СПОСОБ СОЛЬВЕНТНОЙ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ РАФИНАТОВ Российский патент 2013 года по МПК C10G73/08 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве минеральных масел и твердых парафинов.

Известны способы сольвентной депарафинизации рафинатов (СДПР) путем их разбавления селективным растворителем, охлаждения смеси в регенеративных и аммиачных кристаллизаторах с целью кристаллизации парафинов, отделения и промыва осадка парафинов «сухим» растворителем на фильтрах первой ступени. Из-за недостаточной эффективности отмыва масла из осадка парафинов для увеличения отбора масла и улучшения качества парафинов применяется вторая ступень фильтрования. Ее сырьем является осадок парафинов с первой ступени фильтрования, который повторно разбавляется и промывается на фильтрах второй ступени. Фильтрат первой ступени (раствор депарафинированного масла) после теплообмена с потоком сырья в регенеративных кристаллизаторах направляется на регенерацию растворителя, при этом получается «сухой» растворитель, который после охлаждения используется для промыва и разбавления осадка парафинов на фильтрах, а фильтрат второй ступени используется для разбавления сырьевой смеси после регенеративных кристаллизаторов. Парафины с фильтров второй ступени расплавляют и также направляют на регенерацию растворителя; при этом получают «влажный» растворитель, используемый для первичного разбавления сырья или до охлаждения, или во время его охлаждения в регенеративных кристаллизаторах. Очень существенную в процессе сольвентной депарафинизации стадию охлаждения сырьевой смеси и кристаллизации парафинов осуществляют либо в скребковых кристаллизаторах (В.Т.Бражников. Современные установки для производства смазочных масел. Гостоптехиздат, 1959, с.165-175), либо в секционной мешалке, в каждую из многочисленных секций которой вводится какое-то количество смеси теплого и холодного растворителя для создания требуемого градиента температур между секциями (Кристаллизатор смешения колонного типа КС-40. ЦНИИТЭнефтехим, 1975).

Недостатки известных способов СДПР:

- сложность технологии (необходимо оптимизировать состав растворителя, место подачи, температуру и количество растворителя разбавления, скорость охлаждения);

- невысокий отбор деп.масла и низкое качество парафинов из-за неэффективности стадии отмыва масла из осадка парафинов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу сольвентной депарафинизации рафинатов, т.е. прототипом, является способ депарафинизации остаточного рафината, по которому сырье перед охлаждением разбавляется в «тройнике смешения» влажным растворителем (в количестве 250-300% об. на сырье), нагревается до 85-90°С, а затем охлаждается в регенеративных и аммиачных кристаллизаторах, в которых (или после них) разбавляется охлажденным фильтратом второй ступени. Парафины отделяются и промываются холодным сухим растворителем на фильтрах первой и второй ступеней, а затем фильтрат первой ступени и парафины после второй ступени фильтрования направляются на регенерацию из них растворителя (Н.Ф.Богданов, А.Н.Переверзев. Депарафинизация нефтяных продуктов. Гостоптехиздат, 1960, с.188-191, 196-199).

Недостатки прототипа:

- использование большей части сухого растворителя в составе влажного растворителя для первичного разбавления сырья, что вызывает снижение отбора масла и ухудшение качества парафина из-за недостатка сухого растворителя для промыва и разбавления осадка парафинов на фильтрах первой и второй ступеней;

- сложность традиционной технологии разбавления сырья, отделения и промыва осадка парафинов на фильтрах, трудности в подборе состава растворителя;

- большие энергозатраты на охлаждение сырьевого потока из-за низкого (минусового) температурного эффекта депарафинизации (ТЭД) - показателя, указывающего на величину отличия температуры застывания масла от необходимой температуры охлаждения сырьевой смеси;

- наличие стадии термообработки смеси сырья с большим объемом растворителя, необходимость которой ничем не оправдана, но приводит к заметным энергозатратам и на нагрев, и на охлаждение сырьевой смеси до регенеративных кристаллизаторов.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является наиболее экономичное получение качественных масел путем упрощения технологии СДПР и повышения величины ТЭД.

Решение указанной задачи в способе СДПР путем разбавления сырья растворителем, охлаждения смеси в кристаллизаторах, отделения осадка парафинов на фильтрах первой ступени, повторного разбавления осадка парафинов растворителем в шнеках фильтров первой ступени, отделения и промыва осадка парафинов на фильтрах второй ступени, использования влажного растворителя и фильтрата второй ступени для разбавления сырья, регенерации растворителя из фильтрата первой ступени и парафинов второй ступени, достигается тем, что на первичное разбавление сырья перед регенеративными кристаллизаторами вначале подается холодный фильтрат второй ступени, а затем теплый влажный растворитель, с обеспечением температуры смеси ниже температуры застывания сырья, а осадок парафина на фильтрах первой ступени не промывается, но в зоне «нижнего вакуума» поддерживается максимальный вакуум.

Известно, что процесс вакуумной фильтрации складывается из следующих операций: образование осадка на фильтровальной поверхности в зоне «нижнего вакуума» (примерно 150 мм рт.ст.), промыв осадка растворителем и его просушка (вакуум около 300 мм рт.ст.) [Нефтепереработка и нефтехимия, 1971, №1, с.17]. В формуле (1) этой статьи не учтен такой показатель, как кратность разбавления сырья растворителем, что очень важно, т.к. растворитель промыва осадка на фильтрах первой ступени (а его количество составляет около 70% от всего сухого растворителя, примерно в 3 раза превышающего количество влажного растворителя) не участвует в разбавлении сырья, но при промыве осадка растворитель выталкивает из пор в фильтрат первой ступени не только остатки деп.масла, но может вытолкнуть или растворить, и мельчайшие частички парафина, что неизбежно понизит величину ТЭД.

Пример

В лабораторных условиях была осуществлена депарафинизация высоковязкого дистиллятного рафината 4-ой фракции с растворителем МЭК/толуол состава 50/50 и 70/30:70 г сырья с температурой застывания 37°С при температуре 50°С пипеткой накапали на слой сухой углекислоты, «замороженное» сырье смешали с 245 г растворителя с температурой 20°С, затем постепенно, перемешивая термометром, нагрели смесь до 30°С (т.е. на 7°С ниже температуры застывания сырья). Затем со скоростью 2,5-3°С в минуту охлаждение до минус 17°С (предполагая, что ТЭД равен примерно минус 7°С и деп.масло будет иметь температуру застывания минус 10°С), полученную суспензию отфильтровали, осадок парафинов промыли 70 г растворителя с температурой минус 10°С, замерили скорость фильтрования. После отгона растворителя свели баланс, деп.масло и гач проанализировали. Полученные результаты приведены в таблице:

Показатели Растворитель, МЭК/толуол, об.% 50/50 70/30 а) качество деп.масла:     -температура застывания, °С -16,2 -18,5 -коэффициент рефракции при 50°С 1,4734 1,4738 б) качество гача:     -температура плавления, °С 46,8 48 -содержание масла, % 23,57 16,05 - коэффициент рефракции при 70°С 1,4394 L4370 в) выход гача, % 12,2 11,2 г) продолжительность фильтрования, сек:     100 мл 22 10 200 мл 70 29 300 мл 135 58 д)ТЭД,°С минус 0,8 плюс 1,5

Из полученных данных видно, что при повышении содержания МЭК в растворителе от 50% до 70% выход гача снизился, понизился и коэффициент рефракции, а ТЭД повысился до +1,5°С, что является необычным, т.к. при повышении концентрации МЭК понижается его растворяющая способность. Появляется надежда на то, что «замораживание» сырья обеспечит возможность перехода с двухкомпонентного растворителя на чистый МЭК, что означает снижение энергозатрат и на стадии регенерации растворителя.

Пример

В промышленные условиях стадия кристаллизации представляется так: в пустотелой емкости сырье форсунками диспергируется с регулируемой температурой в поток падающего холодного фильтрата второй ступени, а затем полученная смесь направляется на прием насоса влажного растворителя, так что разбавление сырья влажным растворителем вторично. Температура фильтрата регулируется с таким расчетом, чтобы температура потока на выкиде насоса была ниже температуры застывания сырья на величину, определяемую опытным путем.

Изобретение относится к способу сольвентной депарафинизации рафинатов, по которому сырье разбавляют растворителем, смесь охлаждают в кристаллизаторах, отделяют осадок парафинов на фильтрах первой ступени, повторно разбавляют осадок в шнеках фильтров первой ступени и промывают осадок парафинов на фильтрах второй ступени, используют влажный растворитель и фильтрат второй ступени для разбавления сырья, с регенерацией растворителя из полученных продуктов. Способ характеризуется тем, что сырье диспергируют форсунками и смешивают известным способом вначале с фильтратом второй ступени, а затем с влажным растворителем. При этом обеспечивают температуру сырьевой смеси до регенеративных кристаллизаторов ниже температуры застывания сырья. Использование предлагаемого изобретения позволяет упростить технологию и снизить энергозатраты на проведение процесса. 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

1. Способ сольвентной депарафинизации рафинатов, по которому сырье разбавляют растворителем, смесь охлаждают в кристаллизаторах, отделяют осадок парафинов на фильтрах первой ступени, повторно разбавляют осадок в шнеках фильтров первой ступени и промывают осадок парафинов на фильтрах второй ступени, используют влажный растворитель и фильтрат второй ступени для разбавления сырья, с регенерацией растворителя из полученных продуктов, отличающийся тем, что сырье диспергируют форсунками и смешивают известным способом вначале с фильтратом второй ступени, а затем с влажным растворителем, при этом обеспечивают температуру сырьевой смеси до регенеративных кристаллизаторов ниже температуры застывания сырья.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок парафинов на фильтрах первой ступени не промывают растворителем, а в зоне «нижнего вакуума» поддерживают максимальный вакуум.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что температуру сухого растворителя поддерживают ниже температуры сырьевой смеси перед фильтрами первой ступени.