СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНЫХ МАСЕЛ И ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ И ПЛАСТИФИКАТОРОВ КАУЧУКА И РЕЗИНЫ Российский патент 2010 года по МПК C10G21/00 C10G21/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в нефтепереработке, в частности для получения минеральных масел и нефтяных экологически безопасных наполнителей и пластификаторов с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов (менее 2,9% мас. по IP 346), применяемых в производстве каучука и резины различного назначения.

Уровень техники

Известны наполнители и пластификаторы каучука и резины, а также способы их получения путем двухступенчатой экстракционной очистки исходного сырья, например, мягчитель для светлых и цветных резин [1] и способ получения нефтяных мягчителей [2]. В качестве наиболее близкого аналога по технической сущности и существенным признакам к предлагаемому способу получения нефтяных масел и экологически безопасных ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины, то есть прототипом, можно выделить следующий способ [3]. Он заключается в двухступенчатом экстракционном разделении сырья, в котором на первой ступени экстракции селективный растворитель взаимодействует с сырьем с получением рафинатного и экстрактного растворов первой ступени и последующей регенерацией растворителя из этих растворов с получением базового рафината и экстракта первой ступени, который на второй ступени экстракции взаимодействует с новой порцией селективного растворителя с получением псевдорафинатного и экстрактного растворов второй ступени и последующей регенерацией растворителя из этих растворов с получением псевдорафината и экстракта.

Согласно данного способа получение нефтяного масла осуществляется по классической схеме одноступенчатой очистки с получением целевого продукта - базового рафината, и побочного продукта - экстракта первой ступени, который подвергается разделению на второй ступени экстракции с получением псевдорафината и экстракта второй ступени, первый из которых является наполнителем и пластификатором каучука и резины.

Основным недостатком этого способа является необходимость использования "свежего" растворителя на каждой ступени экстракции, что приводите высокой суммарной кратности растворителя на разделяемое сырье, наличию четырех блоков регенерации растворителя и высоким удельным энергозатратам, что повышает себестоимость продукции.

Сущность изобретения

Сущность изобретения заключается в том, что при двухступенчатой экстракционной очистке сырья селективным растворителем, на первой ступени экстракции селективный растворитель взаимодействует с рафинатным раствором второй ступени с получением экстрактного раствора первой ступени и рафинатного раствора первой ступени, после регенерации из которого растворителя получается базовый рафинат, а на второй ступени экстракции сырье взаимодействует с частью экстрактного раствора первой ступени с получением рафинатного раствора второй ступени и экстрактного раствора второй ступени, после регенерации из которого растворителя получается экстракт второй ступени, при этом из второй части экстрактного раствора первой ступени после регенерации растворителя получается экологически безопасный ароматический наполнитель и пластификатор каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов.

Основной целью настоящего изобретения является получение в процессе селективной очистки масляного сырья (вакуумных дистиллятов и деасфальтизата) экологически безопасных наполнителей и пластификаторов каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, а также улучшение технико-экономических показателей процесса за счет снижения кратности растворителя, то есть энергозатрат на получение базовых масел и наполнителей и пластификаторов каучука и резины.

Поставленная цель достигается тем, что сырье подается на вторую ступень экстракции, а в качестве растворителя второй ступени служит экстрактный раствор первой ступени, при этом часть этого раствора выводится на регенерацию с получением промежуточного экстракта, являющегося наполнителем и пластификатором каучука и резины. Базовый рафинат получается после регенерации растворителя из рафинатного раствора первой ступени. Возможность регулирования количества отбираемого экстрактного раствора первой ступени на регенерацию позволяет регулировать количество и качество промежуточного продукта, а также повышать качество базового рафината в результате очистки сырья на двух ступенях экстракции.

В качестве селективного растворителя может использоваться любой избирательный растворитель, например, N-метилпирролидон, фурфурол, фенол и др.

Совокупность отличительных признаков, описанных выше, обеспечивает новые технические свойства предлагаемого способа: получение экологически безопасных наполнителей и пластификаторов каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов; снижением энергозатрат на регенерацию в результате снижения общей кратности растворителя.

Перечень чертежей и иных материалов

В приложении приведены следующие фигуры:

1) фиг.1 - принципиальная схема двухступенчатого разделения сырья по известному способу (прототипу);

2) фиг.2 - принципиальная схема двухступенчатого разделения сырья по предлагаемому способу.

На фиг.1 представлена схема разделения исходного сырья по известной двухступенчатой схеме экстракции с получением базового рафината и псевдорафината, являющегося наполнителем и пластификатором каучука и резины, и экстракта с четырьмя блоками регенерации растворителя.

На фиг.2 представлена схема разделения исходного сырья по предлагаемой двухступенчатой схеме экстракции с получением базового рафината, промежуточного экстракта, являющегося наполнителем и пластификатором каучука и резины, и экстракта с тремя блоками регенерации растворителя.

Реализация экстракционного оборудования может быть различна, например, экстракционные колонны, системы смесителей-отстойников, роторно-дисковые экстракторы и другие.

В табл.1 представлены данные, подтверждающие достижение поставленной задачи, а именно характеристики ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины по известным и предлагаемому способам.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для проверки предлагаемого способа проведены лабораторные исследования одноступенчатого и двухступенчатого разделения промышленного сырья (дистиллятной масляной фракции и деасфальтизата) с получением базового рафината, наполнителя и пластификатора каучука и резины. Условия проведения процесса экстракции - кратность растворителя (N-метилпирролидон) к сырью, температуры - соответствовали промышленным параметрам. Результаты исследований представлены в таблице.

Полученные данные показывают, что использование предлагаемого способа позволяет получить наполнитель и пластификатор каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, снизить суммарную кратность растворителя, а также кратность растворителя на первой ступени экстракции.

Литература

1. А.с. 176349, МПК⁶ С 10m. Мягчитель для светлых и цветных резин. / Р.Ш.Кулиев, Н.С.Рудницкая и др. // Изобретения. - 1965. - №22.

2. А.с. 424873, МПК⁶ С10G 21/16. Способ получения нефтяных мягчителей. / Е.М.Варшавер, М.Г.Митрофанов и др. // Изобретения. - 1974. - №15.

3. Пат. 2313562 РФ, МПК⁶ C10G 21/22, С08К 11/00. Способ получения пластификатора и пластификатор / Н.В.Ходов, А.Ф.Куимов и др. // Изобретения. - 2007. - №36.

Характеристики ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины по известным и предлагаемому способам Показатели Продукт (ароматический наполнитель и пластификатор каучука и резины) по способу одноступенчатой очистки, ПН-6 по известному способу двухступенчатой очистки, TDAE по предлагаемому способу двухступенчатой очистки DAE RAE тип TDAE тип TRAE Качество продукта 1. Содержание РСА по IP 346 (DMSO), % мас. 7,13 3,72 2,88 2,06 1,21 2. Содержание суммы 8-ми бензопиренов, ppm - менее 10 менее 10 менее 10 менее 10 3. Содержание α-бензопирена, ppm   2,5 0,8 0,55 0,53 4. Групповой химический состав, % мас.:           - парафино-нафтеновые углеводороды 17,5 13,8 27,6 36,5 24,9 - ароматические углеводороды 74,7 77,4 62,8 60,6 69,7 - смолы 7,8 8,8 9,6 2,9 5,4 5. Вязкость кинематическая при 100°C, сСт 12,4 33,0 - 7,8 25,3 6. Относительная плотность при 20°C, кг/м³ 972 - - 935 938 Технологические показатели 1. Кратность растворителя к сырью, % мас. 1,87 2,8 1,87 1,68 2,5 Примечания: DAE - аббревиатура "дистиллятный ароматический экстракт "; RAE - аббревиатура "остаточный ароматический экстракт "; TDAE - аббревиатура "очищенный дистиллятный ароматический экстракт "; TRAE - аббревиатура "очищенный остаточный ароматический экстракт"; - на первой ступени экстракции.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в нефтепереработке, в частности для получения минеральных масел, а также нефтяных экологически безопасных наполнителей и пластификаторов с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, применяемых в производстве каучука и резины различного назначения. Способ заключается в двухступенчатой экстракционной очистке сырья селективным растворителем, на первой ступени экстракции селективный растворитель взаимодействует с рафинатным раствором второй ступени с получением экстрактного раствора первой ступени и рафинатного раствора первой ступени, после регенерации из которого растворителя получается базовый рафинат, а на второй ступени экстракции сырье взаимодействует с частью экстрактного раствора первой ступени с получением рафинатного раствора второй ступени и экстрактного раствора второй ступени, после регенерации из которого растворителя получается экстракт второй ступени, при этом из второй части экстрактного раствора первой ступени после регенерации растворителя получается экологически безопасный ароматический наполнитель и пластификатор каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов. 1 табл., 2 ил.

Способ получения нефтяных масел и экологически безопасных ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины, осуществляемый путем двухступенчатой экстракционной очистки сырья селективным растворителем, отличающийся тем, что на первой ступени экстракции селективный растворитель взаимодействует с рафинатным раствором второй ступени с получением экстрактного раствора первой ступени и рафинатного раствора первой ступени, после регенерации из которого растворителя получается базовый рафинат, а на второй ступени экстракции сырье взаимодействует с частью экстрактного раствора первой ступени с получением рафинатного раствора второй ступени и экстрактного раствора второй ступени, после регенерации из которого растворителя получается экстракт второй ступени, при этом из второй части экстрактного раствора первой ступени после регенерации растворителя получается экологически безопасный ароматический наполнитель и пластификатор каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов.