Способ получения масла и парафина

(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, раствори- тель регенерируют. Перемешивание в каждой секции, разделенной на две зоны, проводят путем наложения на сырьевую смесь пульсаций с частотой 0,08-1,5 с 1, 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. 208-33,ля (л)(Л я- :( ) чи анарных сме ввода раствНедоста ется то, что холодного р та) и переме ному сни смешения и ет в следую с той же тем в предыдущ ванию на ст ных, так и с парафина и, сти грануло фазы суспен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(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 стациосителеи и трубопроводов д орителя.тком известных способов явл используемые условия пода астворителя (раствора фильтр шивания приводят к моменталь жению температуры в зоне полученная суспензия поступащую зону смешения практически пературой, что была достигнута ей зоне. Это приводит к образоадиях кристаллизации как круправнительно мелких кристаллов следовательно, к неоднородно- метрического состава твердой зии, 1735344Наиболее 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 конечномитоге требуется дополнительное дооборудование промышленных установок блокомосушки растворителя, что значительно уве 5 личивает расход энергоресурсов,Цель изобретения - обеспечение болеевысоких скоростей фильтрования, повышение выхода депарафинированных масел,улучшение качества парафинов.10 Поставленная цель достигается тем, чтов способе получения масла и парафина путем ступенчатого смешения парафинсодержащего сырья с холодным растворителем,раствором фильтрата или их смесью в мно 15 госекционном аппарате с последующим доохлаждением полученной суспензии,фильтрованием выделившегося парафина ирегенерацией растворителя, перемешивание каждой секции, разделенной на две зо 20 ны, проводят путем наложения на сырьевуюсмесь пульсаций с частотой 0,08-.1,5 собеспечивающих возвратно-поступательное движение сырьевой смеси из одной зоны в другую с одновременной подачей в25 сырьевую смесь холодного растворителя,раствора фильтрата или их смеси,Возвратно-поступательное движениесырьевой смеси сообщают известными ме 30 тодами, в частности с помощью инертногогаза, находящегося под давлением. В этомслучае в качестве изолированных зон могутбыть использованы пульсационные камеры,помещенные в секции аппарата, и соединя 35 ющиеся с секциями с помощью патрубков.Кристаллы парафина, образующиеся всоответствии с предлагаемым способом,имеют однородный гранулометрический состав, и полученная в аппарате суспензия40 обладает высокими фильтрационнымисвойствами, что позволяет доохлаждать ее вскребковом кристаллизаторе еще по крайней мере на 30 С, Это дает возможностьиспользовать для разбавления и охлажде 45 ния сырья холодный влажный растворительс температурой 0 - минус 5 С, содержащийв своем составе более 0,3 мас,, воды, т,е.исключить осушку растворителя.На фиг, 1 и 2 приведена схема, поясня 50 ющая способ.В каждую секцию аппарата помещенаизолированная пульсационная камера 1,оборудованная патрубками 2. Периодически с частотой 0,08-1,5 с в пульсационную55 камеру 1 по линии 3 подают инертный газпод давлением 30-70 кПа, который сообщает сырьевой смеси, находящейся в камере,поступательное движение через патрубки 2в секцию аппарата. После того, как почти60 вся сырьевая смесь пройдетчерез патрубкив секцию аппарата, давление в пульсацион10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 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 раствори- тель, 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 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 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 закры. та,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. Растворитель, 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 (метилэтилкетон;толуол=бО;40 об,;) и фильтрата второй ступени обезмасливания в лабораторном кристаллиэаторе, моделирующемпромышленный аппарат, Суммарное количество смеси холодного растворителя ифильтрата во всех примерах составляет 5,2мас.ч. на 1 мас,ч. сырья,Количество подаваемой смеси в секциикристаллизатора подобрано таким образом,что снижение температуры суспенэии в каждой секции находится в пределах 2-4 С. Приэтом скорость охлаждения суспензии выдерживают равной 1 град/мин.Полученную суспензию доохлаждают влабораторном скребковом кристаллизаторедо температуры минус 5 С, которая одинакова для примеров 1-7. Такую же температуру имеет свежий растворитель (смесьМ Э К;толуол=бО:40 об. Оо), который используютдля промывки и репульпирования осадкапарафина на ступенях разделения,Суспензию парафина фильтруют и полученный осадок промывв;от 1,5 мас,ч, свежего растворителя, Затем осадокрепульпируют с 2 мас,ч, растворителя,вновь фильтруют при температуре минус5 С, подавая на промывку осадка 1,5 мас.ч,растворителя,Растворитель регенерируют из осадкапарафина и раствора фильтрата первой ступени, а раствор фильтрата второй ступенинаправляют на смешение с холодным свежим растворителем,П р и м е р 1. Сырье - расплавленный гачфр, 370-470 при 60 С разбавляют смесьюхолодного растворителя и фильтрата второйоступени, имеющей температуру минус 5 С,в лабораторном кристаллиэаторе, моделирующем известный промышленный кристаллиэатор смешения, имеющий 16секций, Условия непрерывного перемешивания сырьевой смеси механической мешалкой выдерживают такими, чтообеспечивается моментальное снижениетемпературы в секциях кристаллизатора.Конечная температура охлаждениясырьевой смеси в лабораторном кристаллизаторе смешения (12 С) отличается от температуры фильтрования на величинуы=17 С,Суспензию парафина доохлаждают ифильтруют в две ступени в соответствии сосхемой, описанной выше,П р и м е р 2. Сырье - расплавленный гачфр, 370-470 С при 60 С разбавляют смесьюхолодного растворителя и фильтрата второйоступени, имеющей температуру минус 5 С,в лабораторном кристаллизаторе, моделирующем предлагаемый пульсационный кристаллизатор смешения, имеющий 16 секций, Частота пульсации сырьевой смеси 1,5 сПолученная в пульсационном кристаллизаторе суспензия парафина имеет конечную температуру 12 С, следовательновеличинами=17 С.Суспензию парафина доохлаждают ифильтруют в две ступени в соответствии сосхемой, описанной вышеП р и м е р 3, Сырье - расплавленный гачфр. 370-470 С охлаждают в пульсационномкристаллизаторе смешения с целью кристаллизации парафина аналогично примеру 2 иобезмасливают в две ступени фильтрова 15 ния.Частота пульсации сырьевой смеси впульсационной камере равна 0,33 сП р и м е р 4. Сырье, условия охлажденияи обезмасливания те же, что и в примере 2, 20 за исключением того, что частота пульсациисырьевой смеси в пульсационной камере 0,08 сП р и м е р 5, Сырье, условия охлажденияи обезмасливания те же, что и в примере 2, 25 за исключением того, что частота пульсациисырьевой смеси в пульсационной камере 0,05 сП р и м е р б, Сырье, условия охлажденияи обезмасливания те же, что и в примере 3, 30 за исключением того, что сырье нагреваютдо 70 С, а смесь холодного растворителя и раствора фильтрата имеет температуру минус 3 С.Конечная температура суспензии в 35 пульсационном кристаллизаторе равна20 С, а величинай=25 С.П р и м е р 7. Сырье, условия охлажденияи обезмасливания те же, что и в примере 6, за исключением того, что смесь холодного 40 растворителя и раствора фильтрата имееттемпературу ОС.Конечная температура суспенэии впульсационном кристаллизаторе 26 С, а величинаа=31 С.45 Показатели технологического режимапроцесса кристаллизации гача фр. 370- 470 С и результаты его обезмасливания приведены в табл. 1.В качестве сырья процесса депарафи низации используют рафинат смеси нефтейфр, 420-500 С с т.пл, 34,2 ОС, вязкостью при 50 С 34,5 мм /с и массовой долей парафина 17 оП р и м е р ы 8-14. Расплавленный рафи нат, имеющий температуру Зб С, разбавляют холодным . растворителем (МЭК;толуол=бО;40 об.;4), который подают в первые по ходу сырья семь секций лабораторного кристаллизатора. В последующие секции подаютхолодный раствор фильтрата5 10 15 20 25 30 35 40 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 фильтратаподбирают таким образом, что снижениетемпературы суспензии в каждой секции находится в пределах 2-4 С. При этом скорость охлаждения выдерживают равной 1град/мин,Полученную суспензию доохлаждают влабораторном скребковом кристаллизаторедо температуры минус 25 ОС. Такую же температуруимеет свежий растворитель(МЭК:толуол = 60:40 об.;), который используют для промывки и репульпированияосадка гача на ступенях разделения,Суспензию кристаллов парафинафильтруют 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 промывкуосадка 0,5 мас.ч, растворителя.Растворитель регенерируют из осадкагача и раствора фильтрата первой ступени,а раствор фильтрата второй ступени награвляют на смешение с сырьем.П р и м е р 8, Сырье - расплавленныйрафинат фр, 420-500 С разбавляют холодным растворителем, имеющим температуруминус 10 С, э затем раствором фильтратавторой ступени с температурой минус 25 С,в лабораторном кристаллизаторе, моделирующем известный промышленный кристаллизатор смешения, имеющий 16 секций,Условия непрерывного перемешиваниясырьевой смеси механической мешалкойвыдерживают такими, что обеспечиваетсямоментальное снижение температуры в секциях кристаллизатора.Конечная температура охлаждениясырьевой смеси в лабораторном кристаллизаторе смешения (минус 5 С) отличается оттемпературы фильтрования на величинуу=20 С.Суспензию кристаллов парафина доохлаждают до температуры минус 25 С и депарафинируют в две ступени фильтрованияв соответствии со схемой, описанной выше.П р и м е р 9. Сырье - расплавленныйрафинат фр. 420-500 С разбавляют холодным растворителем с температурой минус10 С, а затем раствором фильтратэ второйступени с температурой минус 25 С в лабораторном кристаллизаторе, моделирующемпульсационный кристаллизатор смешения,имеющий 16 секций. Частота пульсации сырьевой смеси в пульсационной камере 1,5 сПолученная в пульсационном кристаллизаторе суспензия кристаллов парафина имеет конечную температуру минус 5 С, величинаы=20 С.Суспензию доохлаждают и фильтруют в две ступени в соответствии со схемой, описанной выше.П р и м е р 10, Сырье, условия охлаждения и депарафинизации те же, что и в примере 9, за исключением того, что частота пульсации сырьевой смеси в пульсационнай камере 0,33 с ,П р и м е р 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 .П 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 пульсацион ной камере 0,05 сП р и м е р 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 величина,И=30 С.П р и м е р 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 величинаСи=32 С, Показатели технологического режима процесса кристаллизации рафината фр.420- 500 С и результаты его депарафинизации - в табл.2.Данные, приведенные в табл. 1,2, позволяютт сделать вывод, что обезмасливание и депарафинизация нефтяного сырья в соответствии с описываемым способом позволяют повысить относительные скорости фильтрования на 2-12 ОО, увеличить отбор депарафинированных масел на 0.3-1,4 О,снизить массовую долю масла в парафине на 0,11-0,27 оь по сравнению с известным способом, а также использовать раствори- тель с температурой минус 3-4 ОС, что не требует осушки перед захолаживанием. Формула изобретенияСпособ получения масла и парафина путем ступенчатого смешения парафинсодержащего сырья с холодным растворителем, фильтратом или их смесью в многосекционном аппарате с последующим доохлаждени16 16 16 16 16 16 16 60 - 5 - 5 - 5 60 - 5 - 5 - 5 60 - 5 - 5 - 5 60 - 5 - 5 -5 60 - 5 - 5 - 5 700- 5- 3 70 10 - 5 0 1,53,70,33 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 12 12 12 20 26 17 17 17 17 17 25 31 100 107 105 102 98 102 95 0,76 0,49 0,52 0,65 1,12 0,68 0,94 15 20 ем полученной суспензии, фильтрованием выделившегося парафина и регенерацией растворителя, о т л и ч а ю щ и й с я 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: растворитель раствор фильтрата Частота пульсации,Снижение температуры суспензии в секциях, С Температура конечного охлаждения в аппарате,Разность температур конечного охлаждения в аппарате и фильтрования (Ьт), С Относительная скорость фильтрования на первой ступени,% Массавоя доля масла в парафине после второй ступени фильтрования,оной 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.10 16 16 16 16 16360- 20 16 36- 10- 25 36 - 4 - 20 36- 10- 25 36- 10- 25 36210- 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 30 20 32 20 20 20 20 102 103 94 100 112 110 96 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,Снижение температуры суспензии в секциях, С Температура конечного охлаждения в аппарате,С Разность температур конечного охлаждения в аппарате и фильтрования,Относительная скорость фильтрования на ступени,о Отбор депарафинированного масла отсы ья, мас.ф1735344Составитель Л. Ивановаактор Н. Гунько Техред М.Моргентал Корректор С, Черни аказ 1792 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10