Способ получения нефтяного масла

Способ получения нефтяного масла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности касается получения масел специализированного ассортимента (электроизоляционных) на основе нефтей нафтенового основания.

При получении масел специального назначения, например, трансформаторного масла, требуется глубокая очистка высокой степени, которая позволит достичь товарных продуктов требуемого качества. Такая очистка достигается кислотно-щелочной обработкой или глубоким жестким гидрированием с использованием в качестве сырья высококачественных малосернистых нефтей (анастасиевской, бакинских, эмбенских и др.).

Известен способ получения электроизоляционного масла [1. Патент Польши №157455, 1992 г.], который включает селиктивную очистку вакуумного газойля или смеси вакуумного и тяжелого газойлей растворителем (фурфурол, N-метил-2-пирролидон), выделение рафината, его гидроочистку отдельно или в смеси с тяжелым газойлем, депарафинизацию селективными растворителями и последующую гидроочистку депарафинированного масла, после чего гидрогенизат разгоняют под вакуумом с выделением фракции базового масла, выкипающей в пределах 290-400°С. Для получения низкозастывающего масла вводят депрессорную присадку, так как полученное базовое масло имеет недостаточно низкую температуру застывания (минус 15°С). Известный способ [1] является многостадийным, имеет двойную гидроочистку на разных катализаторах, связан с высокими капитальными и эксплуатационными затратами, что практически затрудняет его промышленную реализацию.

В известном способе [2. Нефтепереработка и нефтехимия, ЦНИИТЭ-нефтехим, М., 1992 г., N12, с.21-22] низкозастывающие масла с температурой застывания минус 25-27°С получают в процессе каталитической депарафинизации в жестких условиях, в связи с чем происходит быстрое закоксовывание катализатора гидродепарафинизации и потеря его активности. Кроме того, используют "двойной" катализатор, что приводит к дополнительным затратам. Также, легкое исходное сырье для процесса (фракция ниже 330°С) не позволяет получить электроизоляционное масло нормируемого качества, а более тяжелые фракции (330-420 и 420-490°С) [2, с.23-24] связаны с еще большим ужесточением режима гидроочистки, в связи с чем процесс становится малоэффективным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ сернокислотной очистки масляных фракций из нефтей нафтенового основания для получения электроизоляционных масел [3. Справочник нефтепереработчика. Под ред. Г.А.Ластовкина, Е.Д.Радченко и М.Г.Рудина. -Л.. Химия, 1986, с.250-252]. Способ включает сернокислотную очистку масляных фракций, разделение полученной смеси на кислое масло и кислый гудрон, нейтрализацию кислого масла щелочными реагентами и его отмывку с получением целевого продукта. В известном способе используют 92-98%-ную серную кислоту, 3-10%-ный раствор едкого натра с последующей промывкой защелаченного масла паровым конденсатом или водой. Процесс может осуществляться периодически или непрерывно.

Общими недостатками известного способа кислотно-щелочной очистки масляного дистиллята являются высокие потери масла (3-10%) и низкая эффективность, связанная с длительным временем контакта кислоты и щелочи с дистиллятом в периодическом процессе, и сложностью и недостаточной эффективностью смесительных устройств в непрерывном процессе.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности способа получения электроизоляционных масел, увеличение выхода целевого продукта и сокращение выхода кислого гудрона.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения нефтяного масла, включающем сернокислотную очистку масляного дистиллята, разделение полученной смеси на кислое масло и кислый гудрон, нейтрализацию кислого масла щелочными реагентами и отмывку с получением целевого продукта, обработку масляного дистиллята серной кислотой осуществляют с помощью вибрационного воздействия при амплитуде колебаний 0,4-10 мм и частоте 5-50 Гц при температуре 18-50°С и времени воздействия 3-15 мин, причем используют серную кислоту не менее 85% мас. и разделение реакционной смеси на кислое масло и кислый гудрон осуществляют при разнице плотностей вышеназванных фаз не менее 500 кг/м³.

Конкретные примеры, приведенные ниже, иллюстрируют осуществление предлагаемого способа.

Пример 1. В лабораторный реактор загружают 500 г (100%) исходного трансформаторного дистиллята, полученного из малосернистой анастасиевской нефти, с пределами выкипания 290-400°С, вязкостью кинематической при 50°С 6,97 мм²/с, температурой вспышки в закрытом тигле 137°С, температурой застывания минус 47°С, и 20 г (4%) 98%-ной серной кислоты. Загруженную массу подвергают обработке с помощью вибрационного устройства при его воздействии в течение 5 мин при температуре 45°С, амплитуде колебаний 10 мм, частоте 5 Гц. Далее смесь разделяют на лабораторной центрифуге на кислое масло и кислый гудрон. Получают 491 г (98,2%) кислого масла с плотностью 895 кг/м³ и 29 г (5,8%) кислого гудрона с плотностью 1584 кг/м³, разница плотностей разделенных фаз составляет 698 кг/м³. Полученное кислое масло нейтрализуют 2%-ным водным раствором едкого натра в количестве 2,13% на дистиллят, затем отмывают водой до удаления остатков солей и подсушивают сжатым воздухом. Получают 482,26 г (96,45%) трансформаторного масла марки ТКп (ТУ 38.401-58-49-92).

Примеры 2, 3, 4 (таблица 1) осуществляют аналогично примеру 1, но изменяют условия очистки и разделения (параметры вибрационного воздействия, время и температуру очистки, концентрацию серной кислоты, время разделения, обусловленное концентрацией кислоты и, соответственно, плотностью кислого гудрона и кислого масла).

Пример 5 осуществляют для сравнения с известным способом [3] аналогично примеру 1, но используют условия известного способа (таблица 1).

В таблице 2 приведены характеристики опытного образца трансформаторного масла ТКп, полученного по предлагаемому способу, образца промышленного масла, полученного по известной технологии, и нормируемые показатели качества согласно ТУ 38.401-58-49-92.

Из данных, приведенных в таблице 1, 2, видно, что предлагаемое изобретение по сравнению с существующей технологией позволяет повысить эффективность способа получения электроизоляционного масла, основанного на сернокислотной очистке масляных дистиллятов, за счет использования вибрационного воздействия на стадии смешения дистиллята и кислоты, в выбранных условиях: амплитуда колебаний 0,4-10 мм, частота 5-50 Гц, температура 18-50°С и время воздействия 5-15 мин в зависимости от концентрации кислоты (85-98%) и разницы плотностей кислого гудрона и кислого масла на стадии разделения центрифугированием, составляющей не менее 500 кг/м³. Повышение эффективности предлагаемого способа заключается:

- в увеличении выхода целевого продукта на 1,7-3,7% абс. (7-8,8% отн.);

- в сокращении выхода кислого гудрона с 7 до 5,8% абс. (17% отн.);

- в увеличении производительности смешения (с 2 часов до 5-15 мин) и разделения (с 16 час до 5-10 мин);

- в уменьшении расхода щелочи на нейтрализацию кислого масла в 2,3-2,7 раза;

- в исключении стадии контактной доочистки масла отбеливающей землей.

При этом качество масла, полученного по предлагаемому способу, соответствует нормативным требованиям.

1. Способ получения нефтяного масла, включающий сернокислотную очистку масляного дистиллята, разделение полученной смеси на кислое масло и кислый гудрон, нейтрализацию кислого масла щелочными реагентами с получением целевого продукта, отличающийся тем, что обработку масляного дистиллята серной кислотой осуществляют с помощью вибрационного воздействия при амплитуде колебаний 0,4-10 мм и частоте 5-50 Гц при температуре 18-50°С и времени воздействия 5-15 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обработке используют серную кислоту концентрации не менее 85 мас.%.

3. Способ по пп.1, 2, отличающийся тем, что разделение реакционной смеси на кислое масло и кислый гудрон осуществляют при разнице плотностей вышеназванных фаз не менее 500 кг/м³.