Способ получения масла и парафина

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 10 G 73/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714616/04 (22) 03.07.89 (46) 23.05.92. Бюл. М 19 (71) Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт (72) Ю.А.Чебанов, С.П.Яковлев, В,А.Сухов и

Ю.M,Ôàäååâ (53) 665.637(088,8) (56) Патент CLUA N. 4145275, кл. 208-33, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 977479, кл. С 10 G 73/06, 1982, Патент США N -4514280,,кл. 208-33, 1985.

Патент ФРГ М 2117174, кл. С 10 G 43/08, 1972. (54) СПОСОБ. ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛА И ПАРАФИНА

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 стацио Ы 1735344 А1 (57) 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 с1, обеспечивающей возвратно-поступател ьное 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. нарных 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, 1735344

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 барабанныхх 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 соответст, вии 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 уве5 личивает расход энергоресурсов, Цель изобретения — обеспечение более высоких скоростей фильтрования, повышение выхода депарафинированных масел, улучшение качества парафинов.

10 Поставленная цель достигается тем, что в способе получения масла и парафина путем ступенчатого смешения парафинсодержащего сырья с холодным растворителем, раствором фильтрата или их смесью в мно15 госекционном аппарате с последующим доохлаждением полученной суспензии, фильтрованием выделившегося парафина и регенерацией растворителя, перемешивание каждой секции, разделенной на две зо20 ны, проводят путем наложения на сырьевую смесь пульсаций с частотой 0,08-.1,5 с

-1 обеспечивающих возвратно-поступательное движение сырьевой смеси из одной зоны в другую с одновременной подачей в

25 сырьевую смесь холодного растворителя, раствора фильтрата или их смеси.

Возвратно-поступательное движение сырьевой смеси сообщают известными ме30 тодами, 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 соединя35 ющиеся с секциями с помощью патрубков.

Кристаллы парафина, образующиеся в соответствии с предлагаемым способом, имеют однородный гранулометрический состав, и полученная в аппарате суспензия

40 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 охлажде45 ния сырья холодный влажный растворитель с температурой 0 — минус 5 С, содержащий в своем составе более 0,3 Mac,, воды, т,е. исключить осушку растворителя.

На фиг. 1 и 2 приведена схема, поясня50 ющая способ.

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

-1

55 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

60 вся сырьевая смесь пройдет через патрубки в секцию аппарата, давление в пульсацион1735344

25

35

45

55 ной 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 GGK ции 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, эфирами, а также смеси галогенпроизводных углеводородов.

Выбор пределов частоты пульсации обосновывается следующими соображениями. Верхний предел определяет возможность обратного заполнения пульсационной камеры сырьевой смесью.

Величина частоты 1,5 с 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, имеющих однородный гранулометрический состав, что приводит к снижению скоростей фильтрования, отбора депарафинирован ного 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 с 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 закрыта, С помощью клапанов 11,12 обеспечивается подача холодного растворителя на смешение с парафинсодержащим сырьем. в период поступательного движения сырьевой смеси через патрубки пульсационных камер в секции аппарата.

Сырьевая смесь проходит последовательно все секции аппарата, где разбавляется холодным растворителем и охлаждается. Полученную суспензию парафина откачивают из аппарата по линии 13 и направляют в скребковый кристаллизатор

14, где суспензию доохлаждают до температуры фильтрования, Соотношение растворитель:сырье в готовой суспензии находится в пределах 1,5:1 — 20:1 мас,ч, Готовую суспензию парафина подают на фильтры первой ступени 15 разделения, фильтруют, осадок парафина (гача) промывают свежим холодным растворителем 16.

Свежий растворитель 16 для холодной промывки осадков парафина (гача) на фильтрах, а также для разбавления осадка перед последующими ступенями разделения захолаживают в холодильнике 17 и подают в фильтровальное отделение.

Холодный фильтрат первой ступени 18 разделения прокачивают через регенеративный теплообменник 19 и далее на блок регенерации растворителя. Растворител ь, подаваемый на разбавление сырья, охлаждают в теплообменнике 19, доохлаждают в холодильнике 20 и подают в аппарат 2 по линии 6.

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) 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 аппарата 2.

В качестве сырья процесса обезмасливания 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 (ме1735344 тилэтилкетон;толуол=60;40 об,%) и фильтрата второй ступени обезмасливания в лабораторном кристаллиэаторе, моделирующем промышленный аппарат, Суммарное количество смеси холодного растворителя и фильтрата во всех примерах составляет 5,2 мас.ч. на 1 мас,ч. сырья.

Количество подаваемой смеси в секции кристаллизатора подобрано таким образом, что снижение температуры суспенэии в каждой секции находится в пределах 2-4 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

M3K:толуол=60:40 об.%), который используютдля промывки и репульпирования осадка парафина на ступенях разделения, Суспензию парафина фильтруют и полученный осадок промывв;от 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.

Пример 1. Сырье — расплавленный гач фр, 370-470 при 60 С разбавляют смесью холодного растворителя и фильтрата второй о ступени, имеющей температуру минус 5 С, в лабораторном кристаллиэаторе, моделирующем известный промышленный кристаллиэатор 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 C) отличается от температуры фильтрования на величину

ы=17 С, Суспензию парафина доохлаждают и фильтруют в две ступени в соответствии со схемой, описанной выше.

Пример 2. Сырье — расплавленный гач фр, 370-470 С при 60 С разбавляют смесью холодного растворителя и фильтрата второй о ступени, имеющей температуру минус 5 С, в лабораторном кристаллизаторе, моделирующем предлагаемый пульсационный кристаллизатор смешения, имеющий 16 секций, Частота пульсации сырьевой смеси

1,5с

Полученная в пульсационном кристаллизаторе суспензия парафина имеет конечную температуру 12 С, следовательно величина,И=17 C.

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

Пример 3, Сырье — расплавленный гач фр. 370-470 С охлаждают в пульсационном кристаллизаторе смешения с целью кристаллизации парафина аналогично примеру 2 и обезмасливают в две ступени фильтрова15 ния.

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

-1

Пример 4. Сырье, условия охлаждения и обезмасливания те же, что и в примере 2, 20 за исключением того, что частота пульсации сырьевой смеси в пульсационной камере

0,08 с

Пример 5, Сырье, условия охлаждения и обезмасливания те же, что и в примере 2, 25 за исключением того, что частота пульсации сырьевой смеси в пульсационной камере

0,05 с

Пример 6, Сырье, условия охлаждения и обезмасливания те же, что и в примере 3, 30 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

35 пульсационном кристаллизаторе равна

20 С, а величинаИ=25 С.

Пример 7. Сырье, условия охлаждения и обезмасливания те же, что и в примере 6, за исключением того, что смесь холодного

40 растворителя и раствора фильтрата имеет температуру 0 С.

Конечная температура суспенэии в пульсационном кристаллизаторе 26 С, а величина 2=31 С.

45 Показатели технологического режима процесса кристаллизации гача фр. 370470 С и результаты его обезмасливания приведены в табл. 1.

В качестве сырья процесса депарафи50 низации используют рафинат смеси нефтей фр, 420-500 С с т.пл. 34,2OC„вязкостью при

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

17%

Пример ы 8-14. Расплавленный рафи55 нат, имеющий температуру 36 С, разбавляют холодным . растворителем (МЭК:толуол=60;40 об.%), который подают в первые по ходу сырья семь секций лабораторного кристаллизатора. В последующие секции подаютхолодный раствор фильтрата

1735344

5

35

45

50 второй ступени. Суммарная кратность разбавления рафината во всех примерах одинакова и составляет 2,8 мас.ч, на 1 мас.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 (M3K:толуол = 60:40 об.%), который используют для промывки и репульпирования осадка гача на ступенях разделения, Суспензию кристаллов парафина фильтруют и полученный осадок промывают 0,8 мас,ч. на сырье свежего растворителя. Затем осадок репульпируют с 0,9 мас.ч, растворителя, вновь фильтруют при температуре минус 25 С, подавая на промывку осадка 0,5 мас.ч. растворителя.

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

Пример 8, 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 а=20 С.

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

Пример 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

1,5с

Полученная в пульсационном кристаллизаторе суспензия кристаллов парафина имеет конечную температуру минус 5 С, величинам=20 С.

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

Пример 10, Сырье, условия охлаждения и депарафинизации те же, что и в примере 9, за исключением того, что частота пульсации сырьевой смеси B пульсационнай камере 0,33 с, Пример 11, 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 с

Пример 12. Сырье, условия охлаждения и депарафинизации те же, что и в примере 9, за исключением того, что частота пульсации сырьевой смеси в пульсацион ной камере 0,05 с

Пример 13. 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.

Конечная температура суспензии в пульсационном кристаллизаторе 5 С, а величинадт=30 С.

Пример 14. Сырье, условия охлаждения и депарафинизации те же, что и в примере 13, за исключением того, что температура холодного растворителя 0 С.

Конечная температура 7 С, а величина

du=32ÎÑ, Показатели технологического режима процесса кристаллизации рафината фр.420500 С и результаты его депарафинизации— в табл.2.

Данные, приведенные в табл. 1,2, позволя ют сделать вывод, что обезмасливание 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%, снизить массовую долю масла в парафине на 0,11-0,27% по сравнению с известным способом, а также использовать растворитель с температурой минус 3-4ОС, что не требует осушки перед захолаживанием.

Формула изобретения

Способ получения масла и парафина путем ступенчатого смешения парафинсодержащего сырья с холодным растворителем, фильтратом или их смесью в многосекционном аппарате с последующим доохлаждени1735344

10

Таблица 1

Показатель по п име

Параметры способа

1 (известный

16

16

16

60 — 5 — 5 — 5

60 — 5 — 5 — 5

60 — 5 — 5 — 5

60 — 5 — 5

60 — 5 — 5 — 5

0 — 5 — 3

10 — 5

1,5

3,7

0,33

1,5

3,7

1,5

3,7

1,5

1,5

3,7

0,08

1,5

3,7

0,05

1,5

3,7

0,33

1,5

3,7

0,33

2 — 4

2 — 4

2 — 4

2 — 4

2 — 4

12

12

20

17

17

17

31

100

107

105

102

102

0,76

0,49

0,52

0,65

1,12

0,68

0,94

20 ем полученной суспензии, фильтрованием выделившегося парафина и регенерацией растворителя, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости фильтрования, увеличения выхода депарафинированного масла и улучшения качества парафина, перемешивание в каждой секции, разделенКоличество секций, шт.

Температура, С: сырье растворитель раствор фильтрата смесь

Расход на разбавление сырья, мас. ч: растворител ь раствор фильтрата

Частота пульсации, с1

Снижение температуры суспензии в секциях, С

Температура конечного охлаждения в аппарате, ОС

Разность температур конечного охлаждения в аппарате и фильтрования (h,t), С

Относительная скорость фильтрования на первой ступени, %

Массавоя доля масла в парафине после второй ступени фильтрования, о ной на две зоны, проводят путем наложения .на сырьевую смесь пульсаций с частотой

0,08-1,5 с, обеспечивающих возвратно-поступательное движение сырьевой смеси из

5 одной зоны в другую с одновременной подачей в сырьевую смесь холодного растворителя, раствора фильтрата или их смеси.

1735344

Пораметры способа

12

8 (известный

16

16

16

36

0 — 20

36 — 10 — 25

36 — 4 — 20

36 — 10 — 25

36 — 10 — 25

36

210 — 25

36 — 10 — 25

1,2

1,6

1,2

1,6

1,2

1,6

1,2

1,6

1,2

1,6

1,2

1,6

1,2

1,6

0,08

0,05

0,33 0,33

0,33

1,5

2 — 4

2 — 4

2-4

2 — 4

2 — 4

2 — 4

20

20

20

102

103

100

112 110

81,3

81,0

81,2

80,6

81,5

82,6 82,6

Количество секций,шт .

Температура, С сырье растворитель раствор фильтрата

Расход на разбавление сырья, мас.ч: растворитель раствор фильтрата

Частота пульсации, с-1

Снижение температуры суспензии в секциях, С

Температура конечного охлаждения в аппарате, С

Разность температур конечного охлаждения в аппарате и фильтрования, ОС

Относительная скорость фильтрования на ступени, о

Отбор депарафинированного масла отсы ья, мас.

Показатели по и име

Таблица 2

1735344

Фиг. 2

Составитель Л. Иванова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Черни

Редактор Н. Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1792 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5