Способ депарафинизации масел "изотермил Советский патент 1984 года по МПК C10G73/16 

Изобретение относится к переработке нефти и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах при производстве дистиллятных и оста точных базовых масел для удаления из них парафинов и церезинов, т.е. в процессе депарафинизации масел. Известны способы депарафинизации масляных фракций нефти путем кристал лизации твердых углеводородов-парафи нов при охлаждении этих фракций в смеси с селективным растворителем. В качестве растворителей в процессе депарафинизации используют бензин ( нафта ), сжиженный пропан, метилизобутилкетон и смеси: ацетон - бензол, ацетон - толуол, метил - этилкетон,толуол, дихлорэтан - метилен - хлорид, дихлорэтан - бензол C JПроцесс депарафинизации с применением растворителей включает следую щие основные операции: термообработку масляного рафината; смешение рафи ната с растворителем; охлаждение полученной смеси до определенной температуры; отделение твердой фазы от депарафинированного масла; регенерацию растворителя из растворов депарафинированного масла, гача, петролатума. Наиболее близким к предлагаемому является способ депарафинизации Г2 2 заключающийся в том, что масляный рафинат подвергают термической обработке, подогревая его до температуры на выше температуры плав ления удаляемых парафинов (церезинов) . Затем масляный рафинат смешивают с растворителем, далее полученную смесь охлаждают со скоростью 90 С/ч до температуры примерно на 3 С выше температуры помутнения масляного рафината и подают в основной радиальный смеситель. Перед смесителем в смесь добавляют вторую порцию растворителя с температурой на It-ZZ C ниже температуры помутнения смеси. Количество второй порции раст ворителя по отно1аению к масляному рафинату составляет от S до 1:1. Далее смесь охлаждают со скоростью 36-270C/j до заданной температуры (в пределах от -18°С до ) для более полного выделения парафинов. Охлажденную смесь направляют в зону сепарации жидких и твердых продуктов Жидкую смесь в дальнейшем разделяют фракционированием на растворитель и депарафинированное масло. 8 качест ее растворителя в процессе применякли смесь метилэтилкетона (70%) с толуолом .(30) . Известный способ депарафинизации имеет невысокий выход депарафинированного масла. Так, при содержании в масляном рафинате 12,9 парафина выход масла составляет 77, т.е. в парафине остается около 701 масла в пересчете на рафинат, а гач содержит до 3% масла. Для увеличения выхода депарафинированного маслэ требуется дополнительная промывка парафина и дополнительная ступень сепарации, что увеличивает энергетические затраты на процесс. Целью изобретения является повышение выхода депарафинированного масла и снижение энергетических затрат. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу депарафинизации масел путем термической обработки сырья и разбавления селективным растворителем на основе толуола, хлаждения полученной смеси с послеующим отделением твердых углеводородов от депарафинированного масла и регенерацией растворителя,в качестве селективного растворителя используют растворитель, дополнительно содержащий 20-80 мас. ацетонитрила при соотношении растворителя и сырья, равном 1-6:1, и после охлаждения смеси проводят ее изотермическую выдержку при критической температуре растворения сырья с растворителем до выделения 25 30 мас. растворителя. Назначение изотермической выдержки состоит в том, чтобы выделить часть растворителя из образовавшейся суспензии методом отстоя, используя понижение растворимости растворителя в масле с понижением температуры и повышением в нем концентрации ацетонитрила. Для обеспечения удовлетворительного роста кристаллов твердых углеводородов при скорости охлаждения 120200 С/ч вязкость раствора в процессе его охлаждения поддерживается в пределах 1,5-2,0 сСт. Требуемая вязкость раствора достигается подачей порций растворителя по мере охлаждения раствора. Каждая порция ( от всего количества применяемого растворителя имеет определенное содержание ацетонитрила и толуола. Первая порция растворителя обогащается толуолом, последняя - ацетонитрилом, т.е. в растворе, по мере понижения его температуры постепенно увеличивается содержание ацетонитрила, который слабо растворяется в депарафинированном масле.

Это приводит к тому, что при определенной температуре и определенном содержании ацетонитрила в растворе появляется вторая жидкая фаза (растворитель) .Выделение второй жидкой фазы ускоряется, если уменьшить перемешивание, дать время для отстоя, т. сделать изотермическую выдержку.

При изотермической выдержке отделяется часть растворителя, которая сыграла свою роль в формировании размеров кристаллов. Продолжительность изотермической выдержки зависит от вязкости исходного рафината. При (-16) - (-20)С для рафинатов,имеющих вязкость 8-10 сСт при 10П°С, она составляет порядка 10 мин, а при вязкости более 10 сСт при она достигает 30 мин.

Вторая жидкая фаза содержит kQ 50% ацетонитрила, 50-60% толуола и следы масла.

Количество выделившейся второй жидкой фазы зависит от температуры изотермической выдержки и химического состава рафииата и р.ёстворителя.

При температуре гюрядка (-16) (-20)0 количество второй жидкой фазы составляет 25-30% от общего количества растворителя, применяемог для разбавления исходного рафината. Полученная вторая жидкая фаза всплывает в верхнюю часть аппарата, так как имеет пониженную плотность по сравнению с другой фазой системы.

Эта фаза применяется для разбавле ния исходного рафината и для промывки твердыхуглеводородов на фильтре, минуя процесс регенерации растворителя и процесс его последующего охлаждения. В конечном итоге это уменьшает затраты тепла на регенерацию растворителя и электроэнергии для его охлаждения.

Кроме того, при изотермической выдержке в результате выделения часТи растворителя происходит частичная промывка кристаллов твердых углеводородов и это уменьшает потери масла

с гачем (петролатумом), т.е. увеличивает выход депарафинированного масла.

Соотношение ацетонитрил-толуол выбирают экспериментально для каждого вида рафината с учетом следующих основных условий.

Растворитель должен содержать при конечной температуре охлаждения максимальное количество ацетонитрила, при этом смесь рафината с растворителем при движении должна представлять собой одну жидкую фазу, а выделение второй жидкой фазы должно происходить только при изотермической выдержке, т.е. когда произойдет полно формирование кристаллов твердых углеводородов.

В силу того, что ацетонитрил имеет более низкую вязкость и меньшую растворяемость кристаллов твердых углеводородов по сравнению с толуолом, концентрация ацетонитрила в растворителе должна возрастать по мере охлаждения смеси рафината с растворителем.

Концентрацию ацетонитрила и толуола в применяемом растворителе необходимо выбирать с учетом принятых схем регенерации растворителя, обеспечивающих заданный состав растворителя.

Основная масса растворителя на современных установках депарафинизации масел генерируется в три ступени. Трехступенчатая регенерация растворителя позволяет иметь три порции растворителя следующего состава : первая порция с содержанием 20-25% ацетонитрила и 75-80% толуола (обогащенная толуолом); вторая порция с содержанием 50-60% ац(этонитрила и АО-50% толуола; третья порция с содержанием 75-80% ацетонитрила и 20-25% толуола (обогащенная ацетонитрилом) .

При смешении этих порций получается растворитель, содержащий 5060% ацетонитрила и 0-50% толуола. Применение растворителя, содержащего 50-60% ацетонитрила для разбавления исходного рафината не представляется возможным, так как при таких концентрациях ацетонитрила в растворителе происходит выделение второй жидкой фазы (растворителя) при температуре значительно выше, чем конечная температура охлаждения смеси. Выделение этой фазы увеличивает вязкость второй фазы, где происходит образование кристаллов, и замедляет их рост.В итоге это приводит к повышению температуры застывания депарафинированного масла и снижению выхода . Для предотвращения образования второй жидкой фазы в процессе охлаждения смеси рафината с растворителем и для поддержания вязкости смеси (среды) более или менее на постоянном уровне растворитель подается в рафинат порциями с повышением концентрации ацетонитрила от порции к порции. Порционная подача растворителя в процессе образования кристаллов твердых углеводородов с повышением концентрации ацетонитрила в каждой последующей его порции позволяет избежать появления вторбй жидкой фазы до конечной температуры охлаждения смеси рафината с растворителем (до изотермической выдержки), т.е. обеспечить оптимальный рост кристаллов за счет уменьшения, влияг ния толуола, В способе низкие скорости охлажде ния порядка 120-150 0/4 принимаются для рафинатов с повышенной вязкостью (остаточных) и более высокие - 150200 0/4 для рафинатов с пониженной вязкостью (дисТиллятных). Выполнение способа включает следующие операции и параметры режима: подогрев рафината до УО-бО С (термическая обработка) для полного раство рения зародышей кристаллов твердых парафинов; охлаждение рафината со скоростью 120-200 0/4 до температуры на k-7° выше температуры его помутнения; разбавление рафината при этой температуре первой порцией растворителя, содержащего 75-80% толуола и 20-25 а цетонТ|Трила, при соотношени растворитель:рафинат порядка 1:1 и выше; охлаждение полученной смеси д температуры на -7°С выше критичес кой температуры растворения рафинат с первой порцией растворителя; разбавление полученной смчси при этой температуре второй порцией растворителя, содержащего 0-50% толуола и 50-60% ацетонитрила, при соотношении вторая порция: рафинат 1:1 и выше; охлаждение полученной смеси до температуры, при которой вязкост смеси не превышает 1,5-2,5 сСт и не появляется вторая жидкая фаза; разбавление полученной смеси при этой температуре третьей порцией растворителя, содержащего 75-80 ацетонитрила и 20-25 толуола, при соотношении третья порция растворителя: рафинат 1:1 и более; охлаждение полученной смеси до конечной температуры, которая на 2-5°С ниже температуры застывания депарафинирсзванного масла и равна критической температуре растворения рафината с общим количеством растворителя; изотермическая выдержка смеси при конечной температуре охлаждения в течение 10-30 мин (отстой) ;oTi деление выделившейся второй жидкой фазы (растворителя) при изотермической выдержке; выделение кристаллов твердых углеводородов из полученной смеси (суспензии),например, центрифугированием или фильтрацией; отгонка растворителя из фильтрата и получение регенерированного растворителя и депарафинированного масла. Пример 1. Проводят депарафинизацию рафината, имеющего при вязкость сСт и температуру помутнения 31 С, 106 г рафината нагревают до 8П С со скоростью 1бО С/ч до 35 С и смешивают со 100 г растворителя, содержащего 75 толуола и 25% ацетонитрила. При 20 С в смесь добавляют 100 г растворителя толуола и 6П| ацетонитрила). Далее при -10°С в смесь вводят еще 100 г растворителя (20% толуола и 80% ацетонитрила). При -15°С проводят изотермическую выдержку в течение 10 мин, в результате чего выделяется 7б г раствори 25% растворителя, 50% ацетонитрила и 50% толуола). После удаления выделившегося расторителя проводят фильтрацию суспену 31:и, промывку осадка твердых углевоородов на фильтре, отгон растворителя из осадка и фильтрата. В итоге получено 86 г (81,1%) депарафинированного масла с температурой застывания и 18,9 г гача при 1,1 г потерь. При проведении депарафинизации того рафината с применением в каестве растворителя смеси метил, этилкетона (70%) с толуолом (30%) без изотермической выдержки получено депарафинированное масло с температурой застывания -12 С с выходом 80%. 1 Пример 2. Проводят депараФи-низацию рафината, имеющего при 100 С Iвязкость 18 сСт и температуру помутнения f4k°C. ; 110 г рафината нагревают до 80 С, охлаждают со скоростью до k8°C и смешивают с 200 г растворителя (80% толуола и 20% ацетонитрила). . При 30°С в смесь добавляют 200 г растворителя (50% толуола и 50% ацетокитрила). Далее при в смесь вводят еще 200 г растворителя (25% толуола и 75% ацетонитрила). При -1бС проводят изотермическую выдержку в течение 30 мин, при котарой выделяется 181 г (30%) растворителя . После удаления выделившегося раст ворителя, промывки осадка на фильтре и регенерации растворителя получено г (78%) депарафинированного масла с температурой застывания и 13 г петролатума при 1,2 г потерь. Проведение депарафинизации этого рафината в смеси метилэтилкетона (70%) с толуолом (30%) при без изотермической выдержки позволяет получить депарафинированное масло с температурой застывания с выходом 77,5%. Растворитель и.з продуктов депарафинизации в примерах 1 и 2 отгоняют с применением способа простой перегонки п(5и атмосферном давлени:) в интервале температур от 8l,6°C (температура кипения ацетонитрила/ до 110,6°С (температура кипения толуола), Последние порции растворителя отгоняют в присутствии водяного пара. Применение предлагаемого способа депарафинизации масляных рафинатов по сравнению с известными обеспечивает следующие преимущества: увеличение выхода депарафинированного масла на 0,5-1% из одного и того же рафината; стоимость ацетонитрила (25б руб/т) ниже, чем стоимость метилэтилкетона (577 Руб/т) иацетонитрил. не является дефицитным растворителем, так как он производится как , побочный продукт производства нитрила акриловой кислоты - мономера для синтеза волокна нитрон ; уменьшаются затраты на разделение суспензии, регенерацию растворителя и его охлаждение, так как не менее 25% всего растворителя, применяемого в процессе депарафинизации рафината, отделяется от суспензии при изотермической выдержке и не нуждается в процессах перекачки через фильтрацию, регенерацию и охла едение.

Способ депарафинизации масел путем термической обработки сырья и разбавления селективным растворителем на основе толуола, охлаждения полученной смеси с последующим отделением твердых углеводородов от депарафинированного масла и регенерацией растворителя, отличающийс я тем, что, с целью повышения выхода депарафинированного масла и снижения энергетических затрат, в качестве селективного растворителя используют растворитель, дополнительно содержащий 20-80 мас.% ацетонитрила при соотношении растворителя и сырья, равном 1-6:1, и после охлаждения смеси проводят ее изотермическую § выдержку при критической температуре растворения сырья с растворителем до (Л выделения 25-30 мас. растворителя.