СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СМЕСИ, СОДЕРЖАЩЕЙ МАСЛО И ПАРАФИН Российский патент 2019 года по МПК B01D9/02 C10G73/06 C10G73/36 C10G73/42 C07C7/14 C11B7/00 C11B3/00 

Настоящее изобретение относится к способу фракционирования неочищенной смеси, содержащей, по меньшей мере, одно масло и, по меньшей мере, один парафин, например, для фракционирования минерального или синтетического масла, загрязненного парафином, например, загрязненного твердым парафином.

Различные масла, такие как минеральные масла, растительные масла или синтетические масла, полученные, например, в процессе синтеза Фишера-Тропша, являются важным сырьем в различных отраслях промышленности и используются во многих приложениях и химических процессах. Однако такие масла обычно загрязнены значительным количеством парафинов, которые необходимо удалить, чтобы улучшить качество масла, например, чтобы снизить мутность, измеряемую согласно стандарту ASTM D2500 или ASTM D5773. Под маслом здесь понимают углеводород, главным образом, композицию содержащую алканы, которая является жидкой при температуре окружающей среды и которая хорошо растворяется в метилэтилкетоне. Напротив, под парафином здесь понимают углеводород, главным образом, композицию содержащую алканы, которая является пластичным твердым веществом при температуре окружающей среды и которая не растворяется в метилэтилкетоне, согласно определению ASTM D721 или DIN 51531.

Известны несколько способов удаления парафина из неочищенного масла, загрязненного парафином. А именно, помимо всего прочего, кристаллизация парафинов из масляной фракции, селективное растворение масляной фракции в растворителе, который не растворяет парафин, и микробиологические способы.

Процессы депарафинизации с применением кристаллизации приобрели большое значение в последние годы, поскольку они подходят для достаточно эффективной депарафинизации масел при вполне небольшом энергопотреблении. Такие процессы депарафинизации с использованием кристаллизации можно условно разделить на две группы, а именно на способы кристаллизации без растворителей и на способы кристаллизации с использованием растворителей.

Последние способы с использованием растворителей, пригодны для неочищенных масел, в состав которых входят все виды парафинов, независимо от их молекулярной массы, и обычно реализуются посредством смешивания неочищенных масел с достаточно большим объемом растворителя, такого как метилэтилкетон, который растворяет масляную фракцию, а затем смесь охлаждается в кристаллизаторе, и парафиновая фракция кристаллизуется, чтобы потом ее отделили от жидкой фазы растворитель-масло, например, посредством фильтрации. Однако эти способы имеют ряд недостатков, поскольку они требуют добавления большого количества растворителя, который впоследствии необходимо удалить из масляной фракции, что делает весь метод энергетически затратным и требует наличия комплексной установки.

В отличие от этого, в способах кристаллизации без растворителя неочищенную смесь кристаллизуют без добавления растворителя. Однако такие способы пригодны только для масел, которые содержат исключительно парафины со сравнительно короткой углеродной цепью, и потому они не могут использоваться для фракционирования неочищенного масла, содержащего парафины со сравнительно длинной углеродной цепью.

Еще более серьезным недостатком является то, что все эти способы отличаются сравнительно низким выходом по веществу.

Кроме того, из-за сравнительно высокого содержания парафинов в неочищенной смеси все эти способы требуют, по меньшей мере, на первом этапе кристаллизации, на котором неочищенное масло депарафинизируется, как правило, в суспензионном кристаллизаторе, наличия большой фильтрующей поверхности для отделения кристаллов парафина из жидкой масляной фазы. Кроме того, способы с использованием растворителя, из-за сравнительно высокого содержания парафина в неочищенной смеси требуют также высокого содержания растворителя для разбавления масла, чтобы таким образом уменьшить вязкость. Однако, чем большая фильтрующая поверхность требуется для отделения кристаллов парафина от жидкой масляной фазы, тем выше инвестиционные затраты на установку, и чем больше растворителя требуется во время процесса, тем выше затраты на электроэнергию для удаления растворителя из смеси после кристаллизации.

С учетом этого, целью настоящего изобретения, является создание способа фракционирования неочищенной смеси, который требует кристаллизации с использованием меньшей фильтрующей поверхности, который работает с более низким потреблением энергии на единицу полученного продукта, и который особенно подходит для фракционирования неочищенных смесей, содержащих только тяжелые парафины, имеющие сравнительно большую длину углеродной цепи, неочищенных смесей, содержащих только легкие парафины, имеющие сравнительно небольшую длину углеродных цепей, а также неочищенных смесей, содержащих как тяжелые парафины, так и легкие парафины.

В соответствии с настоящим изобретением эта цель достигается способом фракционирования неочищенной смеси, содержащей, по меньшей мере, одно масло и, по меньшей мере, один парафин, при этом способ содержит следующие операции:

(a) осуществление этапа предварительного фракционирования посредством кристаллизации слоев (i) неочищенной смеси, содержащей, по меньшей мере, одно масло и, по меньшей мере, один парафин, либо (ii) неочищенной смеси с растворителем, полученной посредством добавления перед этапом предварительного фракционирования растворителя в количестве не более 100% по весу относительно веса неочищенной смеси, для получения первой фракции, содержащей масло с низким содержанием парафина, и второй фракции, содержащей парафин с низким содержанием масла;

(b) осуществление первого этапа кристаллизации, включающего

(b₁) первый подэтап кристаллизации суспензии, на котором первая фракция, содержащая масло с низким содержанием парафина, используется для получения третьей фракции, содержащей депарафинированное масло, и четвертой фракции; и

(b₂) после первого подэтапа кристаллизации суспензии, второй подэтап кристаллизации суспензии, на котором смесь четвертой фракции, полученной на этапе (b₁) способа, и второй фракции, содержащей парафин с низким содержанием масла и полученной на этапе (а) предварительного фракционирования, используется для получения пятой фракции, содержащей сырой парафин, и шестой фракции.

Это техническое решение основано на том, что, посредством осуществления этапа предварительного фракционирования в виде кристаллизации слоев с неочищенной смесью или неочищенной смесью с растворителем, полученной путем добавления растворителя в количестве не более 100% по весу относительно веса неочищенной смеси (которая в настоящей патентной заявке является, по существу, смесью, не содержащей растворителя), чтобы получить первую фракцию, содержащую масло с низким содержанием парафина, и вторую фракцию, содержащую парафин с низким содержанием масла, перед проведением первого этапа кристаллизации, включающего в себя первый подэтап кристаллизации суспензии, проведенный с использованием первой фракции, содержащей масло с низким содержанием парафина, для получения третьей фракции, содержащей депарафинированное масло. Депарафинированное масло сравнительно высокой чистоты может быть получено при сравнительно низких операционных затратах с точки зрения энергопотребления, при этом кристаллизация осуществляется на сравнительно небольшой фильтрующей поверхности. Более конкретно, кристаллизация слоев, проводимая на одном или нескольких подэтапах предварительного фракционирования, позволяет удалять значительную часть парафина, содержащегося в неочищенной смеси, при сравнительно низких операционных затратах с точки зрения энергопотребления, так что на первый этап кристаллизации суспензии подается очищенная смесь со сравнительно низким содержанием парафина. Кроме того, кристаллизация слоев, выполняемая на одном или нескольких подэтапах предварительного фракционирования, позволяет удалить большую часть парафина, содержащегося в неочищенной смеси, из смеси, по существу не содержащей растворителей, то есть из неочищенной смеси без растворителя или с максимум 100% по весу растворителя относительно веса неочищенной смеси в зависимости от длины цепи парафина (парафинов), входящего в состав неочищенной смеси. По этой причине кристаллизаторы для первого этапа кристаллизации суспензии требуют лишь сравнительно небольшой поверхности фильтра из-за сравнительно низкого содержания парафина в очищенной смеси. Кроме того, второй подэтап первого этапа кристаллизации суспензии может быть выполнен с использованием отфильтрованного материала после первого подэтапа кристаллизации суспензии путем повторного разбавления его новым растворителем для создания новой суспензии, при этом, в качестве опции, возможна промывка отфильтрованного материала промывной жидкостью или растворителем, соответственно. Кроме того, из-за сравнительно низкого содержания парафинов в очищенной смеси для разбавления масла в смесь необходимо добавлять только небольшое количество растворителя, чтобы после кристаллизации нужно было удалить небольшое количество растворителя, например, посредством выпаривания. Кроме того, это способствует сокращению общих операционных затрат с точки зрения энергопотребления. В целом, согласно способу настоящего изобретения первый этап кристаллизации оказывается разгружен за счет предшествующего этапа предварительного фракционирования, что снижает затраты на энергопотребление для испарения растворителя по сравнению с вышеописанными известными процессами более чем на 50%, а также к уменьшению фильтрующей поверхности, необходимой на первом этапе кристаллизации суспензии на 20-60%.

В настоящей патентной заявке этап предварительного фракционирования, даже при наличии этапа кристаллизации, не введен в нумерацию этапов кристаллизации, чтобы различать этап предварительного фракционирования и все последующие этапы кристаллизации. Таким образом, первый этап кристаллизации (b) способа является фактически вторым этапом кристаллизации, но обозначается как первый этап кристаллизации, поскольку является первым этапом кристаллизации после этапа предварительного фракционирования.

Кроме того, в настоящей патентной заявке понятие "этап кристаллизации" используется для описания процесса, реализуемого в устройстве и позволяющего выполнять следующие три функциональные фазы: i) кристаллизация (т.е. вымораживание кристаллов более высокой чистоты, чем во входной фракции, в которой примеси концентрируются в незатвердевшей жидкости); ii) выпотевание (т.е. частичное плавление кристаллов, полученных в фазе i), что является дополнительной очисткой замороженной кристаллической массы посредством контролируемого частичного плавления примесных включений в кристаллической массе); и iii) полное плавление (т.е. плавление оставшейся кристаллической массы, чтобы вывести ее из кристаллизатора или рекристаллизовать ее). На таком этапе кристаллизации указанные три фазы могут быть выполнены один раз. В соответствии с другим вариантом, указанные три фазы могут выполняться последовательно дважды или даже чаще, то есть фазы i)-iii) могут выполняться в одном устройстве, а затем фазы i)-iii) могут повторяться в расположенном дальше в технологической цепочке втором устройстве или, как в соответствии с другим вариантом, фазы i) и iii) могут проводиться без фазы ii) при кристаллизации суспензии. В этом случае процесс кристаллизации в первом устройстве называется первым подэтапом кристаллизации суспензии, а процесс кристаллизации во втором устройстве называется вторым подэтапом кристаллизации. Таким образом, этап кристаллизации может включать в себя один, два или более подэтапов кристаллизации. Кроме того, любое из указанных устройств в рамках одного подэтапа может содержать один или несколько кристаллизаторов, расположенных параллельно друг другу, чтобы увеличить пропускную способность подэтапа кристаллизации.

Кристаллизация суспензии означает в соответствии с настоящей патентной заявкой процесс депарафинизации с использованием растворителя с применением обычных скребковых кристаллизаторов или холодильных аппаратов со скребком, в которых смесь растворителя и масла, содержащая парафин, охлаждается с образованием суспензии с твердыми частицами парафина в масле и растворителе, затем суспензию удаляют и направляют в фильтр или центрифугу.

Термин «сырой парафин» обозначает сырую парафиновую фракцию, полученную после подэтапа депарафинизации этапа (b₂) способа. Сырой парафин, содержащий углеводороды, имеющие сравнительно короткую углеродную цепь, обозначен как легкий сырой парафин и определяется в соответствии с настоящим изобретением как сырой парафин, имеющий кинематическую вязкость не более 7 сСт при 100°С. Напротив, сырой парафин, содержащий углеводороды, имеющие сравнительно длинную углеродную цепь, обозначен как тяжелый сырой парафин и определяется в соответствии с настоящим изобретением как сырой парафин, имеющий кинематическую вязкость более 7 сСт при 100°С.

Масло с низким содержанием парафина в соответствии с настоящим изобретением означает фракцию, имеющую более низкое содержание парафина по сравнению с неочищенной смесью, и эта фракция может содержать растворитель или может не содержать растворитель. Сходным образом, парафин с низким содержанием масла в соответствии с настоящим изобретением означает фракцию, имеющую более низкое содержание масла, чем неочищенная смесь, и эта фракция может содержать растворитель или не содержать растворитель.

Этап предварительного фракционирования содержит один или несколько подэтапов кристаллизации слоев, каждый из которых осуществляется при помощи одного или нескольких кристаллизаторов слоев, предпочтительно при помощи одного или нескольких статических кристаллизаторов.

Кроме того, предпочтительно, чтобы кристаллизация на этапе (а) предварительного фракционирования проводилась таким образом, чтобы первая фракция, полученная после кристаллизации, содержала не более 70% по весу, предпочтительно не более 60% по весу, более предпочтительно не более 55% по весу и еще более предпочтительно не более 50% по весу от содержания парафина в неочищенной смеси. Чем больше парафина удаляется во время кристаллизации на этапе (а) предварительного фракционирования, тем меньше растворителя требуется для первого этапа (b) кристаллизации суспензии, и меньшая фильтрующая поверхность требуется на первом этапе (b) кристаллизации. Однако чтобы сохранить операционные затраты на этапе (а) предварительного фракционирования и инвестиционные затраты на кристаллизатор(ы) слоев, используемый(ые) на этапе (а) способа, в разумных пределах, предпочтительно, чтобы кристаллизация на этапе (а) предварительного фракционирования проводилась таким образом, чтобы первая фракция, полученная после кристаллизации, составляла не менее 10% по весу, предпочтительно не менее 20% по весу, и более предпочтительно не менее 30% по весу от содержания парафина в неочищенной смеси.

В соответствии с настоящим изобретением содержание масла в парафине определяют согласно с ASTM D721-06, IP158/69 (01)*. Более того, содержание минерального парафина в масле может быть определено по способу UOP46 (Universal Oil Products).

В рамках дальнейшего развития настоящего изобретения предлагается, чтобы способ дополнительно содержал (с) второй этап кристаллизации, содержащий этап (c₁) с выполнением, по меньшей мере, одного подэтапа кристаллизации, по меньшей мере, с частью пятой фракции, полученной на этапе (b₂), где в пятую фракцию до кристаллизации на этапе (c₁) не добавляют растворитель или добавляют не более 100% по весу растворителя относительно веса пятой фракции для получения седьмой фракции, содержащей обезмасленный легкий парафин с содержанием масла не более 5% по весу и кинематической вязкостью не более 7 сСт при 100°С, и восьмой фракции, содержащей легкий мягкий парафин с содержанием масла более 5% по весу и кинематической вязкостью не более 7 сСт при 100°С.

В этом варианте особенно предпочтительно, чтобы способ дополнительно содержал этап (с₂) способа, в котором организуют циркуляцию, по меньшей мере, части восьмой фракции на второй подэтап кристаллизации суспензии этапа (b₂) первого этапа кристаллизации. В качестве альтернативы или в дополнение к указанному циркуляция, по меньшей мере, части восьмой фракции может быть произведена на первый подэтап кристаллизации этапа (b₂) первого этапа кристаллизации и/или на этап (а) предварительного фракционирования.

Указанные выше варианты являются предпочтительными, поскольку комбинация двух этапов депарафинизации на основе растворителя в соответствии с этапами (b₁) и (b₂) способа и далее по технологическому процессу, по меньшей мере, на не содержащем, по существу, растворителя этапе обезмаслевания согласно этапу (с) способа (т.е. когда не добавляют растворитель или добавляют не более 100% по весу растворителя относительно веса пятой фракции сырого парафина), осуществляется, по меньшей мере, на одном подэтапе кристаллизации с использованием сырого парафина, полученного на подэтапе депарафинизации, согласно этапу (b₂), что дает очень чистую масляную фракцию и очень чистую парафиновую фракцию в сравнительно простом и энергетически эффективном способе с удивительно высоким выходом продукта, в частности, когда, по меньшей мере, часть легкого мягкого парафина, полученного при обезмаслевании на втором этапе кристаллизации в соответствии с этапом (с) способа, рециркулируется обратно на этап депарафинизации, выполняемый на втором подэтапе первого этапа кристаллизации в соответствии с этапом (b₂) способа. Во время депарафинизации этапа (b₂) способа парафиновая фракция кристаллизуется и отделяется от жидкой смеси растворителя и масла. Парафиновая фракция, полученная во время депарафинизации этапа (b₂) способа, часто содержит значительные количества растворителя, например, обычно от 30 до 70% по весу парафиновой фракции. Специалист должен понимать, что, как правило, предпочтительно удалять этот растворитель из парафиновой фракции, чтобы упростить дальнейшую обработку и свести к минимуму любые проблемы для окружающей среды, здоровья и безопасности. Парафиновую фракцию затем подвергают процедуре обезмасливания без растворителя или, по меньшей мере, по существу без растворителя на этапе (с) способа, в ходе которой обогащенная парафином обезмасленная фракция без растворителя кристаллизуется как седьмая фракция и, таким образом, получается в виде второго продукта. Некристаллизующаяся и выпотевающая восьмая легкая парафиновая фракция, по меньшей мере, частично и предпочтительно практически полностью возвращается на этап (b₂) депарафинизации, чтобы таким образом увеличить общий выход продукта в процессе, на удивление без отрицательного воздействия на качество двух продуктов. Преимущественно, для способа согласно настоящему изобретению нужно сравнительно небольшое количество растворителя относительно общего количества произведенного обезмасленного парафина. Еще одним особым преимуществом этого способа является то, что он особенно подходит для фракционирования неочищенного масла, содержащего до 50% по весу парафинов, имеющих сравнительно большую длину углеродной цепи, от общей массы парафинов. В итоге, способ в соответствии с настоящим изобретением дает большой выход масляной фракции и парафиновой фракции, причем обе фракции имеют превосходную чистоту.

Термин «обезмасленный парафин» согласно настоящему изобретению обозначает парафин, содержащий не более 5% по весу масла, а термин «легкий мягкий парафин» обозначает парафин с содержанием масла более 5% по весу и обычно от 20 до 30% по весу.

В частности, когда неочищенная смесь содержит большую долю парафина с очень длинной углеродной цепью или с большим количеством - даже короткоцепочечного - изо- (разветвленного) материала, что дает меньшую вязкость, но, тем не менее, не годится для применения процессов без растворителей, предпочтительно, чтобы в качестве альтернативы или в дополнение к указанным выше этапам (c₁) и (с₂) - способ в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержал (d) выполнение третьего этапа кристаллизации, содержащего этап (d₁) выполнения, по меньшей мере, одного подэтапа кристаллизации, по меньшей мере, с частью пятой фракции, полученной на этапе (с), причем к пятой фракции до кристаллизации на этапе (d₁) добавляют растворитель в количестве более 100% по весу от количества пятой фракции для получения девятой фракции, содержащей обезмасленный тяжелый парафин с содержанием масла не более 5% по весу и кинематической вязкостью более 7 сСт при 100°С, и десятой фракции, содержащей тяжелый мягкий парафин с содержанием масла более 5% по весу и кинематической вязкостью более 7 сСт при 100°С.

Являющийся опцией третий этап кристаллизации обозначен здесь для удобства терминологии как третий этап кристаллизации независимо от того, выполняется ли необязательный второй этап (с) кристаллизации или нет. Таким образом, если этап (с) способа не выполняется, но выполняется этап (d) способа, он также обозначается как третий этап кристаллизации, даже если он фактически является вторым этапом кристаллизации после этапа предварительного фракционирования. То же относится к обозначению девятой и десятой фракций.

В принципе, любая неочищенная смесь, содержащая, по меньшей мере, одно масло и, по меньшей мере, один парафин, может быть использована в качестве исходной смеси в способе в соответствии с настоящим изобретением. Особенно хорошие результаты, в частности, достигаются, когда неочищенная смесь содержит масло в качестве основного ингредиента. Предпочтительно, неочищенная смесь содержит от 60 до 99% по весу масла и от 1 до 40% по весу парафина, более предпочтительно от 75 до 95% по весу масла и от 5 до 25% по весу парафина и наиболее предпочтительно от 78 до 95% по весу масла и от 5 до 22% по весу парафина.

Однако способ в соответствии с настоящим изобретением также может быть реализован с использованием неочищенной смеси, имеющей очень низкое качество. В этом варианте неочищенная смесь предпочтительно содержит 5-50% по весу масла и 50-95% по весу парафина, более предпочтительно 10-40% по весу масла и 60-90% по весу парафина и наиболее предпочтительно 15-35% по весу масла и 65-85% по весу парафина.

Как указано выше, способ в соответствии с настоящим изобретением особенно подходит для переработки неочищенных масляных смесей, включая исключительно легкий парафин в качестве парафинового компонента, для переработки неочищенных масляных смесей, включая исключительно тяжелый парафин в качестве парафинового компонента, а также для переработки неочищенных масляных смесей, содержащих смесь легкого парафина и тяжелого парафина.

Например, неочищенная смесь может включать в себя, в расчете на общий вес парафина, по меньшей мере 50% по весу, более предпочтительно, по меньшей мере, 70% по весу, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 80% по весу, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 90% по весу и наиболее предпочтительно 100% по весу легкого парафина, имеющего вязкость не более 7 сСт при 100°С.

В частности, способ в соответствии с настоящим изобретением особенно подходит для фракционирования богатого парафином масла, полученного на этапе дистилляции в дистилляционной колонне в виде неочищенной смеси. Эта фракция может быть обработана посредством жидкостно-жидкостной экстракции для удаления или снижения уровня содержания ароматических соединений в неочищенной смеси. При более низких концентрациях ароматических соединений также возможен вариант гидратации. Кроме того, в качестве неочищенной смеси могут использоваться все загрязненные парафином известные масла, в частности минеральные масла, растительные масла и синтетические масла, полученные, например, синтезом Фишера-Тропша.

На любом из этапов (а) и (c₁) способа в соответствии с настоящим изобретением неочищенную смесь можно смешивать, если это необходимо, с соответствующим объемом растворителя, который может эффективно растворять масляный компонент неочищенной смеси при рабочей температуре этих этапов. Хорошие результаты, в частности, достигаются в этом смысле, когда растворитель выбирают из группы, включающей в себя метилэтилкетон, метилизобутилкетон, ацетон, бензол, толуол, дихлорэтан, метилендихлорид, метанол, метил-трет-бутиловый эфир, N-метилпирролидон и смесей двух или более из указанных ранее растворителей.

В качестве развития идеи настоящего изобретения предлагается на этапах (а) и (c₁) использовать в качестве растворителя либо смесь метилэтилкетона и толуола, либо смесь дихлорэтана и метилендихлорида. Эти смеси растворителей особенно эффективно растворяют масло, в частности, при температуре, при которой парафиновый компонент кристаллизуется в кристаллизаторе на более поздних этапах (b₁) и (c₁).

Указанные ранее растворители также являются предпочтительными растворителями, которые должны использоваться на являющемся опцией этапе (d₁).

Предпочтительно подэтапы (b₁) и (b₂) кристаллизации первого этапа кристаллизации выполняют таким образом, чтобы третья фракция, содержащая депарафинированное масло, полученное на этапе (b₁) способа, содержала менее 5% по весу, предпочтительно менее 3% по весу, более предпочтительно менее 2% по весу, еще более предпочтительно менее 1% по весу и наиболее предпочтительно менее 0,5% по весу парафина и/или чтобы пятая фракция, содержащая сырой парафин, полученный после этапа (b₂) составляла менее 30% по весу, предпочтительно менее 15% по весу, более предпочтительно менее 12% по весу и еще более предпочтительно менее 10% по весу масла. В то время как на первом подэтапе (b₁) кристаллизации суспензии, в зависимости от состава неочищенной смеси, отделяется по меньшей мере 65% по весу или даже, по меньшей мере, 75% по весу масла из неочищенной смеси, на втором подэтапе (b₂) кристаллизации отделяется, по меньшей мере, 80% по весу масла, оставшегося после первого подэтапа кристаллизации суспензии, чтобы масляная фракция после второго подэтапа первого этапа кристаллизации содержала менее 1% по весу парафина и, в частности, менее 0,5% по весу парафина.

Кроме того, предпочтительно, чтобы подэтапы (b₁) и (b₂) первого этапа кристаллизации проходили таким образом, чтобы фракция сырого парафина, полученная после этапа (b₂) способа, содержала менее 30% по весу, предпочтительно менее 15% по весу, более предпочтительно менее 12% по весу и еще более предпочтительно менее 10% по весу масла.

После этапов (b₁) и (b₂) полученные смеси третьей и шестой фракций, содержащие масло и растворитель, могут быть дополнительно обработаны для удаления растворителя. Удалить растворитель можно любым способом, известным специалисту, таким как испарение или мембранное разделение, для получения чистой масляной фракции в качестве первого продукта способа в соответствии с настоящим изобретением. Итоговая масляная фракция предпочтительно имеет концентрацию масла по меньшей мере 99% по весу и более предпочтительно - свыше 99,5% по весу.

Как указано выше, способ в соответствии с настоящим изобретением особенно подходит для переработки неочищенных смесей, содержащих исключительно легкий парафин в качестве парафинового компонента, для переработки неочищенных смесей, содержащих исключительно тяжелый парафин в качестве парафинового компонента, а также для переработки неочищенных смесей, содержащих легкий парафин и тяжелый парафин в качестве парафинового компонента. Например, может использоваться неочищенная смесь, которая содержит, исходя из общей массы парафина в составе неочищенной смеси, 50% по весу легкого парафина, имеющего вязкость не более 7 сСт при 100°С, и до 50% по весу тяжелого парафина, имеющего вязкость более 7 сСт при 100°С. Если неочищенная смесь содержит исключительно легкий парафин в качестве парафинового компонента, обезмасливание на этапе (c₁) предпочтительно производится без применения растворителя, т.е. без добавления растворителя в сырой парафин, полученный на этапе (b₁). Однако, если неочищенная смесь содержит смесь легкого парафина и тяжелого парафина, в зависимости от точного состава сырого парафина, небольшое количество растворителя может быть добавлено к сырому парафину, чтобы повысить эффективность обезмасливания на этапе (c₁). Если добавляется растворитель, для обезмасливания на этапе (c₁) способа, растворитель добавляется в таком количестве, что содержание растворителя в смеси сырого парафина, передаваемой на кристаллизацию на этапе (c₁), относительно веса пятой фракции, составляет максимум 100% по весу, предпочтительно не более 80% по весу, более предпочтительно не более 50% по весу и еще более предпочтительно не более 20% по весу.

Для обезмасливания на этапе (d₁) способа растворитель добавляют в таком количестве, что содержание растворителя в смеси сырого парафина, передаваемой на кристаллизацию на этапе (d₁), относительно веса пятой фракции, составляет по меньшей мере 100% по весу, предпочтительно по меньшей мере 200% по весу и еще более предпочтительно по меньшей мере 500% по весу.

Как указано выше, наиболее предпочтительно вообще не добавлять растворитель к фракции сырого парафина, полученной на этапе (b₂), до кристаллизации на этапе (c₁).

Как вариант, если необходимо, фракцию сырого парафина можно нагреть до температуры выше 37°С, предпочтительно до температуры 40-70°С, прежде чем передавать ее, по меньшей мере, на один подэтап третьего этапа кристаллизации этапа (d₁), чтобы расплавить кристаллы парафина. То же самое относится ко второму этапу (c₁) кристаллизации.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения второй этап кристаллизации на этапе (с) представляет собой этап кристаллизации слоев и предпочтительно этап статической кристаллизации. Таким образом, предпочтительно, второй этап кристаллизации содержит, по меньшей мере, один этап кристаллизации слоев, предпочтительно один статический этап кристаллизации. Это связано с тем, что статическая кристаллизация позволяет эффективно кристаллизовать обезмасленный парафин и эффективно отделять обезмасленные кристаллы парафина от масла, содержащего фракцию мягкого парафина. В отличие от, например, динамической кристаллизации, статическая кристаллизация подходит для кристаллизации жидкостей со сравнительно высокой вязкостью, таких как смеси сырого парафина без растворителя. Кроме того, статическая кристаллизация имеет преимущество большой универсальности, широкого рабочего диапазона, простоты в работе, поскольку в этом случае нет необходимости в обработке суспензии с кристаллами, и нет фильтрации; также она отличается высокой надежностью и низкими операционными расходами из-за отсутствия движущихся элементов. Статический кристаллизатор заполняется расплавленной смесью, которая контактирует с охлажденными кристаллизационными пластинами, подвешенными вертикально в кристаллизаторе. Существенной особенностью статической кристаллизации является то, что расплавленная смесь не перемешивается и не взбалтывается иным образом во время кристаллизации.

Чтобы усовершенствовать разделение и его эффективность, после какого-либо статического подэтапа кристаллизации, когда маточная жидкость удаляется из статического кристаллизатора, кристаллические слои, находящиеся на охлажденных пластинах, могут быть дополнительно очищены путем выпотевания, то есть путем частичного плавления кристаллов посредством постепенного нагрева почти до температуры плавления. Это приводит к удалению из кристаллов примесей, въевшихся и налипших на кристаллические слои.

По существу, на втором этапе (с) кристаллизации может быть реализован только один подэтап кристаллизации, предпочтительно, подэтап статической кристаллизации. Однако, чтобы усилить фракционирование и его эффективность между обезмасленным компонентом легкого парафина и маслосодержащим компонентом легкого мягкого парафина, предлагается в дальнейшем развитии идеи настоящего изобретения на втором этапе (с) кристаллизации, выполнить от одного до пяти, более предпочтительно от одного до трех, и еще более предпочтительно один или два подэтапа кристаллизации, предпочтительно подэтапы статической кристаллизации, и наиболее предпочтительно один или два подэтапа статической кристаллизации.

Если осуществляется третий этап (d) кристаллизации; в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом настоящего изобретения этот этап (d) представляет собой этап кристаллизации суспензии. Таким образом, предпочтительно, третий этап кристаллизации содержит, по меньшей мере, один этап кристаллизации суспензии, предпочтительно один этап кристаллизации с использованием скребков. По существу, на этапе (d) может быть реализован только один подэтап кристаллизации суспензии, предпочтительно кристаллизация с использованием скребков. Однако, для усиления фракционирования и его эффективности между обезмасленным тяжелым парафином и тяжелым мягким парафином, предлагается в дальнейшем развитии идеи настоящего изобретения на этапе (d) выполнить от двух до пяти, более предпочтительно от двух до четырех, и еще более предпочтительно три подэтапа кристаллизации суспензии, предпочтительно подэтапы кристаллизации с использованием скребков и наиболее предпочтительно подэтапы кристаллизации суспензии с использованием скребков.

Предпочтительно, чтобы второй и третий этапы кристаллизации выполнялись таким образом, чтобы седьмая фракция, содержащая обезмасленный легкий парафин, и/или девятая тяжелая фракция, содержащая обезмасленный тяжелый парафин, соответственно, полученные после последнего подэтапа кристаллизации на этапах (c₁) и/или (d₁) содержала менее 5% по весу, предпочтительно менее 1% по весу, более предпочтительно менее 0,5% по весу и наиболее предпочтительно менее 0,1% по весу масла. Чем больше осуществляется подэтапов кристаллизации, тем ниже концентрация масла в обезмасленной парафиновой фракции, полученной после подэтапа окончательной кристаллизации, и/или тем выше выход обезмасленного парафина на этапе (c₁) и/или (d₁); однако, тем выше затраты на энергию, и тем сложнее необходимое для кристаллизации оборудование. Из-за этого, компромисс между обеими тенденциями достигается путем выполнения трех подэтапов статической кристаллизации на этапе (c₁) и/или трех подэтапов кристаллизации суспензии на этапе (d₁). В то время как на первом подэтапе кристаллизации суспензии (b₁) в соответствии с первым этапом кристаллизации в зависимости от состава неочищенной смеси отделяется, по меньшей мере, 70% по весу от содержащегося масла, на втором подэтапе кристаллизации суспензии (b₂) в соответствии с первым этапом кристаллизации способа, отделяется, по меньшей мере, 99% по весу оставшегося масла, так что фракция обезмасленного парафина после второго подэтапа (b₂) первого этапа кристаллизации содержит менее 1% по весу парафина, в частности, менее 0,5% по весу масла или даже менее 0,1% по весу масла. В отличие от этого, восьмая фракция, содержащая легкий мягкий парафин, и/или десятая фракция, содержащая тяжелый мягкий парафин, соответственно, содержат более 5% по весу, обычно более 7,5% по весу, еще более обычно более 10% по весу, и, в частности, 20 - 30% по весу масла.

В процессе циркуляции на этапе (с₂) способа предпочтительно возвращают, по меньшей мере, часть восьмой фракции, содержащей легкий мягкий парафин, назад, на депарафинизацию в соответствии с этапом (b₂), чтобы увеличить выход продукции в рамках процесса, на удивление без отрицательного влияния на чистоту обоих полученных продуктов, а именно депарафинизированной масляной фракции и обезмасленной парафиновой фракции. Хорошие результаты, в частности, получены в этом отношении, когда на этапе (с₂) от 10 до 100%, более предпочтительно от 20 до 90% и наиболее предпочтительно от 40 до 80% восьмой фракции, содержащей легкий мягкий парафин, возвращают на второй подэтап (b₂) кристаллизации.

Кроме того, настоящее изобретение относится к установке для фракционирования неочищенной смеси, содержащей, по меньшей мере, одно масло и, по меньшей мере, один парафин, в частности, для реализации способа, описанного выше, при этом установка содержит:

i) источник неочищенной смеси;

ii) ступень предварительного фракционирования, содержащую по меньшей мере одну под-ступень кристаллизации слоев, содержащую, по меньшей мере, один кристаллизатор слоев; и

iii) первую ступень кристаллизации, содержащую расположенную раньше по ходу процесса первую под-ступень кристаллизации суспензии, содержащую, по меньшей мере, один суспензионный кристаллизатор, и, по меньшей мере, одну расположенную далее по ходу процесса вторую под-ступень кристаллизации суспензии, содержащую, по меньшей мере, один кристаллизатор суспензии,

при этом установка дополнительно содержит входную линию для подачи неочищенной смеси на вход под-ступени кристаллизации слоев ступени предварительного фракционирования, первую соединительную линию, соединяющую выход под-ступени кристаллизации слоев ступени предварительного фракционирования и вход первой под-ступени кристаллизации суспензии первой ступени кристаллизации и вторую соединительную линию, соединяющую выход под-ступени кристаллизации слоев ступени предварительного фракционирования и вход второй под-ступени кристаллизации суспензии первой ступени кристаллизации.

В типичных вариантах установки источник неочищенной смеси представляет собой накопительный или буферный резервуар или несколько резервуаров, предпочтительно заполненные неочищенной смесью, подлежащей фракционированию. В нескольких предпочтительных вариантах установки резервуар(ы) соединены для передачи текучих сред с одним или несколькими устройствами для переработки масла или парафина, такими как установки для экстракции и/или дистилляции. В одном конкретном варианте устройство для переработки масла или парафина является частью нефтехимического и нефтеперерабатывающего комплекса. В других менее предпочтительных вариантах резервуар(ы) имеет непрямое соединение для передачи текучих сред с блоками переработки масла или парафина через промежуточные транспортные средства, такие как танкер, железнодорожная или автомобильная цистерна.

В еще одном предпочтительном варианте настоящего изобретения установка дополнительно содержит:

iv) вторую ступень кристаллизации, содержащую, по меньшей мере, одну под-ступень кристаллизации слоев, предпочтительно под-ступень статической кристаллизации; и/или

v) третью ступень кристаллизации, содержащую, по меньшей мере, одну под-ступень кристаллизации суспензии.

Более того, предпочтительно, чтобы вторая ступень кристаллизации в составе установки содержала от одного до тридцати, предпочтительно от двух до десяти и более предпочтительно от двух до пяти под-ступеней кристаллизации слоев, предпочтительно под-ступеней статической кристаллизации.

При необходимости первая ступень кристаллизации в составе установки может включать в себя линию для подачи растворителя, по меньшей мере, в одну под-ступень кристаллизации суспензии.

При необходимости вторая ступень кристаллизации в составе установки может включать в себя линию для подачи растворителя, по меньшей мере, в одну под-ступень кристаллизации слоев.

В соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения ступень кристаллизации слоев ступени предварительного фракционирования содержит, по меньшей мере, один статический кристаллизатор, при этом установка дополнительно содержит:

iv) вторую ступень кристаллизации, содержащую, по меньшей мере, одну под-ступень кристаллизации слоев, предпочтительно под-ступень статической кристаллизации;

v) третью ступень кристаллизации, содержащую, по меньшей мере, одну под-ступень кристаллизации суспензии и

vi) линию циркуляции, соединяющую выход, по меньшей мере, одной под-ступени кристаллизации слоев второй ступени кристаллизации и вход второй под-ступени кристаллизации суспензии первой ступени кристаллизации, причем линия циркуляции выполнена с возможностью возвращать, по меньшей мере, часть восьмой фракции на вторую под-ступень кристаллизации суспензии первой ступени кристаллизации.

Предпочтительно, чтобы на под-ступени кристаллизации суспензии использовался кристаллизатор, оснащенный скребками.

Кроме того, предпочтительно, чтобы вторая ступень кристаллизации содержала от одной до тридцати, предпочтительно от двух до десяти, и более предпочтительно от двух до пяти под-ступеней кристаллизации слоев, а третья ступень кристаллизации включала в себя от одной до тридцати, предпочтительно от двух до десяти, и более предпочтительно от двух до пяти под-ступеней кристаллизации суспензии.

Конкретные варианты в соответствии с настоящим изобретением в настоящем документе описаны со ссылками на прилагаемые чертежи, где

На Фиг. 1 схематично представлен первый вариант установки для осуществления способа фракционирования неочищенной смеси, содержащей, по меньшей мере, одно масло и, по меньшей мере, один парафин в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.

На Фиг. 2 схематично представлен второй вариант установки для осуществления способа фракционирования неочищенной смеси, содержащей, по меньшей мере, одно масло и, по меньшей мере, один парафин в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.

На Фиг. 1 представлена установка 1 для осуществления способа фракционирования неочищенной смеси, содержащей, по меньшей мере, одно масло и, по меньшей мере, один парафин в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. Установка 1 содержит ступень предварительного фракционирования 2, содержащую одну под-ступень кристаллизации слоев 3, предпочтительно под-ступень статической кристаллизации 3, которая соединена для передачи текучих сред с линией подачи неочищенной смеси 4 и линией подачи растворителя 5. Кроме того, под-ступень статической кристаллизации 3 имеет две выходные или выводные линии, соответственно, а именно линию вывода 6 для первой фракции (масло с низким содержанием парафина) и линию вывода 7 для второй фракции (парафин с низким содержанием масла). В представленном варианте ступень предварительного фракционирования 2 содержит одну под-ступень кристаллизации слоев 3, которая содержит один кристаллизатор. Однако в других вариантах осуществления, под-ступень кристаллизации слоев 3 может иметь более одного кристаллизатора, а именно от четырех до десяти кристаллизаторов, которые расположены параллельно друг другу, чтобы увеличить пропускную способность под-ступени кристаллизации слоев 3. Возможно также, что ступень предварительного фракционирования 2 включает в себя в других вариантах осуществления более одной под-ступени кристаллизации слоев 3, а именно от двух до четырех под-ступеней кристаллизации слоев, расположенных последовательно друг за другом.

В дополнение к ступени предварительного фракционирования 2 установка 1 содержит первую ступень кристаллизации 12, содержащую две под-ступени кристаллизации суспензии 14, 14', которые соединены друг с другом для передачи текучих сред по линии 16. Каждая из двух под-ступеней кристаллизации суспензии 14, 14' может содержать один кристаллизатор или более одного кристаллизатора, расположенных параллельно друг другу, чтобы увеличить пропускную способность под-ступеней кристаллизации 14, 14'. В то время как первая под-ступень кристаллизации суспензии 14 содержит линию 16 в качестве линии вывода четвертой фракции, вторая под-ступень кристаллизации суспензии 14' содержит линию 18 вывода сырого парафина для пятой фракции.

После первой под-ступени кристаллизации суспензии 14 расположен испаритель 20, который соединен с первой под-ступенью кристаллизации суспензии 14 линией 22. Испаритель 20 имеет линию вывода растворителя 24, а также линию вывода для третьей фракции депарафинизированного масла 26. Из второй под-ступени кристаллизации суспензии 14' обратная линия 23 ведет к линии 6 перед первой под-ступенью кристаллизации суспензии 14 для возврата шестой фракции, полученной на второй под-ступени кристаллизации суспензии 14', в первую под-ступень кристаллизации суспензии 14.

Линия подачи первой под-ступени кристаллизации суспензии 14 соединена для передачи текучих сред с линией 6 для подачи первой фракции, полученной на ступени предварительного фракционирования 2, в первую под-ступень кристаллизации суспензии 14, при этом линия подачи 6 соединена для передачи текучих сред с линией подачи растворителя 32 и обратной линией для шестой фракции 23.

Линия подачи второй под-ступени кристаллизации суспензии 14' соединена для передачи текучих сред с линией вывода для четвертой фракции 16, которая соединена для передачи текучих сред с линией подачи неочищенной смеси 30, линией подачи растворителя 32' и линией циркуляции 34.

Отмечается, что линия подачи неочищенной смеси 30 и описываемые далее линии подачи сырого парафина 31, 31' являются опциональными, и предпочтительно, если можно, подавать потоки с более высоким содержанием парафина и меньшим содержанием масла в под-ступени кристаллизации, расположенные постепенно по ходу процесса в установке 1.

После второй под-ступени кристаллизации суспензии 14' расположен второй испаритель 20', который соединен с под-ступенью кристаллизации суспензии 14' линией вывода сырого парафина 18. Испаритель 20' содержит линию вывода растворителя 24', а также линию вывода сырого парафина 50 для удаления фракции, полученной после выпаривания растворителя из пятой фракции в испарителе 20' первой ступени кристаллизации 12.

Кроме того, установка 1 содержит вторую ступень кристаллизации 36, содержащую одну под-ступень кристаллизации слоев 38, предпочтительно под-ступень статической кристаллизации 38, которая соединена для передачи текучих сред с линией вывода сырого парафина 50. Еще одна линия подачи растворителя 48 ведет к линии 50 и позволяет добавлять растворитель к фракции, обогащенной сырым парафином и подаваемой в под-ступень кристаллизации слоев 38, предпочтительно под-ступень статической кристаллизации 38 второй ступени кристаллизации 36. Кроме того, еще одна линия подачи сырого парафина 31 ведет к линии 50 и позволяет добавлять сырой парафин с заметно более низким содержанием масла, чем потоки неочищенной смеси, добавленные ранее по линии 30, к фракции, обогащенной сырым парафином, подаваемой в под-ступень кристаллизации слоев 38, предпочтительно под-ступень статической кристаллизации второй ступени кристаллизации 36. В под-ступени кристаллизации слоев 38 не содержащий масла или, по меньшей мере, по существу не содержащий масла обезмасленный легкий парафин кристаллизуется как седьмая фракция, а обогащенный маслом легкий мягкий парафин в качестве восьмой фракции остается жидким или становится жидким в результате выпотевания кристаллизованной фракции. Поэтому под-ступень статической кристаллизации 38 содержит линию вывода обезмасленного легкого парафина 40 и линию вывода легкого мягкого парафина 52. Под-ступень кристаллизации слоев 38 может содержать один кристаллизатор или более одного кристаллизатора, расположенных параллельно друг другу, чтобы увеличить пропускную способность под-ступени кристаллизации слоев 38. Линия вывода легкого мягкого парафина 52 из под-ступени кристаллизации слоев 38 разделяется на линию вывода легкого мягкого парафина 46 и линию циркуляции 34, которая ведет к линии вывода четвертой фракции 16. Опционально, как показано пунктирными линиями 34, линия циркуляции 34 может вести к линии вывода первой фракции 6 первой ступени кристаллизации 12 и/или к линии подачи неочищенной смеси 4 ступени предварительного фракционирования 2.

Кроме того, установка 1 содержит третью ступень кристаллизации 43, содержащую одну под-ступень кристаллизации суспензии 14'', которая соединена для передачи текучих сред с линией вывода сырого парафина 18 посредством линии 18'. Линия подачи растворителя 32'' позволяет добавлять растворитель к фракции, обогащенной сырым парафином, подаваемой в под-ступень кристаллизации суспензии 14'' третьей ступени кристаллизации 43. Под-ступень кристаллизации суспензии 14'' может содержать один кристаллизатор или более одного кристаллизатора, расположенных параллельно друг другу, чтобы увеличить пропускную способность под-ступени кристаллизации 14''. После под-ступени кристаллизации суспензии 14'' расположен испаритель 20'', который соединен с под-ступенью кристаллизации суспензии 14'' посредством линии 22'. Испаритель 20'' содержит линию вывода растворителя 24'', а также линию вывода очищенной девятой фракции обезмасленного тяжелого парафина 41. От под-ступени кристаллизации суспензии 14'' линия циркуляции 34' ведет к линии 16 перед второй под-ступенью кристаллизации суспензии 14' первой ступени кристаллизации 12 для возврата десятой фракции, полученной на под-ступени кристаллизации суспензии 14'' третьей ступени кристаллизации 43 во вторую под-ступень кристаллизации суспензии 14' первой ступени кристаллизации 12. От линии циркуляции 34' отходит линия вывода тяжелых мягких парафинов 47.

Во время работы неочищенная смесь, содержащая, по меньшей мере, одно масло и, по меньшей мере, один парафин, подается через линию подачи 4, а растворитель подается по линии подачи растворителя 5 в кристаллизатор слоев под-ступени кристаллизации слоев 3 ступени предварительного фракционирования 2, где добавляют максимум 100% по весу растворителя относительно веса неочищенной смеси. В кристаллизаторе слоев под-ступени кристаллизации 3 ступени предварительного фракционирования 2 большая часть парафина кристаллизуется на очищенной охлажденной поверхности кристаллизатора и удаляется в виде второй фракции или парафина с низким содержанием масла, соответственно, из кристаллизатора слоев под-ступени кристаллизации слоев 3 ступени предварительного фракционирования 2 посредством линии вывода 7, а некристаллизовавшееся масло с низким содержанием парафина выводится в виде первой фракции из кристаллизатора слоев под-ступени кристаллизации слоев 3 ступени предварительного фракционирования 2 посредством линии вывода 6. Предпочтительно, кристаллизация в кристаллизаторе слоев на под-ступени кристаллизации слоев 3 ступени предварительного фракционирования 2 проводится так, чтобы первая масляная фракция с низким содержанием парафина или первая фракция, соответственно, полученные после кристаллизации, включала не более 50% по весу парафина, содержавшегося в неочищенной смеси.

Первая фракция масла с низким содержанием парафина и растворитель, поступающий по линии 32, подаются по линии 6 в кристаллизатор первой под-ступени кристаллизации суспензии 14 первой ступени кристаллизации 12. В то время как обогащенная растворителем и парафином фракция кристаллизуется в виде четвертой фракции на очищенной охлажденной поверхности кристаллизатора первой под-ступени кристаллизации суспензии 14 первой ступени кристаллизации 12, некристаллизовавшаяся обогащенная растворителем и маслом фракция выводится из кристаллизатора под-ступени кристаллизации суспензии 14 первой ступени кристаллизации 12 по линии 22 в виде депарафинизированной масляной фракции и подается в испаритель 20. В испарителе 20 смесь нагревают, чтобы испарить растворитель из состава депарафинизированной масляной фракции, и через линию вывода растворителя 24 выделенный растворитель, отводится, а не содержащая растворителя масляная фракция с содержанием масла более 99,5% по весу отводится через линию вывода маслосодержащих продуктов 26.

Четвертая фракция, обогащенная растворителем и парафином, в том числе кристаллизованным парафином, по меньшей мере, частично расплавляется и выводится через линию вывода четвертой фракции 16 из кристаллизатора под-ступени кристаллизации суспензии 14 первой ступени кристаллизации 12. Четвертая фракция по линии вывода 16, растворитель по линии 32', неочищенная смесь по линии 30, часть восьмой фракции легкого мягкого парафина, рециркулируемая по линии 34, а также вторая фракция парафина с низким содержанием масла по линии 7 вместе поступают в кристаллизатор второй под-ступени кристаллизации суспензии 14' первой ступени кристаллизации 12. Опять, фракция, обогащенная растворителем и парафином, кристаллизуется в виде пятой фракции на очищенной поверхности кристаллизатора второй под-ступени кристаллизации суспензии 14', а некристаллизовавшаяся фракция, обогащенная растворителем и маслом, выводится из кристаллизатора второй под-ступени кристаллизации суспензии 14' и рециркулируется по линии 23 в линию 6 перед первой под-ступенью кристаллизации суспензии 14 первой ступени кристаллизации 12.

Фракция, обогащенная растворителем и парафином и содержащая весь кристаллизованный парафин, по меньшей мере, частично расплавляется и выводится из кристаллизатора второй под-ступени кристаллизации суспензии 14' первой ступени кристаллизации 12 по линии вывода сырого парафина 18 в качестве пятой фракции.

Часть пятой фракции вводится в испаритель 20'. В испарителе 20' смесь нагревается, чтобы испарить растворитель из фракции, обогащенной растворителем и парафином, и оттуда по линии вывода растворителя 24' выводится отделяемый растворитель, а предварительно очищенная парафиновая фракция под названием "сырой парафин" выводится по линии 50 и подается в кристаллизатор под-ступени кристаллизации слоев 38 второй ступени кристаллизации 36. Опционально, через дополнительную линию подачи растворителя 48 не более 100% растворителя может быть добавлено к фракции, обогащенной сырым парафином, поступающей в кристаллизатор под-ступени кристаллизации слоев 38 второй ступени кристаллизации 36. Дополнительно, опционально, через дополнительную линию подачи сырого парафина 31 сырой парафин, имеющий более низкое содержание масла по сравнению с потоками неочищенной смеси, подаваемыми по линии 30 до этого, может быть добавлен к фракции, обогащенной сырым парафином, подаваемой в кристаллизатор под-ступени кристаллизации слоев 38 на второй ступени кристаллизации 36. На под-ступени кристаллизации слоев 38 безмасленный или, по меньшей мере, существенно обезмасленный в рамках процесса обезмасливания легкий парафин кристаллизуется как седьмая фракция, а обогащенный маслом легкий мягкий парафин в качестве восьмой фракции остается жидким или становится жидким в результате выпотевания кристаллизованной фракции. Восьмая, обогащенная маслом фракция легкого мягкого парафина отводится с под-ступени кристаллизации слоев 38 и частично отводится с установки 1 по линии 46, а частично рециркулирует в линию подачи второй под-ступени кристаллизации суспензии 14' первой ступени кристаллизации 12 через линию циркуляции 34, тогда как седьмая, по существу безмасляная фракция обезмасленного легкого парафина выводится из установки 1 по линии 40.

Оставшаяся часть пятой фракции, которая не передается в испаритель 20', подается по линии 18' вместе с растворителем, введенным по линии 32'', на под-ступень кристаллизации суспензии 14'' третьей ступени кристаллизации 43.

Кроме того, в качестве опции, через дополнительную линию подачи сырого парафина 31' сырой парафин может быть добавлен к оставшейся части пятой фракции, подаваемой на под-ступень кристаллизации суспензии 14'' третьей ступени кристаллизации 43. На под-ступени кристаллизации суспензии 14'' безмасленный или, по меньшей мере, по существу безмасленный обезмасленный тяжелый парафин кристаллизуется как девятая фракция, а обогащенный маслом тяжелый мягкий парафин с растворителем в качестве десятой фракции остается жидким или становится жидким в результате выпотевания кристаллизованной фракции. Десятая, обогащенная маслом фракция тяжелого мягкого парафина отводится с под-ступени кристаллизации суспензии 14'' третьей ступени кристаллизации 43 и частично отводится с установки 1 по линии 47, а частично поступает в линию подачи второй под-ступени кристаллизации суспензии 14' первой ступени кристаллизации 12 через линию циркуляции 34', тогда как девятая, по существу безмасляная фракция обезмасленного тяжелого парафина, подается в испаритель 20''. В испарителе 20'' смесь нагревается, чтобы испарить растворитель из состава фракции, обогащенной растворителем и парафином, откуда по линии вывода растворителя 24'' отделяемый растворитель отводится, а очищенная девятая, по существу безмасляная фракция обезмасленного тяжелого парафина выводится из установки 1 по линии 41. Очищенной девятой фракцией именуется девятая фракция, очищенная в испарителе 20'' посредством удаления растворителя.

Установка 1, показанная на Фиг. 2, аналогична установке, показанной на Фиг. 1, но отличается от нее тем, что содержит на второй ступени кристаллизации 36 вторую под-ступень кристаллизации слоев 38' и второй испаритель 20''', а также тем, что содержит на третьей ступени кристаллизации 43 вторую под-ступень кристаллизации суспензии 14'''.

Более конкретно, после первой под-ступени кристаллизации слоев 38 второй ступени кристаллизации 36 предусмотрена вторая под-ступень кристаллизации слоев 38', которая соединена с первой под-ступенью кристаллизации слоев 38 линией 40, чтобы подавать седьмую фракцию обезмасленного легкого парафина, полученного на первой под-ступени кристаллизации слоев 38, на вторую под-ступень кристаллизации слоев 38' для дальнейшей очистки или обезмасливания, соответственно, фракции обезмасленного легкого парафина. Дополнительно очищенная фракция обезмасленного легкого парафина отводится со второй под-ступени кристаллизации слоев 38' через линию вывода 40' и подается в испаритель 20''', в котором растворитель отделяется выпариванием из обезмасленного легкого парафина. В то время как обезмасленный легкий парафин выводится из установки 1 через линию удаления 40'', растворитель удаляется из испарителя 20''' по линии 24'''. Фракция легкого мягкого парафина, которая не кристаллизуется на второй под-ступени кристаллизации слоев 38', выводится из второй под-ступени кристаллизации слоев 38' и рециркулирует по линии циркуляции 54 в линию 50, ведущую в первую под-ступень кристаллизации слоев 38 второй ступени кристаллизации 36.

Кроме того, после первой под-ступени кристаллизации суспензии 14'' третьей ступени кристаллизации 43 предусмотрена вторая под-ступень кристаллизации суспензии 14''', которая соединена с первой под-ступенью кристаллизации суспензии 14'' линией 22'. Кроме того, предусмотрена линия подачи растворителя 32''', которая приводит к линии 22' и позволяет добавлять растворитель к фракции обезмасленного тяжелого парафина, переданной с первой под-ступени кристаллизации суспензии 14'' на вторую под-ступень кристаллизации суспензии 14''' третьей ступени кристаллизации 43. На второй под-ступени кристаллизации суспензии 14''', по меньшей мере, по существу безмасляный обезмасленный тяжелый парафин, полученный после первой под-ступени кристаллизации суспензии 14'', дополнительно обезмасливается, при этом кристаллизуется дополнительно очищенный безмасляный обезмасленный тяжелый парафин, а обогащенный маслом тяжелый мягкий парафин, который может содержать или не содержать растворитель, остается жидким или становится жидким в результате выпотевания кристаллизованной фракции. Обогащенная маслом фракция тяжелого мягкого парафина отводится со второй под-ступени кристаллизации суспензии 14''' третьей ступени кристаллизации 43 и частично отводится с установки 1 по линии 47, а частично поступает в линию подачи первой под-ступени кристаллизации суспензии 14'' третьей ступени кристаллизации 43 через линию циркуляции 56, тогда как дополнительно очищенная безмасляная фракция обезмасленного тяжелого парафина, подается в испаритель 20''. В испарителе 20'' смесь нагревается, чтобы испарить растворитель из состава фракции, обогащенной растворителем и парафином, и затем отделяемый растворитель отводится по линии удаления растворителя 24^iv, а очищенная безмасляная фракция обезмасленного тяжелого парафина выводится из установки 1 по линии 41.

Список цифровых позиционных обозначений

1 Установка

2 Ступень предварительного фракционирования

3 Под-ступень кристаллизации слоев, предпочтительно под-ступень статической кристаллизации, в качестве ступени предварительного фракционирования

4 Линия подачи неочищенной смеси на ступень предварительного фракционирования

5 Линия подачи растворителя на ступень предварительного фракционирования

6 Линия вывода первой фракции (масла с низким содержанием парафина) и линия подачи первой фракции на первую под-ступень кристаллизации суспензии/Первая линия соединения

7 Линия вывода второй фракции (парафин с низким содержанием масла)/Вторая линия соединения

12 Первая ступень кристаллизации

14, 14' Первая и вторая под-ступень кристаллизации суспензии первой ступени кристаллизации

14'', 14''' Под-ступени кристаллизации суспензии третьей ступени кристаллизации

16 Линия вывода четвертой фракции

18, 18' Линия вывода сырого парафина со второй под-ступени кристаллизации суспензии

20, 20', 20'', 20''' Испаритель

22, 22', 22'' Линия

23 Линия возврата или циркуляции шестой фракции

24, 24', 24'', 24'''', 24^iv Линия вывода растворителя

26 Линия вывода депарафинированных маслосодержащих продуктов

30 Линия подачи неочищенной смеси

31,31' Линия подачи сырого парафина

32, 32', 32'', 32''' Линия подачи растворителя

34, 34' Линия циркуляции

36 Вторая ступень кристаллизации

38, 38' Под-ступень кристаллизации слоев, предпочтительно под-ступень статической кристаллизации второй ступени кристаллизации

40, 40', 40'' Линия вывода обезмасленного легкого парафина (содержащего или несодержащего растворитель)

41 Линия вывода обезмасленного тяжелого парафина

43 Третья ступень кристаллизации

46 Линия вывода легкого мягкого парафина (содержащего или несодержащего растворитель)

47 Линия вывода тяжелого мягкого парафина (содержащего или несодержащего растворитель)

48 Дополнительная линия подачи растворителя

50 Линия вывода сырого парафина из испарителя

52 Линия для легкого мягкого парафина

54 Линия циркуляции на вторую ступень кристаллизации

56 Линия циркуляции на третью ступень кристаллизации.

Изобретение относится к фракционированию минерального или синтетического масла, загрязненного парафином. Способ фракционирования неочищенной смеси, содержащей по меньшей мере одно масло и по меньшей мере один парафин включает этап a) предварительного фракционирования посредством кристаллизации слоев неочищенной смеси, содержащей по меньшей мере одно масло и по меньшей мере один парафин, либо неочищенной смеси с растворителем, полученной посредством добавления перед этапом предварительного фракционирования растворителя в количестве не более 100% по весу относительно веса неочищенной смеси, для получения первой фракции, содержащей масло с низким содержанием парафина, и второй фракции, содержащей парафин с низким содержанием масла; первый этап b) кристаллизации, включающий первый подэтап b₁) кристаллизации суспензии, на котором первая фракция, содержащая масло с низким содержанием парафина, используется для получения третьей фракции, содержащей депарафинированное масло, и четвертой фракции; и второй подэтап b₂) кристаллизации суспензии, на котором смесь четвертой фракции, полученной на этапе b₁) способа, и второй фракции, содержащей парафин с низким содержанием масла и полученной на этапе (а) предварительного фракционирования, используется для получения пятой фракции, содержащей сырой парафин, и шестой фракции. Приведена установка 1 для реализации способа, содержащая источник неочищенной смеси; ступень предварительного фракционирования 2, содержащую по меньшей мере одну под-ступень кристаллизации слоев 3, содержащую по меньшей мере один кристаллизатор слоев; и первую ступень кристаллизации 12, содержащую первую под-ступень кристаллизации суспензии 14, расположенную ранее по ходу процесса и содержащую по меньшей мере один суспензионный кристаллизатор, и расположенную далее по ходу процесса по меньшей мере одну вторую под-ступень кристаллизации суспензии 14', содержащую по меньшей мере один кристаллизатор суспензии, при этом установка дополнительно содержит входную линию 4 для подачи неочищенной смеси на вход под-ступени кристаллизации слоев 3 ступени предварительного фракционирования 2, первую соединительную линию 6, соединяющую выход под-ступени кристаллизации слоев 3 ступени предварительного фракционирования 2 и вход первой под-ступени кристаллизации суспензии 14 первой ступени кристаллизации 12, и вторую соединительную линию 7, соединяющую другой выход под-ступени кристаллизации слоев 3 ступени предварительного фракционирования 2 и вход второй под-ступени кристаллизации суспензии 14' первой ступени кристаллизации 12. Изобретение позволяет осуществлять кристаллизацию неочищенных смесей, содержащих как тяжелые, так и легкие парафины с использованием меньшей фильтрующей поверхности с более низким потреблением энергии на единицу полученного продукта. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ фракционирования неочищенной смеси, содержащей по меньшей мере одно масло и по меньшей мере один парафин, при этом способ содержит следующие этапы:

(a) осуществление этапа предварительного фракционирования (2) в виде кристаллизации слоев (i) неочищенной смеси, содержащей по меньшей мере одно масло и по меньшей мере один парафин, либо (ii) неочищенной смеси с растворителем, полученной посредством добавления перед этапом предварительного фракционирования (2) растворителя в количестве не более 100% по весу относительно веса неочищенной смеси, для получения первой фракции, содержащей масло с низким содержанием парафина, и второй фракции, содержащей парафин с низким содержанием масла;

(b) осуществление первого этапа кристаллизации (12), включающего:

(b₁) первый подэтап кристаллизации суспензии (14), на котором первую фракцию, содержащую масло с низким содержанием парафина, используют для получения третьей фракции, содержащей депарафинированное масло, и четвертой фракции; и

(b₂) после первого подэтапа кристаллизации суспензии (14), второй подэтап кристаллизации суспензии (14'), на котором смесь четвертой фракции, полученной на этапе предварительного фракционирования этапа (b₁) способа, и второй фракции, содержащей парафин с низким содержанием масла, полученной на этапе (а) способа, используют для получения пятой фракции, содержащей сырой парафин, и шестой фракции.

2. Способ по п. 1,

отличающийся тем, что

этап предварительного фракционирования (2) содержит один или несколько подэтапов кристаллизации слоев, каждый из которых осуществляют при помощи одного или нескольких статических кристаллизаторов слоев.

3. Способ по п. 1 или 2,

отличающийся тем, что

кристаллизацию слоев на этапе предварительного фракционирования (2) этапа (а) проводят таким образом, чтобы первая фракция, полученная после кристаллизации, содержала не более 70% по весу, предпочтительно не более 60% по весу, более предпочтительно не более 55% по весу и еще более предпочтительно не более 50% по весу от содержания парафина в неочищенной смеси.

4. Способ по любому из пп. 1 или 2,

отличающийся тем, что

способ также включает

(c) осуществление второго этапа кристаллизации (36), включающего:

(c₁) осуществление по меньшей мере одного подэтапа кристаллизации (38, 38') по меньшей мере с частью пятой фракции, полученной на этапе (b₂) способа, при этом в пятую фракцию до кристаллизации на этапе (c₁) способа не добавляют растворитель или добавляют не более 100% растворителя по весу относительно веса пятой фракции для получения седьмой фракции, содержащей обезмасленный легкий парафин с содержанием масла не более 5% по весу и кинематической вязкостью не более 7 сСт, и восьмой фракции, содержащей легкий мягкий парафин с содержанием масла более 5% по весу и кинематической вязкостью не более 7 сСт; и

(с₂) опционально, циркуляцию по меньшей мере части восьмой фракции на второй подэтап кристаллизации (14') первого этапа кристаллизации (12) этапа (b₂) способа.

5. Способ по любому из п. 1 или 2,

отличающийся тем, что

способ также включает

(d) осуществление третьего этапа кристаллизации (43), включающего:

(d₁) осуществление по меньшей мере одного подэтапа кристаллизации (14'', 14''') по меньшей мере с частью пятой фракции, полученной на этапе (b₂) способа, при этом в пятую фракцию до кристаллизации на этапе (c₁) способа добавляют более 100% растворителя по весу относительно веса пятой фракции, для получения девятой фракции, содержащей обезмасленный тяжелый парафин с содержанием масла не более 5% по весу и кинематической вязкостью не более 7 сСт, и десятой фракции, содержащей тяжелый мягкий парафин с содержанием масла более 5% по весу и кинематической вязкостью более 7 сСт.

6. Способ по любому из пп. 1 или 2,

отличающийся тем, что

неочищенная смесь содержит от 60 до 99% по весу масла и от 1 до 40% по весу парафина, предпочтительно от 75 до 95% по весу масла и от 5 до 25% по весу парафина и более предпочтительно от 78 до 95% по весу масла и от 5 до 22% по весу парафина.

7. Способ по любому из пп. 1 или 2,

отличающийся тем, что

неочищенную смесь смешивают на любом этапе (a), (c₁) и (d₁) способа с растворителем, который выбирают из группы, содержащей метилэтилкетон, метилизобутилкетон, ацетон, бензол, толуол, дихлорэтан, метилендихлорид, метанол, метил-трет-бутиловый эфир, N-метилпирролидон и смеси двух или более из указанных ранее растворителей.

8. Способ по любому из пп. 1 или 2,

отличающийся тем, что

первый подэтап кристаллизации суспензии (14) первого этапа кристаллизации (12) этапа (b₁) способа и второй подэтап кристаллизации суспензии (14') первого этапа кристаллизации (12) этапа (b₂) способа осуществляют таким образом, чтобы третья фракция, содержащая депарафинированное масло, полученная на этапе (b₁) способа, содержала менее 5% по весу, предпочтительно менее 3% по весу, более предпочтительно менее 2% по весу, еще более предпочтительно менее 1% по весу и наиболее предпочтительно менее 0,5% по весу парафина и/или чтобы пятая фракция, содержащая сырой парафин, полученная после этапа (b₂), содержала менее 30% по весу, предпочтительно менее 15% по весу, более предпочтительно менее 12% по весу и еще более предпочтительно менее 10% по весу масла.

9. Способ по п. 4,

отличающийся тем, что

на втором этапе кристаллизации (36) этапа (с) способа осуществляют по меньшей мере один подэтап кристаллизации слоев (38, 38'), предпочтительно подэтап статической кристаллизации (38, 38').

10. Способ по п. 4,

отличающийся тем, что

на втором этапе кристаллизации (36) этапа (с) способа осуществляют от одного до пяти, предпочтительно от одного до трех, и более предпочтительно один или два подэтапа кристаллизации (38, 38').

11. Способ по п. 4,

отличающийся тем, что

на этапе (с₂) способа от 10 до 100%, предпочтительно от 20 до 90%, и более предпочтительно от 40 до 80% восьмой фракции, возвращают на второй подэтап кристаллизации (14') этапа (b₂) способа.

12. Установка (1) для фракционирования неочищенной смеси, содержащей по меньшей мере одно масло и по меньшей мере один парафин, в частности, для реализации способа по любому из пп. 1-11, при этом установка содержит:

i) источник неочищенной смеси;

ii) ступень предварительного фракционирования (2), содержащую по меньшей мере одну под-ступень кристаллизации слоев (3), содержащую по меньшей мере один кристаллизатор слоев; и

iii) первую ступень кристаллизации (12), содержащую первую под-ступень кристаллизации суспензии (14), расположенную раньше по ходу процесса и содержащую по меньшей мере один суспензионный кристаллизатор, и расположенную далее по ходу процесса по меньшей мере одну вторую под-ступень кристаллизации суспензии (14'), содержащую по меньшей мере один кристаллизатор суспензии,

при этом установка дополнительно содержит входную линию (4) для подачи неочищенной смеси на вход под-ступени кристаллизации слоев (3) ступени предварительного фракционирования (2), первую соединительную линию (6), соединяющую выход под-ступени кристаллизации слоев (3) ступени предварительного фракционирования (2) и вход первой под-ступени кристаллизации суспензии (14) первой ступени кристаллизации (12), и вторую соединительную линию (7), соединяющую другой выход под-ступени кристаллизации слоев (3) ступени предварительного фракционирования (2) и вход второй под-ступени кристаллизации суспензии (14') первой ступени кристаллизации (12).

13. Установка (1) по п. 12, в которой под-ступень кристаллизации слоев (3) ступени предварительного фракционирования (2) содержит по меньшей мере один статический кристаллизатор, при этом установка (1) предпочтительно дополнительно содержит:

iv) вторую ступень кристаллизации (36), содержащую по меньшей мере одну под-ступень кристаллизации слоев (38, 38'), предпочтительно под-ступень статической кристаллизации (38, 38'); и/или

v) третью ступень кристаллизации (43), содержащую по меньшей мере одну под-ступень кристаллизации суспензии (14'', 14''').

14. Установка (1) по п. 13, в которой под-ступень кристаллизации слоев (3) ступени предварительного фракционирования (2) содержит по меньшей мере один статический кристаллизатор, и при этом такая установка дополнительно содержит:

iv) вторую ступень кристаллизации (36), содержащую по меньшей мере одну под-ступень кристаллизации слоев (38, 38'), предпочтительно под-ступень статической кристаллизации (38, 38');

v) третью ступень кристаллизации (43), содержащую по меньшей мере одну под-ступень кристаллизации суспензии (14'', 14'''); и

vi) линию циркуляции (34), соединяющую выход по меньшей мере одной под-ступени кристаллизации слоев (38) второй ступени кристаллизации (36) и вход второй под-ступени кристаллизации суспензии (14') первой ступени кристаллизации (12), причем линия циркуляции (34) выполнена с возможностью возвращать по меньшей мере часть восьмой фракции на вторую под-ступень кристаллизации суспензии (14') первой ступени кристаллизации (12).

15. Установка (1) по п. 13 или 14,

отличающаяся тем, что

вторая ступень кристаллизации (36) содержит от одной до тридцати, предпочтительно от двух до десяти, и более предпочтительно от двух до пяти под-ступеней кристаллизации слоев (38, 38'), а третья ступень кристаллизации (43) содержит от одной до тридцати, предпочтительно от двух до десяти и более предпочтительно от двух до пяти под-ступеней кристаллизации суспензии (14'', 14''').