафинизации после нагревания до температуры, превышающей температуру плавления в нем парафина, подают в пульсационный кристаллизатор, действующий по указанному выше принципу, а образовавшуюся суспензию подвергают фильтрованию на последующей ступени стадии обезмасливания.

Указанный отличительный признак предлагаемого технического решения определяет его новизну и изобретательский уровень в сравнении с известным уровнем техники. Таким образом заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».

Анализ известных технических решений по способам позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованиям изобретательского уровня.

Способ осуществляется следующим образом (см. фиг.1). Рафинат (1) при температуре, превышающей температуру плавления в нем парафина, подается в первую секцию кристаллизатора (2) (далее пульсационного кристаллизатора депарафинизации).

Сырье посредством пульсационного воздействия сжатым инертным газом (3) перемешивается в кристаллизаторе с двумя хладагентами - раствором фильтрата второй ступени депарафинизации (4) и осушенным растворителем (5), охлажденным сначала в теплообменнике (6) раствором фильтрата первой ступени депарафинизации (7), а затем в испарительном (пропановом или аммиачном) холодильнике (8).

Раствор фильтрата второй ступени депарафинизации (4), как правило, содержит 5-7% масла, практически не оказывающего влияния на режим кристаллизации, поэтому его можно расценивать как охлажденный растворитель, температура которого соответствует температуре второй ступени депарафинизации.

Принцип работы пульсационного кристаллизатора (2), основанный на пульсационном смешении сырьевого потока с охлажденным растворителем, аналогичен принципу работы кристаллизатора в способе, принятом за прототип.

Сырьевую суспензию (9) из пульсационного кристаллизатора (2) подают в испарительные скребковые кристаллизаторы (10), где она охлаждается до температуры фильтрования на первой ступени депарафинизации.

Далее суспензия подвергается разделению на фильтрах первой и второй ступени депарафинизации (11), (12), где производится фильтрование, промывка осадков и их разбавление растворителем (13). Осадок гача со второй ступени депарафинизации (14), содержащий кристаллический парафин, масляные компоненты и растворитель, поступает в теплообменник (15), где нагревается до температуры, превышающей температуру растворения парафина, и направляется во второй пульсационный кристаллизатор обезмасливания (16). В этом кристаллизаторе он посредством пульсационного воздействия сжатым инертным газом (3) перемешивается с охлажденным растворителем (17) с получением сырьевой суспензии стадии обезмасливания (18).

Суспензия (18) подается на фильтры ступени обезмасливания гача (19), где она разделяется на осадок твердого глубокообезмасленного парафина (21) и раствор фильтрата обезмасливания (22), которые поступают на секцию регенерации растворителя. На промывку осадка в фильтр (19) подается растворитель (20).

Принцип работы пульсационного кристаллизатора обезмасливания (16), основанный на пульсационном смешении сырьевого потока с охлажденным растворителем, аналогичен принципу работы кристаллизатора в способе, принятом за прототип.

Преимущества предлагаемого способа иллюстрируются приведенными ниже примерами.

Пример 1

Рафинат, полученный в результате очистки N-метилпирролидоном масляного вакуумного дистиллята фр.420-490°С, выделенного из смеси западносибирских и ухтинской нефтей, подвергают депарафинизации и обезмасливанию с использованием в качестве растворителя смеси метилэтилкетона (МЭК) с толуолом с объемным соотношением 60:40%. Основные свойства рафината приведены в табл.1, принципиальная технологическая схема депарафинизации и обезмасливания - на фиг.1. Парафинсодержащее сырье - рафинат (1) при температуре 50°С подается в первую секцию пульсационного кристаллизатора депарафинизации (2). Сырье посредством пульсационного воздействия сжатым инертным газом (3) перемешивается в кристаллизаторе с двумя хладагентами - раствором фильтрата второй ступени депарафинизации (4) и осушенным растворителем (5), охлажденным сначала в теплообменнике (6) раствором фильтрата первой ступени депарафинизации (7), а затем в испарительном (пропановом) холодильнике(8).

Парафиновую суспензию (9) из пульсационного кристаллизатора (2) подают в испарительные (пропановые) скребковые кристаллизаторы (10), где она охлаждается до температуры фильтрования на первой ступени депарафинизации.

Далее суспензия подвергается разделению на фильтрах первой и второй ступени депарафинизации (11), (12), где производится фильтрование, промывка осадков и их разбавление растворителем (13). Раствор фильтрата первой ступени депарафинизации (7) охлаждает осушенный растворитель в теплообменнике (6) и поступает на секцию регенерации растворителя, где получают депарафинированное масло. Раствор фильтрата второй ступени (4) направляют в пульсационный кристаллизатор.

Осадок гача со второй ступени депарафинизации (14) нагревался в теплообменнике (15) до 50°С с образованием раствора, который направлялся во второй пульсационный кристаллизатор обезмасливания (16). В кристаллизаторе посредством пульсационного воздействия сжатым инертным газом (3) раствор перемешивался с охлажденным растворителем (17) с образованием парафиновой суспензии (18) с температурой 0°С. Суспензия поступала на фильтр ступени обезмасливания (19), где осуществляли фильтрование и промывку осадка растворителем (20). С фильтра (19) отводился осадок парафина (21) и раствор фильтрата обезмасливания (22), направляемые на регенерацию растворителя.

В табл.2, 3 приведено количество растворителя, подаваемого на промывку и разбавление осадков ступеней депарафинизации и обезмасливания, показатели качества получаемого твердого парафина и депарафинированного масла.

Пример 2 (прототип).

В качестве сырья использовали рафинат согласно примеру 1. Стадию депарафинизации рафината проводили согласно примеру 1 (фиг.2).

Разбавленный растворителем осадок гача со второй ступени депарафинизации (14) поступает на фильтры первой ступени обезмасливания (15), где производится фильтрование, промывка осадка и его разбавление растворителем (17). Вновь разбавленный растворителем осадок с первой ступени обезмасливания направляют на фильтры второй ступени обезмасливания (16), где также производится фильтрование и промывка растворителем.

С фильтров (15), (16) отводятся фильтраты обезмасливания (18), (19) и осадок парафина (20), поступающие на регенерацию растворителя.

В табл.2, 3 приведено количество растворителя, подаваемого на промывку и разбавление осадков ступеней депарафинизации и обезмасливания, показатели качества получаемых глубокообезмасленного твердого парафина и депарафинированного масла.

Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает стабильную выработку глубокообезмасленного твердого парафина марки П₂ вместо твердого парафина технического назначения марки T₁ (ГОСТ 23683-89). При этом количество ступеней фильтрования сокращается с четырех до трех, что влечет уменьшение количества растворителя, подаваемого на промывку и разбавление осадков. Т.е. в сочетании с сокращением эксплуатационных и энергетических затрат обеспечивается получение более ценного глубокообезмаслянного парафина.

Получаемая в пульсационном кристаллизаторе суспензия имеет улучшенные фильтрационные характеристики (в сравнении с суспензиями, образующимися в скребковых кристаллизаторах), что способствует повышению эффективности предлагаемого способа.

Следует отметить, что при переходе на переработку рафината фракции 330-420°С, являющегося более характерным сырьем для получения глубокообезмасленных твердых парафинов, предлагаемый способ позволит получать твердый парафин марки П-1 с содержанием масла менее 0,45% масс.

Таблица 1Основные физико-химические показатели качества сырья - рафината фр.420-490°СНаименование показателейЗначение показателейПлотность при 20°С, кг/м³880Температура плавления,°С14Содержание парафина, % масс.18Показатель преломления1,4750Вязкость кинематическая при 100°С, мм²/с12,5

Таблица 2Показатели технологического режима комбинированного процесса депарафинизации - обезмасливания при переработке рафината фр.420-490°С смеси западносибирских и ухтинской нефтей.ПоказателиВеличина показателейпри применении способа, взятого за прототиппри применении предлагаемого способаСтадия депарафинизации рафинатаЗагрузка установки по сырью (рафинату), м³/ч1818Количество хладагента на разбавление сырья в первом пульсационном кристаллизаторе депарафинизации, м³/ч:  - фильтрат второй ступени депарафинизации3636- охлажденный сухой растворитель3434Общее количество растворителя на промывку осадков первой и второй ступеней депарафинизации, м³/ч3636Количество растворителя на разбавление осадков, м³/ч:  - первой ступени депарафинизации2020- второй ступени депарафинизации15---Стадия обезмасливания гачаОбщее количество растворителя, подаваемого во второй пульсационный кристаллизатор обезмасливания, м³/ч---25Общее количество растворителя, м³/ч: ---- на промывку осадков ступеней обезмасливания10
(2 ступени)5
(1 ступень)- на разбавление осадка первой ступени обезмасливания10---Общее количество растворителя, подаваемого на разбавление рафината, промывку и разбавление осадков стадий депарафинизации и обезмасливания, м³/ч125120

Таблица 3Показатели качества получаемых масел и парафиновПоказателиВеличина показателейсогласно способу, взятому за прототипсогласно предлагаемому способуДепарафинированное масло  1. Температура застывания, °С-15-152. Выход, % масс. на сырье80,180,1Твердый парафин  1. Содержание масла, % (масс.)1,30,72. Температура плавления, °С6162

Использование: в нефтеперерабатывающей промышленности. Сущность: масла и парафины получают путем ступенчатого смешения парафинсодержащего сырья с жидким хладагентом, представляющим собой охлажденный растворитель, в многосекционном вертикальном аппарате - кристаллизаторе за счет пульсационного воздействия на весь объем сырьевой смеси, заполняющей кристаллизатор, обеспечивающего возвратно-поступательное движение сырьевой смеси в перетоках между секциями с одновременной непрерывной подачей в эти перетоки холодного растворителя. Полученную суспензию после доохлаждения до требуемой температуры фильтруют в несколько ступеней, функционально разделяемых на стадии депарафинизации парафинсодержащего сырья и обезмасливания гача. Осадок с последней ступени фильтрования стадии депарафинизации нагревают до температуры, превышающей температуру плавления в нем парафина, и полученный раствор подают во второй кристаллизатор, действующий по указанному выше принципу, а образовавшуюся суспензию подвергают фильтрованию на последующей ступени стадии обезмасливания. После регенерации растворителя из продуктов фильтрования получают депарафинированное масло и парафин. Технический результат - снижение содержания масла в парафине, сокращение ступеней фильтрования и снижение количества растворителя. 3 табл., 2 ил.

Способ получения депарафинированных масел и твердых парафинов путем ступенчатого смешения парафинсодержащего сырья с жидким хладагентом, представляющим собой охлажденный растворитель, в многосекционном вертикальном аппарате - кристаллизаторе за счет пульсационного воздействия на весь объем сырьевой смеси, заполняющей кристаллизатор, обеспечивающего возвратно-поступательное движение сырьевой смеси в перетоках между секциями, с одновременной непрерывной подачей в эти перетоки холодного растворителя, последующего охлаждения полученной суспензии, ее фильтрования в несколько ступеней, функционально разделяемых на стадии депарафинизации парафинсодержащего сырья и последующего обезмасливания получаемого на стадии депарафинизации гача, регенерации растворителя из продуктов фильтрования с получением депарафинированного масла и твердого парафина, отличающийся тем, что осадок с последней ступени фильтрования стадии депарафинизации нагревают до температуры, превышающей температуру плавления в нем парафина, и полученный раствор подают во второй пульсационный кристаллизатор обезмасливания, а образовавшуюся суспензию подвергают фильтрованию на стадии обезмасливания.