Способ разделения нефтяного сырья

 

Использование: в нефтеперерабатывающей промышленности для производства регулярных и высокоиндексных масел. Сущность: нефтяные фракции смешивают с избирательным растворителем, содержащим комплексообразующую добавку, охлаждают смесь и отделяют из образующейся суспензии высокоплавкие углеводороды. В качестве комплексообразующей добавки используют водный раствор карбамида или тиокарбамида или их смесь в количестве 0,01-6 об.%, которую отделяют на стадии регенерации растворителя при нагреве продуктов после стадии отделения твердой фазы и возвращают в процесс. В качестве растворителя могут быть использованы метил-трет.бутиловый эфир или его смесь с одним из компонентов группы, включающей кетоны С₃–С₆, спирты С₁–С₅, эфиры С₂–С₁₂, галогенированные углеводороды, N-метилпирролидон или с их смесью. Предпочтительно в качестве растворителя используют смесь метил-трет-бутилового эфира в количестве 85-99,9 об.% и ацетона в количестве 0,1-15 об.%. Технический результат: увеличение четкости разделения, повышение температуры плавления гача (петролатума). 4 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано для производства регулярных и высокоиндексных масел.

Известно проведение процесса депарафинизации в присутствии модификаторов кристаллической структуры. Это позволяет повысить скорость фильтрации, снизить содержание масла в гаче и петролатуме. В качестве модификаторов кристаллической структуры известны асфальтены, стеарат алюминия, окисленный петролатум, алкилфенолят кальция, присадки парафлоу, SDA 1625 и др. Одни из них способны только диспергировать в масляной фазе, образуя центры кристаллизации, другие - препятствовать образованию сплошной кристаллической структуры (Казакова Л.П., Крейн С.Э. Физико-химические основы производства нефтяных масел. М.: Химия, - 1978. - С. 167).

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к изобретению является патент РФ № 2052487 “Способ депарафинизации дистиллятных масел”, в котором описан способ депарафинизации дистиллятных масел путем смешения сырья с растворителем в присутствии депарафинирующей добавки, охлаждения смеси с образованием суспензии и фильтрации ее, отличающийся тем, что в качестве депарафинирующей добавки используют карбамид в количестве 0,5-2,5 мас.% с последующим отделением его от смеси в виде осадка перед стадией фильтрации. Регенерацию модификатора осуществляют промывкой шестикратным объемом растворителя. Одним из недостатков этого способа является то, что при внедрении такого способа в промышленность потребуется регенерация растворителя, которым отмывают карбамид, т.е. дополнительная система регенерации. Если промывочный растворитель возвращать в систему без регенерации, будет происходить накопление в системе смол и низкоиндекных ароматических углеводородов, что в результате приведет к потере эффективности депарафинирующей добавки.

Задача данного изобретения - улучшение четкости разделения разделяемых компонентов, т.е.:

а) увеличение температурного эффекта депарафинизации (уменьшение разницы между температурой конечного охлаждения сырьевой суспензии и температурой застывания фильтрата после отгонки растворителя);

б) получение гача (петролатума) с более высокой температурой плавления.

Поставленная цель достигается тем, что к растворителю добавляют комплексообразующую добавку, в качестве которой используют водный раствор карбамида или тиокарбамида или их смеси в количестве от 0,01 до 6 об.%, смешивают комплексный растворитель с нефтяным сырьем, охлаждают полученный раствор с образованием суспензии выкристаллизовавшихся высокоплавких углеводородов и разделяют ее с последующим отделением комплексообразующей добавки, которая выпадает в отдельную водную фазу при нагреве продуктов на стадии регенерации растворителя, и повторным введением добавки в процесс.

Предпочтительным является использование в качестве избирательного растворителя смеси метил-трет-бутилового эфира с одним из компонентов из группы, включающей кетоны С₃-С₆, спирты C₁-C₅, эфиры С₂-С₁₂, галогенированные углеводороды, N-метилпирролидон, или с их смесью.

Предпочтительным является использование такого отношения растворителя к осадителю, которое обеспечивает понижение критической температуры растворения целевых низкозастывающих углеводородов в растворителе ниже предполагаемой температуры фильтрации.

Более предпочтительным является использование в качестве избирательного растворителя смеси метил-трет-бутилового эфира в количестве от 85 до 99,9 об.% и ацетона в количестве от 15 до 0,1 об.%.

Предпочтительным является использование растворителя на разбавление в количестве от 1 до 6 частей растворителя на 1 часть сырья (по объему).

Вовлечение модификатора в стадию фильтрации улучшает четкость разделения (см. примеры), позволяет уменьшить количество ступеней фильтрации, производить депарафинизацию средневязких, вязких и остаточных компонентов, а также снижает затраты на регенерацию растворителя.

Опыты осуществлялись следующим образом.

1-я стадия - растворение модификатора во влажном растворителе;

2-я стадия - разбавление сырья растворителем по мере охлаждения с кристаллизацией высокоплавких углеводородов;

3-я стадия - фильтрация сырьевой суспензии при температуре минус 23°С, минус 52°С или минус 63°С (в зависимости от сырья и получаемого продукта);

4-я стадия - нагрев разделенных продуктов для регенерации растворителя с одновременным отделением комплексообразующей добавки, выделяющейся при нагреве в отдельную фазу.

В процессе экспериментов соотношение растворителя к сырью выдерживали при депарафинизации рафината маловязкой фракции на уровне 3:1 по объему, при депарафинизации остаточной фракции на уровне 4:1. Термообработку исходного сырья проводили при температуре 70°С. Температура конечного охлаждения рафината маловязкой фракции минус 52°С при получении трансформаторного масла, минус 63°С при получении основы масла МС-8, минус 23°С при депарафинизации рафинатов средневязкой и вязкой фракций и остаточного рафината. На промывку лепешки высокоплавких углеводородов подавали охлажденный растворитель с температурой, равной конечной температуре охлаждения сырьевой суспензии. Соотношение растворитель - сырье на промывку 1:1 об. Температуры охлаждения сырьевой суспензии, использованные в опытах, не являются ограничением температурного диапазона работоспособности предлагаемого метода и определяются желаемой температурой застывания получаемых продуктов.

Количество растворителя на разбавление и схема разбавления зависят от природы сырья и подбираются для каждого вида сырья.

Характеристика депарафинируемых рафинатов представлена в таблице 1.

Пример 1

Депарафинизация рафината маловязкой фракции (см. табл.2)

I вариант (традиционный метод): депарафинизация при температуре -52°С без добавок, обводнение растворителя 0,8 об.%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=40:60.

II вариант (метод прототипа): депарафинизация при температуре -52°С с добавлением в растворитель 1% карбамида, состав растворителя ацетон : МТБЭ=40:60. Перед фильтрацией выпавший в осадок карбамид отделялся. Результат: выход деп.масла и температура плавления гача увеличились.

III вариант (предлагаемый метод): депарафинизация при температуре -52°С с добавлением в растворитель 2%-ного водного раствора карбамида в количестве 2,2 об.%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=40:60. Карбамид перед фильтрацией не отделялся. Результат: температура застывания деп.масла понизилась, выход деп.масла понизился, температура плавления гача понизилась, содержание масла в гаче повысилось. Очевидно, необходимо понизить содержание осадителя (ацетона) в растворителе.

IV вариант (предлагаемый метод): депарафинизация при температуре -52°С с добавлением в растворитель 2%-ного водного раствора карбамида в количестве 2,2 об.%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=5:95. Карбамид перед фильтрацией не отделялся. Результат: выход деп.масла увеличился, температура плавления гача увеличилась, содержание масла в гаче значительно понизилось.

V вариант (традиционный метод): депарафинизация при температуре -52°С без добавок, состав растворителя ацетон : МТБЭ=5:95. Результат: понижение содержания осадителя в растворителе без добавления карбамида привело к значительному понижению температуры плавления деп.масла.

VI вариант (предлагаемый метод): депарафинизация при температуре -63°С с добавлением в растворитель 2%-ного водного раствора карбамида в количестве 2,2 об.%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=5:95. Карбамид перед фильтрацией не отделялся.

Пример 2

Депарафинизация рафината остаточной фракции (см. табл.3)

I вариант (традиционный метод): депарафинизация при температуре -23°С без добавок, обводненность растворителя 0,8 об.%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=40:60.

II вариант (метод прототипа): депарафинизация при температуре -23°С с добавлением в растворитель 1% карбамида, состав растворителя ацетон : МТБЭ=40:60. Перед фильтрацией выпавший в осадок карбамид отделялся. Результат: за счет введения добавки увеличивается выход деп.масла, улучшаются показатели петролатума.

III вариант (предлагаемый метод): депарафинизация при температуре -23°С с добавлением в растворитель 2%-ного водного раствора карбамида в количестве 2,2 об.%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=10:90. Карбамид перед фильтрацией не отделялся. Результат: по сравнению с прототипом выход деп.масла увеличивается, улучшаются показатели петролатума, однако индекс вязкости масла падает.

IV вариант (предлагаемый метод): депарафинизация при температуре -23°С с добавлением в растворитель 2%-ного водного раствора карбамида в количестве 2,2 об.%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=15:85. Карбамид перед фильтрацией не отделялся. Результат: по сравнению с прототипом выход и качестве продуктов остаются на том же уровне, однако увеличивается температурный эффект депарафинизации (температура застывания деп.масла понижается).

Пример 3

Депарафинизация рафината вязкой фракции (см. табл.4)

I вариант (метод прототипа): депарафинизация при температуре -52°С, с добавлением в растворитель 1% карбамида, состав растворителя ацетон : МТБЭ=30:70. Перед фильтрацией выпавший в осадок карбамид отделялся.

II вариант (предлагаемый метод): депарафинизация при температуре -52°С с добавлением в растворитель 2%-ного водного раствора карбамида в количестве 2,2 об.%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=10:90. Карбамид перед фильтрацией не отделялся. Результат: по сравнению с прототипом значительно выше выход деп.масла того же качества.

Пример 4

Депарафинизация изопарафиновой базы (продукт гидрогенизационных процессов) (см. табл.5 и 6)

I вариант (традиционный метод): депарафинизация при температуре -64°С без добавок, обводненность растворителя 0,8 об.%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=30:70.

II вариант (предлагаемый метод): депарафинизация при температуре -64°С, обводненность растворителя 2%, концентрация тиокарбамида в обводненном растворителе 0,1%, состав растворителя ацетон : МТБЭ=15:85. Тиокарбамид перед фильтрацией не отделялся. Результат: значительно увеличивается выход деп.масла, улучшается качество обоих продуктов.

Формула изобретения

1. Способ разделения нефтяного сырья путем смешения его с растворителем, содержащим комплексообразующую добавку, с последующим охлаждением смеси и отделением выделившейся из образующейся суспензии твердой фазы высокоплавких углеводородов, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующей добавки используют водный раствор карбамида или тиокарбамида или их смеси в количестве от 0,01 до 6 об.%, которая отделяется на стадии регенерации растворителя при нагреве продуктов после стадии отделения твердой фазы, и возвращается в процесс.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используется метил-трет.бутиловый эфир или его смесь с одним из компонентов из группы, включающей кетоны С₃-С₆, спирты C₁-C₅, эфиры С₂-С₁₂, галогенированные углеводороды, N-метилпирролидон, или с их смесью.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в растворителе используют соотношение растворителя к осадителю, обеспечивающее понижение критической температуры растворения целевых низкозастывающих углеводородов в растворителе ниже предполагаемой температуры фильтрации.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют смесь метил-трет.бутилового эфира в количестве 85 - 99,9 об.% и ацетона в количестве 0,1 - 15 об.%.

5. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что растворитель на разбавление берут в количестве от 1 до 6 ч. растворителя на 1 ч. сырья по объему.