СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2007 года по МПК C10G67/10 C10M101/02 

Изобретение относится к технологии производства смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) путем переработки продуктов термических и термокаталитических процессов нефтепереработки и может быть использовано для получения СОЖ для электроэрозионных станков и прокатки алюминиевой фольги.

Известно, что в качестве СОЖ для электроэрозионных станков используют рабочую жидкость РЖ-3 по ТУ 38.101964-83 с изм.1, 2, для прокатки алюминиевой фольги используют «Саянол» по ТУ 0258-307-05742746-96.

Единственный способ (прототип) получения СОЖ РЖ-3 и «Саянол» упомянут в ТУ 38.101964-83 с изменениями 1, 2 «Рабочая жидкость РЖ-3 для электроэрозионных станков», ТУ 0258-307-05742746-96 «Смазочно-охлаждающая жидкость «Саянол»», Патент RU 2159265, 2000 г. и включает три стадии:

1. Глубокое гидрирование прямогонной керосиновой фракции;

2. Защелачивание гидрогенизата прямогонной керосиновой фракции для удаления сероводорода и меркаптанов;

3. Выделение из защелаченного гидрогенизата фракции с температурой вспышки 80-86°С.

Недостатками данного способа получения СОЖ являются:

- высокая стоимость сырья - прямогонной керосиновой фракции и, как следствие, удорожание СОЖ;

- низкий выход СОЖ - 10-20% мас. на гидрогенизат при переработке прямогонной керосиновой фракции;

- высокие энергозатраты на производство СОЖ;

- снижение выхода светлых и глубины переработки нефти на НПЗ при таком варианте производства СОЖ, так как часть прямогонной керосиновой фракции превращается в газы и компонент мазута.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения СОЖ с качественными характеристиками, соответствующими ТУ 38.101964-83 «Рабочая жидкость РЖ-3 для электроэрозионных станков» и ТУ 0258-307-05742746-96 «Смазочно-охлаждающая жидкость «Саянол»» с использованием в качестве сырья фракций термических и термокаталитических процессов, расширение ассортимента компонентов сырья для производства СОЖ.

Технический результат изобретения заключается в:

- уменьшении затрат на производство СОЖ;

- квалифицированном использовании дизельной фракции замедленного коксования и легкого газойля каталитического крекинга, применяемых обычно для производства дизельных топлив, стоимость которых в 1,5-2 раза ниже стоимости СОЖ;

- увеличении глубины переработки нефти за счет вовлечения в сырье для производства СОЖ компонентов топочного мазута (легкий газойль процесса замедленного коксования, прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава).

Заявляемый технический результат по способу получения СОЖ путем гидрирования сырья, защелачивания гидрогенизата и последующего выделения из него в процессе атмосферно-вакуумной ректификации фракции, удовлетворяющей требованиям качества СОЖ, достигают за счет того, что в качестве сырья используют смесь нефтепродуктов (таблица 1), характеризующуюся следующими качественными характеристиками:

- фракционный состав: 50% об. перегоняется при температуре не выше 315°С, 96% об. перегоняется при температуре не выше 385°С;

- суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой - не более 75%;

- йодное число - не более 40 г I₂/100 г.

Гидрирование смесевого сырья осуществляют:

- на никель-вольфрамовом катализаторе;

- при температуре 300-420°С;

- давлении на входе в реактор 260-300 кгс/см²;

- объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч^-1;

- соотношении циркуляционный газ:сырье не менее 2000:1 нм³/м³;

- содержании водорода в циркуляционном газе не менее 75% об.

Таблица 1Наименование нефтепродуктовФракционный состав по ГОСТ 2177, °ССуммарная массовая доля угле водородов, прореагировавших с серной кислотой по методике 1207, %число по ГОСТ 2070, г I₂/100 г50% об.96% об.до 360°С перегоняется, % (об.), не менееЛегкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК)290360-8525Дизельная фракция процесса замедленного коксования (ДФЗК)280360-6055Легкий газойль процесса замедленного коксования (ЛГЗК)340-806055Прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава (ПДФУ)340410-355

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показывает, что их общими признаками являются стадии процесса получения СОЖ: гидрирование сырья, защелачивание гидрогенизата, выделения из гидрогенизата в процессе атмосферно-вакуумной ректификации фракции, удовлетворяющей требованиям качества СОЖ.

Отличиями заявляемого изобретения от известного являются:

- использование в качестве сырья для получения СОЖ смеси следующих нефтепродуктов: легкого газойля каталитического крекинга, дизельной фракции процесса замедленного коксования, легкого газойля процесса замедленного коксования, прямогонной дизельной фракции утяжеленного фракционного состава,

- условия гидрирования смесевого сырья, которое проводят на никель-вольфрамовом катализаторе при температуре 300-420°С, давлении на входе в реактор 260-300 кгс/см², объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч^-1, соотношении циркуляционный газ:сырье не менее 2000:1 нм³/м³, содержании водорода в циркуляционном газе не менее 75% об.

Реализация предлагаемого способа позволяет снизить затраты на производство СОЖ, увеличить глубину переработки нефти, расширить ассортимент компонентов сырья для производства СОЖ, получить значительный экономический эффект.

Эффективность предлагаемого способ получения СОЖ подтверждена в результате лабораторных исследований и промышленных испытаний.

Примеры:

1. Подготовка сырья

В качестве компонентов сырья для производства СОЖ используют:

- легкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК) уст. ГК-3;

- дизельная фракция процесса замедленного коксования (ДФЗК) уст. 21-10/3М;

- легкий газойль процесса замедленного коксования (ЛГЗК) уст. 21-10/3М;

- прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава (ПДФУ) уст. АТ-ГК-3.

Характеристики компонентов сырья для производства СОЖ представлены в таблице 2.

Характеристики смесевого сырья для производства СОЖ представлены в таблице 3.

2. Гидрирование смесевого сырья

Процесс гидрирования смесевого сырья осуществляют последовательно в трех реакторах в присутствии водорода на никель-вольфрамовом катализаторе при следующих условиях (таблица 4):

Таблица 4ПараметрыПоказателиДавление, кгс/см²264÷288Температура на входе/выходе в Р-1, °С321÷346/364÷402температура на входе/выходе в Р-2, °С343÷393/375÷400температура на входе/выходе в Р-3, °С363÷396/360÷397Объемная скорость сырья, ч^-10,3÷1,0Соотношение циркуляционный газ:сырье, нм³/м³2575:1÷4625:1Содержание водорода в циркуляционном газе, % об.75÷95

3. Защелачивание и водная отмывка гидрогенизата

Защелачивание гидрогенизата для удаления сероводорода и меркаптанов проводят с использованием водного раствора едкого натра в концентрации 8-12% (мас.). После этого проводят водную отмывку от следов щелочи дистиллированной водой.

4. Выделение СОЖ из защелоченного гидрогенизата

СОЖ РЖ-3 и «Саянол» выделяют путем последовательной атмосферно-вакуумной ректификации по двухколонной схеме: на первой колонне выделяют легкую бензиновую фракцию, на второй колонне из отбензиненного гидрогенизата выделяют целевую фракцию СОЖ, соответствующую требованиям качества для РЖ-3 и «Саянол» (качественные характеристики полученных СОЖ приведены в таблицах 5, 6).

Выход СОЖ составлял 29-45% (мас.) на гидрогенизат.

Таким образом, приведенные примеры показывают возможность получения предложенным способом СОЖ с качественными характеристиками, соответствующими требованиям, предъявляемым к РЖ-3 и «Саянол».

Таблица 2Характеристики компонентов сырья для производства СОЖ№ пробыФракционный состав по ГОСТ 2177, °ССуммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой по методике 1207, %Йодное число по ГОСТ 2070, г I₂/100 г50% об.96% об.до 360°С перегоняется, % (об.), не менее ЛГККДФЗКЛГЗКПДФУЛГККДФЗКПДФУЛГЗКЛГККДФЗКЛГЗКПДФУЛГККДФЗКЛГЗКПДФУ12345679101112131415161718126925233133535031740689764153231347322,3227424933433035631539583784252241740353,0325925033534034632140585764053241542332,3426924833132335131639886753954251840272,5527425233731235331838081754250231942354,1626124833831734431439681744151251637364,1728124633530135131337381754551251444353,7828124933830635432338182773953251848303,6926824833530733931537784763951251438323,61028024133330034030936985794252271748404,51126625232631233732238190754150251445354,11226824133931931930940382784051241445361,61328123433731335031438685804252241449354,31428424233732035332038885734852241447354,31528323033931735430139084764451251450341,61628925633632035933940283755353271445341,61728127133732435034340075744442251246301,61828325033432735834139686744152251850311,41928026733432035234140286734339271042381,62027025933133534134040386784250251746261,72128423633332734931239486704949251145281,5

Продолжение таблицы 2123456791011121314151617182226622330031133729938394754244251452343,52327624733731134831137784705249251636283,72427125633032234333939084735351241445322,52528427733134335035940378774251271846332,0Таблица 3Характеристика смесевого сырья для производства СОЖ РЖ-3 и «Саянол»№ отбораФракционный состав по ГОСТ 2177, °ССуммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой по методике 1207, %Йодное число по ГОСТ 2070, г I₂/100 г50% об.96% об.12345130436359272277365533532783575218427336053225270348562462713525340729534459118297385531792883755213102923554381129135854812289359671413282354701614274347672015271346731916270336771217289358712218296365671819290381521620267345562421297385531722290365541123284362501124282363561025280359469

Таблица 6Характеристика СОЖ «Саянол»№ пробыВнешний видПлотность при 20°С по ГОСТ 3900, кг/м³Вязкость при 20°С по ГОСТ 33, мм²/сТемпература, °СФракционный состав по ГОСТ 2177, °СЗольность по ГОСТ 1461, %Массовая доля водорастворимых кислот и щелочей по ГОСТ 6307, %Кислотное число по ГОСТ 5985, мг КОН на 100 см³ жидкостиМассовая доля воды по ГОСТ 2477, %Массовая доля серы по ГОСТ 19121, %Коррозионное воздействие на алюминий по ГОСТ 11069Массовая доля ароматических углеводородов по ГОСТ 6994, %вспышки в з.т. по ГОСТ 6356застывания по ГОСТ 20287НК98% об.123456789101112131415Норма по ТУ 0258-307-05742746-96 на «Саянол А»Однородная бесцветная или светло-желтого цвета жидкостьНе менее 800Не более 3,0Не менее 75Не выше минус 12Не ниже 200Не выше 270Не более 0,003ОтсутствиеНе более 0,03следыНе более 0,03выдерживаетНе нормируется1бесцветная8362,679-532042560,001Отсутствие0,03отсутствиеМенее 0,02выдерживает5,02бесцветная8372,779-562062530,001Отсутствие0,03отсутствиеМенее 0,02выдерживает4,53бесцветная8382,980-522062580,001Отсутствие0,03отсутствиеМенее 0,02выдерживает4,3

Продолжение таблицы 61234567891011121314154бесцветная8393,084-542092660,001Отсутствие0,03отсутствиеМенее 0,02выдерживает3,25бесцветная8372,880-562052530,001Отсутствие0,03отсутствиеМенее 0.02выдерживает2,36бесцветная8373,083-512132610,001Отсутствие0,03отсутствиеМенее 0,02выдерживает2,0Норма по ТУ 0258-307-05742746-96 на «Саянол В»Однородная бесцветная или светло-желтого цвета жидкостьНе менее 800Не более 2,6Не менее 75Не выше минус 30Не ниже 200Не выше 255Не более 0,002ОтсутствиеНе более 0,02ОтсутствиеНе более 0,03выдерживаетНе более 101бесцветная8362,679-552022490,001Отсутствие0,02отсутствиеМенее 0,02выдерживает5,02бесцветная8362,679-552042450,001Отсутствие0,02отсутствиеМенее 0,02выдерживает3,03бесцветная8362,578-542032480,001Отсутствие0,02отсутствиеМенее 0,02выдерживает2,64бесцветная8382,680-542062470,001Отсутствие0,02отсутствиеМенее 0,02выдерживает3,25бесцветная8372,680-562052530,001Отсутствие0,02отсутствиеМенее 0,02выдерживает2,3

Использование: изобретение относится к технологии производства смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) путем переработки продуктов термических и термокаталитических процессов нефтепереработки и может быть использовано для получения СОЖ для электроэрозионных станков и прокатки алюминиевой фольги. Сущность: смесь легкого газойля каталитического крекинга, дизельной фракции процесса замедленного коксования, легкого газойля процесса замедленного коксования и прямогонной дизельной фракции утяжеленного фракционного состава подвергают гидрированию, защелачиванию и атмосферно-вакуумной ректификации. Технический результат: упрощение и удешевление процесса. 6 табл.

Способ получения смазочно-охлаждающих жидкостей путем гидрирования сырья, защелачивания гидрогенизата и его атмосферно-вакуумной ректификации, отличающийся тем, что в качестве сырья используют смесь следующих нефтепродуктов:

легкий газойль каталитического крекинга - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 290°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 360°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 85%; йодное число не более 25 гI₂/100 г;

дизельная фракция процесса замедленного коксования - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 280°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 360°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 60%; йодное число не более 55 гI₂/100 г;

легкий газойль процесса замедленного коксования - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 340°С, до 360°С перегоняется не менее 80 об.%; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 60%; йодное число не более 55 гI₂/100 г;

прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 340°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 410°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 35%; йодное число не более 5 гI₂/100 г, которая характеризуется качественными характеристиками - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 315°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 385°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 75%; йодное число не более 40 гI₂/100 г и гидрирование которой осуществляют на никельвольфрамовом катализаторе при температуре 300-420°С, давлении на входе в реактор 260-300 кгс/см², объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч^-1, соотношении циркуляционный газ: сырье не менее 2000:1 нм³/м³, содержании водорода в циркуляционном газе не менее 75 об.%.