Способ получения масла и парафина Советский патент 1992 года по МПК C10G73/06 

Изобретение относится к способам получения масла и парафина из парафинсодержащего сырья кристаллизацией в растворе избирательных растворителей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известны способы получения масел и парафинов, в которых осуществляют охлаждение парафинсодержащего нефтепродукта смешением с холодным растворителем или раствором фильтрата в многосекционном аппарате колонного типа, оснащенном механической мешалкой, либо в аппарате - трубе, обеспечивающем режим идеального вытеснения, оборудованном рядом стационарных смесителей и трубопроводов для ввода растворителя.

Недостатком известных способов является то, что используемые условия подачи холодного растворителя (раствора фильтрата) и перемешивания приводят к моментальному снижению температуры в зоне смешения и полученная суспензия поступает в следующую зону смешения практически с той же температурой, что была достигнута в предыдущей зоне. Это приводит к образованию на стадиях кристаллизации как крупных, так и сравнительно мелких кристаллов парафина и, следовательно, к неоднородности гранулометрического состава твердой фазы суспензии.

ч|

СО

ел со

Јь

Наиболее близким к изобретению является способ депарафинизации нефтяных фракций, согласно которому расплавленное парафинсодержащее сырье вводят в первую секцию вертикальной многосекционной колонны (кристаллизатора смешения) и охлаждают путем смешения с холодным растворителем или смесью холодного растворителя с раствором фильтрата, который впрыскивают в секции аппарата. С помощью механических мешалок обеспечиваются такие условия перемешивания образовавшейся сырьевой смеси, которые приводят к моментальному ее охлаждению в каждой секции аппарата и кристаллизации парафина. Суспензию кристаллов парафина охлаждают до температуры, превышающей температуру фильтрования не более, чем на 20°С.

Полученную суспензию доохлаждают в скребковом кристаллизаторе до температуры фильтрования и затем на вакуумных барабанных фильтрах отделяют раствор масла от кристаллов парафина.

Недостатками известного способа являются условия подачи холодного растворителя (смеси холодного растворителя и раствора фильтрата) в секции аппарата и перемешивания сырьевой смеси, которые приводят к моментальному снижению температуры в зоне смешения и к кристаллизации парафина. Полученная суспензия поступает в следующую зону смешения практически с той же температурой, которая была достигнута в предыдущей зоне. Это приводит к образованию в секциях аппарата как крупных, так и относительно мелких кристаллов парафина и, следовательно, к неоднородности гранулометрического состава твердой фазы. В конечном итоге снижается скорость фильтрования, уменьшается выход и ухудшаются качества целевых продуктов.

В ряде случаев для достижения в аппарате температуры суспензии, превышающей температуру разделения не более, чем на 20°С, в реальных условиях ведения процесса необходимо использовать осушенный растворитель, имеющий температуру ниже минус 5°С. Охлаждение насыщенного водой растворителя ниже этой температуры приводит к кристаллизации воды на стенках теплообменной аппаратуры и, следовательно, к резкому снижению коэффициента теплопередачи, что является неприемлемым для данного процесса,

Доохлаждение в скребковом кристаллизаторе суспензии, полученной в соответствии с известным способом, более, чем на 20°С, сильно ухудшает фильтрационные

свойства суспензии парафина. В конечном итоге требуется дополнительное дооборудование промышленных установок блоком осушки растворителя, что значительно увеличивает расход энергоресурсов.

Цель изобретения - обеспечение более высоких скоростей фильтрования, повышение выхода депарафинированных масел, улучшение качества парафинов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения масла и парафина путем ступенчатого смешения парафинсодер- жащего сырья с холодным растворителем, раствором фильтрата или их смесью в многосекционном аппарате с последующим до- охлаждением полученной суспензии, фильтрованием выделившегося парафина и регенерацией растворителя, перемешивание каждой секции, разделенной на две зоны, проводят путем наложения на сырьевую смесь пульсаций с частотой 0,08-1,5 , обеспечивающих возвратно-поступательное движение сырьевой смеси из одной зоны в другую с одновременной подачей в

сырьевую смесь холодного растворителя, раствора фильтрата или их смеси.

Возвратно-поступательное движение сырьевой смеси сообщают известными методами, в частности с помощью инертного газа, находящегося под давлением. В этом случае в качестве изолированных зон могут быть использованы пульсационные камеры, помещенные в секции аппарата, и соединяющиеся с секциями с помощью патрубков. Кристаллы парафина, образующиеся в соответствии с предлагаемым способом, имеют однородный гранулометрический состав, и полученная в аппарате суспензия

обладает высокими фильтрационными свойствами, что позволяет доохлаждать ее в скребковом кристаллизаторе еще по крайней мере на 30°С. Это дает возможность использовать для разбавления и охлаждения сырья холодный влажный растворитель с температурой 0 - минус 5°С, содержащий в своем составе более 0,3 мас.%, воды, т.е. исключить осушку растворителя.

На фиг. 1 и 2 приведена схема, поясняющая способ.

В каждую секцию аппарата помещена изолированная пульсационная камера 1, оборудованная патрубками 2. Периодически с частотой 0,08-1,5 в пульсационную

камеру 1 по линии 3 подают инертный газ под давлением 30-70 кПа, который сообщает сырьевой смеси, находящейся в камере, поступательное движение через патрубки 2 в секцию аппарата. После того, как почти

вся сырьевая смесь пройдет через патрубки в секцию аппарата, давление в пульсационной камере 1 выравнивают с давлением воздушной подушки в секции аппарата. При этом часть сырьевой смеси из секции аппарата возвращается в пульсационную камеру 1 за счет разности уровней жидкости в секции аппарата и в самой камере.

В период поступательного движения сырьевой смеси из пульсационной камеры в секцию аппарата в патрубки 2 по линии 4 подают холодный избирательный растворитель, раствор фильтрата или их смесь. В качестве избирательного растворителя могут быть использованы кетоны с 3-6 атомами углерода в молекуле, их смеси друг с другом, с ароматическими углеводородами, эфира- ми, а также смеси галогенпроизводных углеводородов.

Выбор пределов частоты пульсации обосновывается следующими соображениями. Верхний предел определяет возможностьобратногозаполненияпульсационной камеры сырьевой смесью. Величина частоты 1,5 является предельной, что объясняется гидродинамическими особенностями образующейся суспензии кристаллов парафина, и хорошо согласуется с литературными данными.

При снижении частоты пульсации интенсивность перемешивания сырьевой смеси в секции аппарата снижается и при величине менее 0,08 с уже не обеспечивает образования округлых кристаллов парафина,имеющиходнородный гранулометрический состав, что приводит к снижению скоростей фильтрования, отбора депарафинированного масла от сырья и увеличению содержания масла в парафине.

При работе пульсационного кристаллизатора смешения сырьевая смесь из камеры 1 вместе с холодным растворителем вытекает через патрубки 2 в область А секции аппарата, где контактирует с сырьевой смесью, имеющей более высокую температуру. Выравнивание температуры суспензии происходит в области Б секции аппарата. Такая схема охлаждения сырья обеспечивает растворение образующихся слишком мелких кристаллов парафина и получение однородного гранулометрического состава твердой фазы суспензии.

Расплавленное парафинсодержащее сырье по линии 1 подают в первую секцию аппарата 2. С помощью пульсатора 3 в линии 4 и далее во всех пульсационных камерах 5 аппарата 2 периодически с частотой 0,08-1,5 повышается и сбрасывается давление инертного газа, что обеспечивает возвратно-поступательное движение сырьевой смеси через патрубки пульсационной камеры.

На смешение с парафинсодержащим сырьем в ряд секций аппарата подают холодный растворитель по линии 6. В другие секции подают холодный раствор фильтрата

по линии 7. При этом задвижки 8,9 закрыты, а задвижка 10 открыта. В случае разбавления парафинсодержащего сырья смесью холодного растворителя и раствора фильтрата задвижки 8,9 открыты, а задвижка 10 закры0 та.

С помощью клапанов 11,12 обеспечивается подача холодного растворителя на смешение с парафинсодержащим сырьем в период поступательного движения сырье5 вой смеси через патрубки пульсационных камер в секции аппарата.

Сырьевая смесь проходит последовательно все секции аппарата, где разбавляется холодным растворителем и

0 охлаждается. Полученную суспензию парафина откачивают из аппарата по линии 13 и направляют в скребковый кристаллизатор 14, где суспензию доохлаждают до температуры фильтрования. Соотношение раство5 ритель:сырье в готовой суспензии находится в пределах 1,5:1 -20:1 мае.ч.

Готовую суспензию парафина подают на фильтры первой ступени 15 разделения, фильтруют, осадок парафина (гача) промы0 вают свежим холодным растворителем 16. Свежий растворитель 16 для холодной промывки осадков парафина (гача) на фильтрах, а также для разбавления осадка перед последующими ступенями разделения захола5 живают в холодильнике 17 и подают в фильтровальное отделение.

Холодный фильтрат первой ступени 18 разделения прокачивают через регенеративный теплообменник 19 и далее на блок

0 регенерации растворителя. Растворитель, подаваемый на разбавление сырья, охлаждают в теплообменнике 19, доохлаждают в холодильнике 20 и подают в аппарат 2 по линии 6.

5 Осадок парафина (гача) после первой ступени разделения разбавляют холодным свежим растворителем и подают на фильтры второй ступени 21 разделения. На второй ступени осадок парафина (гача)

0 промывают свежим холодным растворителем, подсушивают и направляют на блок регенерации растворителя по линии 22.

Фильтрат второй ступени разделения откачивают в линию 7 для подачи в секции

5 аппарата 2.

В качестве сырья процесса обезмзсли- вания используют гач фр. 370-470°С с т.пл. 50,7°С и массовой долей масла 28,8%. В примерах 1-7 расплавленный гач разбавляют смесью охлажденного растворителя (метилэтилкетон:толуол 60:40 об.%) и фильтрата второй ступени обезмасливания в лабораторном кристаллизаторе, моделирующем промышленный аппарат. Суммарное количество смеси холодного растворителя и фильтрата во всех примерах составляет 5,2 мае.ч. на 1 мас.ч, сырья.

Количество подаваемой смеси в секции кристаллизатора подобрано таким образом, что снижение температуры суспензии в каждой секции находится в пределах2-4°С. При этом скорость охлаждения суспензии выдерживают равной 1 град/мин.

Полученную суспензию доохлаждают в лабораторном скребковом кристаллизаторе до температуры минус 5°С, которая одинакова для примеров 1-7. Такую же температуру имеет свежий растворитель (смесь МЭК:толуол 60:40 об,%), который используют для промывки и репульпирования осадка парафина на ступенях разделения,

Суспензию парафина фильтруют и полученный осадок промывают 1,5 мас.ч. свежего растворителя. Затем осадок репульпируют с 2 мас.ч. растворителя, вновь фильтруют при температуре минус 5°С, подавая на промывку осадка 1,5 мас.ч, растворителя.

Растворитель регенерируют из осадка парафина и раствора фильтрата первой ступени, а раствор фильтрата второй ступени направляют на смешение с холодным свежим растворителем.

П р и м е р 1. Сырье - расплавленный гач фр. 370-470° при 60°С разбавляют смесью холодного растворителя и фильтрата второй ступени, имеющей температуру минус 5°С, в лабораторном кристаллизаторе, моделирующем известный промышленный кристаллизатор смешения, имеющий 16 секций. Условия непрерывного перемешивания сырьевой смеси механической мешалкой выдерживают такими, что обеспечивается моментальное снижение температуры в секциях кристаллизатора.

Конечная температура охлаждения сырьевой смеси в лабораторном кристаллизаторе смешения (12°С) отличается от температуры фильтрования на величину .

Суспензию парафина доохлаждают и фильтруют в две ступени в соответствии со схемой, описанной выше.

П р и м е р 2. Сырье - расплавленный гач фр. 370-470°С при 60°С разбавляют смесью холодного растворителя и фильтрата второй ступени, имеющей температуру минус 5°С, в лабораторном кристаллизаторе, моделирующем предлагаемый пульсационный кристаллизатор смешения, имеющий 16

секций, Частота пульсации сырьевой смеси 1,5с 1.

Полученная в пульсационном кристаллизаторе суспензия парафина имеет конеч- ную температуру 12 С, следовательно величинадг 17°С.

Суспензию парафина доохлаждают и фильтруют в две ступени в соответствии со схемой, описанной выше. 0ПримерЗ. Сырье - расплавленный гач

фр. 370-470°С охлаждают в пульсационном кристаллизаторе смешения с целью кристаллизации парафина аналогично примеру 2 и обезмасливают в две ступени фильтрова- 5 ния.

Частота пульсации сырьевой смеси в пульсационной камере равна 0,33 .

П р и м е р4. Сырье, условия охлаждения

и обезмасливания те же, что и в примере 2,

0 за исключением того, что частота пульсации

сырьевой смеси в пульсационной камере

0,08 .

П р и м е р 5. Сырье, условия охлаждения

и обезмасливания те же, что и в примере 2,

5 за исключением того, что частота пульсации

сырьевой смеси в пульсационной камере

0,.

Примерб. Сырье, условия охлаждения и обезмасливания те же, что и в примере 3, 0 за исключением того, что сырье нагревают до 70°С, а смесь холодного растворителя и раствора фильтрата имеет температуру минус 3°С.

Конечная температура суспензии в 5 пульсационном кристаллизаторе равна 20°С, а величина .

Пример. Сырье, условия охлаждения

и обезмасливания те же, что и в примере 6,

за исключением того, что смесь холодного

0 растворителя и раствора фильтрата имеет

температуру 0°С.

Конечная температура суспензии в пульсационном кристаллизаторе 26°С, а ве- личинаДГ 31°С.

5Показатели технологического режима

процесса кристаллизации гача фр. 370- 470°С и результаты его обезмасливания приведены в табл. 1.

В качестве сырья процесса депарафи0 низации используют рафинат смеси нефтей

фр. 420-500°С с т.пл. 34,2°С, вязкостью при

50°С 34,5 мм /с и массовой долей парафина

17%,

Примеры 8-14. Расплавленный рафи- 5 нат, имеющий температуру 36°С, разбавляютхолоднымрастворителем(МЭК:толуол 60:40 об.%), который подают в первые по ходу сырья семь секций лабораторного кристаллизатора. В последующие секции подаютхолодный раствор фильтрата

второй ступени. Суммарная кратность разбавления рафината во всех примерах одинакова и составляет 2,8 мае,ч. на 1 мае.ч. сырья.

Количество подаваемого на разбавление растворителя или раствора фильтрата подбирают таким образом, что снижение температуры суспензии в каждой секции находится в пределах 2-4°С. При этом скорость охлаждения выдерживают равной 1 град/мин.

Полученную суспензию доохлаждают в лабораторном скребковом кристаллизаторе до температуры минус 25°С. Такую же температуру имеет свежий растворитель (МЭКлчэлуол 60:40 об.%), который используют для промывки и репульпирования осадка гача на ступенях разделения.

Суспензию кристаллов парафина фильтруют и полученный осадок промывают 0,8 мае.ч. на сырье свежего растворителя. Затем осадок репульпируют с 0,9 мае.ч, растворителя, вновь фильтруют при температуре минус 25°С, подавая на промывку осадка 0,5 мае.ч. растворителя.

Растворитель регенерируют из осадка гача и раствора фильтрата первой ступени, а раствор фильтрата второй ступени направляют на смешение с сырьем.

ПримерЗ. Сырье - расплавленный рафинат фр. 420-500°С разбавляют холодным растворителем, имеющим температуру минус 10°С, а затем раствором фильтрата второй ступени с температурой минус 25°С, в лабораторном кристаллизаторе, моделирующем известный промышленный кристаллизатор смешения, имеющий 16 секций.

Условия непрерывного перемешивания сырьевой смеси механической мешалкой выдерживают такими, что обеспечивается моментальное снижение температуры в секциях кристаллизатора.

Конечная температура охлаждения сырьевой смеси в лабораторном кристаллизаторе смешения (минус 5°С) отличается от температуры фильтрования на величину .

Суспензию кристаллов парафина доохлаждают до температуры минус 25°С и де- парафинируют в две ступени фильтрования в соответствии со схемой, описанной выше.

П р и м е р 9. Сырье - расплавленный рафинат фр. 420-500°С разбавляют холодным растворителем с температурой минус 10°С, а затем раствором фильтрата второй ступени с температурой минус 25°С в лабораторном кристаллизаторе, моделирующем пульсационный кристаллизатор смешения, имеющий 16 секций. Частота пульсации

сырьевой смеси в пульсационной камере 1..

Полученная в пульсационном кристаллизаторе суспензия кристаллов парафина

имеет конечную температуру минус 5°С, ве- личинадх 20°С.

Суспензию доохлаждают и фильтруют в две ступени в соответствии со схемой, описанной выше.

0Пример 0. Сырье, условия охлаждения и депарафинизации те же, что и в примере 9, за исключением того, что частота пульсации сырьевой смеси в пульсационной камере 0,33 .

5 ПримерИ. Сырье, условия охлаждения и депарафинизации те же, что и в примере 9, за исключением того, что частота пульсации сырьевой смеси в пульсационной камере 0,08 .

0П р и м е р 12. Сырье, условия охлаждения и депарафинизации те же, что и в примере 9, за исключением того, что частота пульсации сырьевой смеси в пульсационной камере 0,05 .

5 Пример13. Сырье, условия охлаждения и депарафинизации те же, что и в примере 10, за исключением того, что температура холодного растворителя минус 4°С, а раствора фильтрата минус 20°С.

0 Конечная температура суспензии в пульсационном кристаллизаторе 5°С, а ве- личинаА1 30°С.

П р и м е р 14. Сырье, условия охлаждения и депарафинизации те же, что и в при5 мере 13, за исключением того, что температура холодного растворителя 0°С.

Конечная температура 7°С, а величина .

Показатели технологического режима

0 процесса кристаллизации рафината фр.420- 500°С и результаты его депарафинизации - в табл.2.

Данные, приведенные в табл. 1,2, позволяют сделать вывод, что обезмасливание

5 и депарафинизация нефтяного сырья в соответствии с описываемым способом позволяют повысить относительные скорости фильтрования на 2-12%, увеличить отбор депарафинированных масел на 0,3-1,4%,

0 снизить массовую долю масла в парафине на 0,11-0,27% по сравнению с известным способом, а также использовать растворитель с температурой минус 3-4°С, что не требует осушки перед захолаживанием.

5Формула изобретения

Способ получения масла и парафина путем ступенчатого смешения парафинсодер- жащего сырья с холодным растворителем, фильтратом или их смесью в многосекционном аппарате с последующим доохлаждением полученной суспензии, фильтрованием выделившегося парафина и регенерацией растворителя, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости фильтрования, увеличения выхода депарафинирован- ного масла и улучшения качества парафина, перемешивание в каждой секции, разделенной на две зоны, проводят путем наложения на сырьевую смесь пульсаций с частотой 0,08-1,5 , обеспечивающих возвратно-поступательное движение сырьевой смеси из одной зоны в другую с одновременной подачей в сырьевую смесь холодного растворителя, раствора фильтрата или их смеси.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к получению масла и парафина. Цель - повышение скорости фильтрования, увеличение выхода депарафинированного масла и улучшение качества парафина. Получение ведут путем ступенчатого смешения парафинсодержащего сырья с холодным растворителем, фильтрата или их смесью в многосекционном аппарате с последующим доохлаждением полученной суспензии. Выделившийся парафин фильтруют, растворитель регенерируют. Перемешивание в каждой секции, разделенной на две зоны, проводят путем наложения на сырьевую смесь пульсаций с частотой 0,08-1,5 , обеспечивающей возвратно-поступательное движение сырьевой смеси из одной зоны в другую с одновременной подачей в сырьевую смесь холодного растворителя, раствора фильтрата или их смеси. 2 ил., 2 табл. ё

10

Таблица 1

Таблица 2

Фиг.1

Фиг. 2