Способ определения селективности растворителей для очистки масел Советский патент 1983 года по МПК C10G21/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОСТИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ-МАСЕЛ Изобретение о-гаосится к нефтепереработке, Б частности к очистке минераль ных масел, и может быть использовано при определении селективности растворителей. Известен способ определения селективности растворителей при очистке минеральных масел по критической температуре растворения масла в растворите- ле 1 . Недостаток указанного способа состо ит в том, что одинаковая анилиновая точка может быть для углеводородов раз личной структуры. Так, например, анилиновая точка равна 80°С у веществ со следующим числом углеродных атомов: Н -ларафины 10, моноциклопарафины 16, диикклопарафины 19, алкилбензолы 32, алкилнафталины 10. Поэтому невозможно представить истинную картину селективного действия растворителя. Известен способ 12 3 определения селективности растворителей при очистке минеральных масел, согласно которому селектшаность рассчитывают по формуле u-V , где S - селективност ja - дипопьный момент молярный объем при температуре кипения; и Н - молярная скрытая тешюта всп рения; А - показатель асссщиашш pactsoi - В - коэффициент. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения избирательности растворителей, включающий смешение сырья и растворителя, перемещквание смеси, разделение ее на рафинатный и экстрактный растворы с последующей ot гсшкой из них растворителя с яодунением рафнната и экстракта. О селективное растворителя судят по показателю преломления экстракта. Более селективным счиQSтается растворитель, у которого при рев- ном выходе экстракта выше показатель преломления 3 , Недостаток известного способа заключается в следующем, В промышленной рротивоточной MHorOiступенчатой системе экстракшш растворитель непосредственно не контактирует с исходным сьфьем. В верхней части экстракционной системы свежий раствори тель смешивается fc рафннатной фазой, объединенной нежелательными компонентами, в нижней части системы исходное сырье, обогащенное нежелательными ком понентами, контактирует с экстрактным ( раствором, В промежуточных ступенях разделения контакт осущесгвляется ме}кду про воточными фазами, представляю щими собой растворы компонентов сырья в растворителе. Таким обраёом, для ре- альных промышленных систем метод однократной экстракции может дать толь ко приближенное представление о селективности растворителей. Цель изобретения - повьпдение точности определения селективностти растворителей в условиях противоточной экстьракции. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения селективности растворителей для очистки масел путем сравнения коэффициентов пре- лсяиления продуктов экстракции, определяют содержание растворителей в экстра те и рафинате, выделяют из них загрязняющие примеси путем сдвига фазового равновесия и по показателю преломления выделенных примесей экстраполяцией на ,-,-А -- -Л- --нулевой вькод судят о селективности рас ворителей, Для экспериментов использованы рафинаты и экстракты, одновременно отобранные из промышленной экстракционной колонны, а также рафинаты и экстракты, полученнью в условиях гфоишоточной очистки в лабораторных экспериментах. По указанной выше методике осуществляют сопоставительный анализ избирательности фенола и N - етилпиррол о- на, С этой целью на одной из установок фенольной очистки при переработке дио- тшшята (У масдяной фракции из экст ракшюнной колонны отобраны рафинат ный и эЕстрактный растворы. Путем водной отмьшки точно измеряют содержание фенола в рафинатаой и зкстракояой фазах. Для оценки избирательности к рафйзшту добавЛ5пот замерен ное количество фенола и путем подъема S температуры до 73°С (температура верха экстракционной колонны в период отбора проб) получают насыщенный рафинатный раствор, В отмытый экстракт таким же путем вводят замеренное количество юнола и после подъема температуры до 67°С (температура низа экстракционной колонны в период отбора проб) насыщенный экстрактный раствор, Ввщеление из насыщенных рафинатно- го и экстрактногчз растворов втогдачных соответственно экстракта и рафината осуществляют за счет: сдвига фазового рвйновесия. В рафшхатяый раствор для выделения вторичной экстрактной фазы добавляют растворитель, а в экстракт ный раствор для вьщеления вторичной рафинатной фазы - воду,v Для сопоставления сблек:тйвн:ых свойств фенола и N - етвлшфролидона проведены две серии опьггов. Пример, Определение селективных свойств фенола. Фенольной очистке подвергают 1 маслящую фракцию смеси западносибирских нефтей (плотность 911,6 кг/М, вязкость кинематическая при 7,05 , показатель преломления при 1,5029, содержание серы 1,73 мас,%, температура плавления 32,О°С, фракционный состав по Богданову: начало кипения 329°С, выкипает до 1 10 об,%, до 435С 5О об,%, до 450°С 60 об,%, до 491°С 90 об,%, до 95 об.%). На выходе из экстрактора одновременно отбирают насыщенный экст рактный (п 1) 1,545О) и рафинатный .и (п| 1,4760) растворы. Путем водной ОТМЫВКИ определяют содержание фенола, составивщее для рафината и экстракта 13,4 и 83,2 мас,%, соответственно. Сдвиг фазового равновесия д-та рафинатного раствора осуществляют введением в раствор дсяюлнительного KonaiecTBa фенола, К 115,5 г рафинатного раствора добавляют первый раз 2,5, а во второй 3,5 г фенола при температуре верха экстракдисшной колонны 73с, Смесь тщательно перемегшшают в течезете 10 мин. Выделившийся вторичный экст ракт имеет массу 0,15 и 0,74 г с показателями преломления 1,5070 и 1,5020, Сдвиг фазового рашювесия для экст рактного раствора осуществляют добавлением воды, К 596 г экстракт1того раствора при температуре низа гжстракционной колонны добавляют различвое количество избыточной воды (6,12 и 16 г), позвошоошее выделить вторифные ра4ванаты в количестве 7,5, 7,9 и 11,3 г, показатели |1реломлеиия которых 1,5060, 1,5О7О и 1,5090 ооотеетс-Рвенно. Состав вторичного экстракта или рафината в момент появл шя ввиду исчезаюше малых вх количеств определяют по храфической зависимости выхода от показателя преломления экстраполяцией на нулевой выход. Это позволяет сравнивать мехщу собой различные растворители. Экстраполяция на нулевой выход для р ината и экстракта дает 1,5О80 и . 1,5ОЗО., / ме р 2. Определение избиратель ности .1 -4««етилпир1хмщдона. Ошдтным цутем установлено, что при температуре верха экстракшюшой системы выход фенольнсяпо и N - 1етшь пярролидольного (NMn) экстрактов рав- нн при условии обводнения последнего , 0,2 мас.% воды. Очистке R-метилпирролидоном подвергают IV маслянук фракцию смеси западносибирских нёфтей по примеру 1. Сдвиг фазового равновесия для рафина ного раствора осуществляют введением в раствор дошшнительного количестваNMn. К 115,5 г рафянатного раствора добавляют различное количество N -4летилпирролидона - 2,5 г в первый раз и 4,5 г во второй. Смесь тщательно перемешивают в течение 10 мин. Вьохелившийся вторичный экстракт имеет маесу О,21 и 0,51 г с показателями преломления 1,5 НО и 1,5090. Экстраполяция на нулевой выход дает п|Я 1,5120. Сдвиг фазового равновесвн для э ютракт ного раствора осуществляют добавлением воды. К 596 г экстрактного:раствора, содергкашего 1ОО г обволненного 2 мас.% воды Ы-4« етялпирролидона, при гемперар туре низа экстрвкиисшюй Konoosoii 63® С добавляют различное КОЛЕТ тво воды (2,4 н 6 г), позволяющее выделить втс жчные раф|1Наты в количестве 4, 8, 4 и 9,3 г с показателями преломления 1,496О, 1,4980 и 1,4990. Экстрашмта1ЩЯ на нулевой выход дает пIT 1,4930. Для окончательной оценки избиратель ности фенола и N -метялпнрролидона находят с помощью экстрапо1шцин исчезающе малые количества вторичного экстракта по верху систе(мы и вторичного рафшшта по низу системы Е определяют их показатели преломления. С этой. целью строят графшоа в коорданатах выход вторичного рафшата (экстравгга) - показатель преломления. Данные экстраполяшш приведены в Ta6iteue. Если принять во внимание тот факт, что компонентный состав рафината и экстракта в период исследований оставался неизменным, то полученнью резуль та,ты подтверждают более высокую избирательность N -металпирролидона по сравнению с фенолом. Фенол, обладая недостаточной избирательностью по от ношению к полишпслической ароматике, н удержать ее в составе экстрактног раствори к даже при незначительном сме I имении базового равновесия из экстрактно раствора выделяется небольшая порция вторичного рафината с более высоким показателем преломления (1,5030, 1,5060, 1,5070 и 1,5090), чем в . случае N-метилпирролндона (1,4910, 1,4940, 1,4980 и 1,5О5О). N -метилшфролидон обладает более вькокой уде1 живающей способностью к полициклической ароматике, поэтому выделявшийся вторичный рафинат содержит меньше загрязняющих компонентов, последнее подтверждается меньшими значениями показателей преломления. Введение дополнительной порции фенола в рафинатный раствор также вызывает менее избира.тельное вытеснение загрязняющих компонентов. Из рафинатной фазы вытесняется продукт с меньшим показателем преломления, чем в случае N -метилпиррояидона (показателзь преломления для фенола 1,5080; 1,507О; 1,5020, против 1,5120, 1,5110, 1,5090 для N-метилпирролидона). Эти данные говорят о более высокой избирательностт N -метилпирролидона по сравнению с фенолом как по верху, так и по низу экстракционной системы. 6 3 Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известньпл состоят в том, что предлагаемый способ позволяет наиболее достоверно оценивать избирательность растворителя одновременно как по верху, так и по низу экстракционной системы. Формула нзобретениа Способ определения селективности растворителей для очистки масел путем сравнения коэффициентов преломления продуктов экстракции, отпнчаюшийс я тем, что, с целью повышения точности определения в условиях противоточной экстракшга, определяют содержание растворителей в экстракте н рафинате, выделяют из них загрязняющие примеси путем сдвига фазового равновесия-и по показателю преломления выделеннык примесей экстраполяцией на нулевой выход судят о селективности растворителей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. industries -Engineering Chemistry, , p. in. 2.Биккулов A. 3. Избирательность полярных растворителей при жидкостной экстракции углеводородов. Автореф. дис. на соиск. учен, степени д-ра техн. наук, М., 1967. 3.Биккулов А. 3. и др. Сравнение избирательных растворителей. Известия Вузов. - Нефть и газ, 1965, № 6, с. 67-73 (протот1ш).