Способ очистки нефтяных депарафинизатов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК оа 33 ЕТЕНИЯ Т У ус вых ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗ ТОРСНОМУ СВИД(72). М.И.Рожкова, И.А,Михайлов,Л.И.Козлова, Д,Н,Левченко,Н.В.Бергштейн, И.Б.Кессель,. иноранцы Хикке Вольфганг, Коккерт МаБаух Иохим и Генч Херберт (ГДР)(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белвеществ и Нефтехимический комбинг.Шведт (ГДР)(54)(57) СП 0 С 0 Б 0 ЧИСТКИ НБфТЯНЫХ ДЕПАРАФИНИЗАТОВ, полученных культивированием микроорганизмов на питательной среде спарафинсодержащим нефтяным ди. тиллятом, включающий выделение депарафинизата из культурной среды и последующую промывку еговодой или раствором щелочного реаген. та,о т л и ч а ю щи й с я тем,что,с целью улучшения качества целевого продукта, промытый депарафинизат подвергают воздействию переменного электрического поля напряженностью 0,30-, 5,0 кВ/см при температуре 20-98 С в течение 15-60 мин с последующим отделением выделившихся примесей.3Изобретение относится к микробиологической и нефтехимической промышленности, в частности к способамочистки нефтяных дистиллятов, полученных культивированием микроорганизмов, от примесей вещестн биологического происхождения, отрицательновлияющих на некоторые Физико-химичес.кие и эксплуатационные свойства депарафиниэата,Изобретение может быть использовано н производстве кормового белкаи низкозастынающего топлива путеммикробиологической депарафинизациинефтяных дистиллятов,Известен способ очистки депарафинизатов, полученных микробиологическим путем, от примесей веществбиологического происхождения путемэкстракции примесей 2-100 Ъ-нымраствором фосфорной кислоты при температуре 10-90 С и весовом соотношении кислота: углеводороды от 1:1до 1:300, после чего отмывают депа"рафинизат аммиачной водой 1).Этот способ обеспечивает снижениесодержания неиспаряемого остатка в 25депарафинизате (до 80-120 мг/100 мл),однако для его осуществления требуются введение дополнительных процессов и использование сложного н эксплуатации специального экстракционного оборудования, Кроме того, образуется много побочных продуктов,которые необходимо утилизировать.Наиболее близким к предлагаемомуспособу по технической сущности идостигаемому результату являетсяспособ очистки нефтяных депарафинизатон промыванием, который заключается в том, что микроорганизмыкуЛьтивируют в водной минеральнойпитательной среде, содержащей в качестве источника углеродного питанияпарафинсодержащий газойль, затемчастично или полностью депарафинизированный газойль отделяют от фракциимикроорганизмов и промывают водным 45или спиртовым раствором щелочи дляудаления продуктов метаболизма иснижения тем самым температуры помутнения депарафинизированного газойля.В качестве щелочного агента применя- уют гидроокиси калия или натрия. Концентрация водного раствора щелочисоставляет 30-50 нес.Ъ при объемномсоотношении углеводородной и щелочной фаз от 1:1 до 1:5. При использовании спиртовой щелочи применяютрастворы концентрации 15-25 нес.Ъи объемное соотношение Фаз составляет1:2 до 2:1.Температура обработкибОС Г 21.Существенными недостатками способа 60являются неполное выделение продуктаметаболизма (содержание неиспаряемого остатка практически не уменьшается), значительный расход щелочногоагента и возможность образования Я трудноразрушаемых эмульсий, требу- ющиХ дополнительно специальной обработки.Целью изобретения является улучшение качества депарафинизата, а именно понижение его температуры застывания и помутнения, снижение содержания неиспаряемого остатка и повышение стабильности свойств при храненииПоставленная цель достигается способом очистки нефтяных депарафинизатов культивированием микроорганизмов на питательной среде с парафинсодержащим нефтяным дистиллятом, включающим выделение депарафинизата из культуральной среды и последующую промывку его водой или раствором щелочного реагента с последующим воздействием на промытый депарафинизат переменного электрического поля напряженностью 0,30-5,0 кВ/см при 20-980 С в течение 15-бО мин и отделением выделившихся примесей.Предлагаемый способ заключается н следующем.Нефтяной депарафинизат получают путем культивирования парафинокисляющих микроорганизмов, например дрожжей, при аэрации и перемешивании на питательной среде, содержащей источники азота, фосфора, калия, магния и микроэлементы и в качестве источника углерода нефтяной дистиллят, например дистиллятную фракцию, которая выкипает в интервале температур 220-380 С и имеет в своем составе не менее 10 Ъ н-алканон, Культивирование проводят периодическим или Йепрерынным способом. При непрерывном культивировании скорость потока среды составляет 0,30"0,15 ч, концентрация дистиллята в среде 10-5 ЮЪ, рН среды поддержинают в интервале 3,0-7,0, для дрожжей предпочтителен интервал рН 4,0-4,5, Температура процесса 25-39 С, ДепараФинизат после культивирования микроорганизмов выделяют из культуральной среды любым известным способом, например центрифугированием или сепарацией, и промывают его водой или водным раствором щелочного реагента, например раствором аммиака или едкого натра. Промытый депарафинизат подвергают воздействию переменного электрического поля, например, нводя депарафинизат в пространство, заключенное между двумя электродами, на один из которых подают напряжение. При этом ширина пространства между электродами выбирается таким образом чтобы обеспечить напряженность поля на обрабатываемом участке от 0,30 до 5,0 кВ/см. Время пребывания депарафинизата в поле высокой напряженности 15-60 мин, Температура депарафинизата при обработке не долж на превышать температуру кипенияводы, После электрообработки депарафиниэат отстаивают и отделяют отвыпавших в осадок или коагулированных примесей, например, декантацией,Фильтрацией или центрифугированием.В таблице приведены. результаты,полученные при обработке различныхобразцов депарафинизата в электрическом поле.Как видно иэ таблицы, обработкадепарафиниэата по предлагаемомуспособу позволяет снизить количествонеиспаряемого остатка примерно в1,5 раза и получать депарафинизатыс содержанием неиспаряемого остатка100-120 мг/100 мл, что соответствуетобычному уровню для товарных топлив.Повышение температуры положительновлияет на снижение неиспаряемогоостатка. После электрообработки температуры застывания и помутнениядепарафинизата дополнительно снижаются на 3-5 С. Кроме того, очищенныйпо предлагаемому способу депарафинизат приобретает стабильные физикохимические показатели качества, неизменяющиеся в течение, по крайнеймере, 12 мес, тогда как необработанный дистиллят в процессе б-месячногохранения сильно изменяет ряд свойств.Например, как показано в таблице,через б мес цвет усиливается на2-3 марки по шкале ЯРА, содержаниенеиспаряемого остатка возрастаетв 1,5-2,0 раза, Температуры застывания и помутнения повышаются прихранении на 1-2 оС,П р и ме р 1. Нефтяной депараФинизат получают путем культивирования дрожжей Сопд 1 дао 1 Ие вюд 11при рН 4,2-4,4, температуре 32"34 Св непрерывных условиях с аэрациейи перемешиванием на синтетическойпитательной среде, содержащей источники азота, фосфора, калия, магнияи микроэлементы. В качестве источника углеродного питания используютнефтяной дистиллят, выкипающий винтервале температур 240-360 С, имею"щий температуру застывания 4 С,температуру помутнения 2 С, содерожание неиспаряемого остатка120 мг/100 мл. Концентрация дистиллята в среде 20, скорость протокасреды 0,18 ч,Депарафиниэированный дистиллятвыделяют иэ культуральной средысепарацией и промывают водой. Полученный депарафинизат, содержащийпримеси веществ микробного происхождения, имеет температуру застывания-25 С, температуру помутнения -160 С,содержание неиспаряемого остатка195 мг/100 мл, кислотность10,2 мг КОН/100 мл. Депарафинизатподвергают в непрерывном потокевоздействию электрического поля прискорости подачи 4 л/ч и температуре60 С, Напряжение, подаваемое наженности поля в зоне обработке 0,3 кВ/см, продолжительности обра ботки 45 мин. Обработанный денараФинизат после отстаивания фильтруют через бумажный фильтр, В результате обработки температуры застывания ипомутнения снижаются на ЗеС, содер 45 жанке неиспаряемого остатка практически не изменяется. Стабильностькачества при хранении улучшается:содержание неиспаряемого остатка уобработанного в электрическом подеобразца возрастает за б месхранения на 12 мг/100 мл, цвет незначительно усиливается на 0,5 марки 50 МРА), тогда как у необработанного,депарафинизата цветность возрастаетна 3,5-4,0 марок, а содержание неиспаряемого остатка - почти на100 мг/100 мл,П р и м е р 3, Депарафинизаттого же качества, что в примере 2,обрабатывают в электрическом поле в0 непрерывных условиях при напряженнос;.ти поля 1,3 кВ/см, температуре 60 С,времени обработки 60 мин и отстаива ют в течение 1 ч. В результате обработки содержание неиспаряемого остат. ка снижается со 147 до 103 мг/1 ФО мяэлектрод, составляет 3 кВ, напряженность поля в зоне обработки 1,3 кВ/см, продолжительность обработки 45 мин.Обработанный депарафинизат фильтруют через бумажный фильтр, Физико химическая характеристика депарафиниэата в результате злектрообработки изменяется следующим образом: содержание неиспаряемого остатка снижается с 195 до 118 мг/100 мл, 10 температура помутнения сдоС,температура застывания - сдо "270 С. Общая кислотность остается на том же уровне, При хранении образца депарафинизата, обработанного в электрическом поле, в течение б мес при комнатной температуре Физико- химические показатели качества изменяются незначительно. Необработанный в электрическом поле депарафиниэат через 6 мес хранения сильно тем- .20 неет - цветность по шкале МРА изменяется с 1,5 до 4-4,5 марок, температура застывания повышается до -230 С, содержание неиспаряемого остатка возрастает до 368 мг/100 мл.25 П р и м е р 2, В результатеобработки депарафиниэат, полученный, как в примере 1, подвергают щелочно-.войной промывке для удаления из него жирных кислот, Кислотность депарафи низата снижается до 1,0 мг КОН/100 млсодержание неиспаряемого остатка составляет 147 мг/100 мл, температура застывания -24 С, температура помутнения -16 С. Депарафиниэат с указанными характеристиками качества подвергают электрообработке в нелре"., рывных условиях при скорости подачи 4 л в 1 ч, температуре 20 С, напря888525 температуры застывания и помутненияпонижаются на 2-5 рС, улучшаетсястабильность качества при хранениив течение б мес цветность и другиепоказатели не изменяются,П р и м е р 4. Депарафинизаттого же качества, что в примере 2,обрабатывают в периодическом режимев электрическом поле напряжейностью5.,0 кВ/см при температуре 98 С ивремени обработки 15 мин. После обработки и отстаивания содержаниенеиспаряемого остатка снижается до102 мг/100 мл, температура застывания снижается на 4 С, температурапомутнения " на 2 С. 10 Таким образом, в результате обработки в электрическом поле высокой Образ депарафинизат исходный5,0 15 98 1,5 0,3 1,обработки, мин атура злектроо оС Врем емпе отки 60 20,6 Следы Следы 9; 0,2 НИИПИ Заказ 8138/4 Тираж 503 Подписное Филиал ППП ."Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 Напряженность электрического поля,кВ/см Показатель преломленияпри 20 ОС Кислотность, мг КОН/100 м напряженности нефтяных депарафинизатов, полученных культивированиеммикроорганизмов на питательной среде,с парафинсодержащим нефтяным дистиллятом, достигается дополнительноеудалениесопутствующих примесейбиологического происхождения и происходит стабилизация покаэателей качества дистиллята, Содержание неиспаряемого остатка снижается до40-70 мг/100 мл, температуры застывания и помутненияна 2"5 С, Обработанный в электрическом поле высокойнапряженности нефтяной депарафинизат,полученный при культивировании микроорганизмов на нефтяных дистиллятах, может быть использован каккомпонент при получении товарногодизельного топлива,