Способ получения нефтяных масел и экологически безопасных ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины

Способ получения нефтяных масел и экологически безопасных ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в нефтепереработке, в частности для получения минеральных масел и нефтяных экологически безопасных наполнителей и пластификаторов с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов (менее 2,9% мас. по IP 346), применяемых в производстве каучука и резины различного назначения.

Уровень техники

Известны наполнители и пластификаторы каучука и резины, а также способы их получения путем двухступенчатой экстракционной очистки исходного сырья, например, мягчитель для светлых и цветных резин [1] и способ получения нефтяных мягчителей [2]. В качестве наиболее близкого аналога по технической сущности и существенным признакам к предлагаемому способу получения нефтяных масел и экологически безопасных ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины, то есть прототипом, можно выделить следующий способ [3]. Он заключается в двухступенчатом экстракционном разделении сырья, в котором на первой ступени экстракции селективный растворитель взаимодействует с сырьем с получением рафинатного и экстрактного растворов первой ступени и последующей регенерацией растворителя из этих растворов с получением базового рафината и экстракта первой ступени, который на второй ступени экстракции взаимодействует с новой порцией селективного растворителя с получением псевдорафинатного и экстрактного растворов второй ступени и последующей регенерацией растворителя из этих растворов с получением псевдорафината и экстракта.

Согласно данного способа получение нефтяного масла осуществляется по классической схеме одноступенчатой очистки с получением целевого продукта - базового рафината, и побочного продукта - экстракта первой ступени, который подвергается разделению на второй ступени экстракции с получением псевдорафината и экстракта второй ступени, первый из которых является наполнителем и пластификатором каучука и резины.

Основным недостатком этого способа является необходимость использования "свежего" растворителя на каждой ступени экстракции, что приводите высокой суммарной кратности растворителя на разделяемое сырье, наличию четырех блоков регенерации растворителя и высоким удельным энергозатратам, что повышает себестоимость продукции.

Сущность изобретения

Сущность изобретения заключается в том, что при двухступенчатой экстракционной очистке сырья селективным растворителем, на первой ступени экстракции селективный растворитель взаимодействует с рафинатным раствором второй ступени с получением экстрактного раствора первой ступени и рафинатного раствора первой ступени, после регенерации из которого растворителя получается базовый рафинат, а на второй ступени экстракции сырье взаимодействует с частью экстрактного раствора первой ступени с получением рафинатного раствора второй ступени и экстрактного раствора второй ступени, после регенерации из которого растворителя получается экстракт второй ступени, при этом из второй части экстрактного раствора первой ступени после регенерации растворителя получается экологически безопасный ароматический наполнитель и пластификатор каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов.

Основной целью настоящего изобретения является получение в процессе селективной очистки масляного сырья (вакуумных дистиллятов и деасфальтизата) экологически безопасных наполнителей и пластификаторов каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, а также улучшение технико-экономических показателей процесса за счет снижения кратности растворителя, то есть энергозатрат на получение базовых масел и наполнителей и пластификаторов каучука и резины.

Поставленная цель достигается тем, что сырье подается на вторую ступень экстракции, а в качестве растворителя второй ступени служит экстрактный раствор первой ступени, при этом часть этого раствора выводится на регенерацию с получением промежуточного экстракта, являющегося наполнителем и пластификатором каучука и резины. Базовый рафинат получается после регенерации растворителя из рафинатного раствора первой ступени. Возможность регулирования количества отбираемого экстрактного раствора первой ступени на регенерацию позволяет регулировать количество и качество промежуточного продукта, а также повышать качество базового рафината в результате очистки сырья на двух ступенях экстракции.

В качестве селективного растворителя может использоваться любой избирательный растворитель, например, N-метилпирролидон, фурфурол, фенол и др.

Совокупность отличительных признаков, описанных выше, обеспечивает новые технические свойства предлагаемого способа: получение экологически безопасных наполнителей и пластификаторов каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов; снижением энергозатрат на регенерацию в результате снижения общей кратности растворителя.

Перечень чертежей и иных материалов

В приложении приведены следующие фигуры:

1) фиг.1 - принципиальная схема двухступенчатого разделения сырья по известному способу (прототипу);

2) фиг.2 - принципиальная схема двухступенчатого разделения сырья по предлагаемому способу.

На фиг.1 представлена схема разделения исходного сырья по известной двухступенчатой схеме экстракции с получением базового рафината и псевдорафината, являющегося наполнителем и пластификатором каучука и резины, и экстракта с четырьмя блоками регенерации растворителя.

На фиг.2 представлена схема разделения исходного сырья по предлагаемой двухступенчатой схеме экстракции с получением базового рафината, промежуточного экстракта, являющегося наполнителем и пластификатором каучука и резины, и экстракта с тремя блоками регенерации растворителя.

Реализация экстракционного оборудования может быть различна, например, экстракционные колонны, системы смесителей-отстойников, роторно-дисковые экстракторы и другие.

В табл.1 представлены данные, подтверждающие достижение поставленной задачи, а именно характеристики ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины по известным и предлагаемому способам.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для проверки предлагаемого способа проведены лабораторные исследования одноступенчатого и двухступенчатого разделения промышленного сырья (дистиллятной масляной фракции и деасфальтизата) с получением базового рафината, наполнителя и пластификатора каучука и резины. Условия проведения процесса экстракции - кратность растворителя (N-метилпирролидон) к сырью, температуры - соответствовали промышленным параметрам. Результаты исследований представлены в таблице.

Полученные данные показывают, что использование предлагаемого способа позволяет получить наполнитель и пластификатор каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, снизить суммарную кратность растворителя, а также кратность растворителя на первой ступени экстракции.

Литература

1. А.с. 176349, МПК⁶ С 10m. Мягчитель для светлых и цветных резин. / Р.Ш.Кулиев, Н.С.Рудницкая и др. // Изобретения. - 1965. - №22.

2. А.с. 424873, МПК⁶ С10G 21/16. Способ получения нефтяных мягчителей. / Е.М.Варшавер, М.Г.Митрофанов и др. // Изобретения. - 1974. - №15.

3. Пат. 2313562 РФ, МПК⁶ C10G 21/22, С08К 11/00. Способ получения пластификатора и пластификатор / Н.В.Ходов, А.Ф.Куимов и др. // Изобретения. - 2007. - №36.

Характеристики ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины по известным и предлагаемому способам
Показатели	Продукт (ароматический наполнитель и пластификатор каучука и резины)
по способу одноступенчатой очистки, ПН-6	по известному способу двухступенчатой очистки, TDAE	по предлагаемому способу двухступенчатой очистки
DAE	RAE	тип TDAE	тип TRAE
Качество продукта
1. Содержание РСА по IP 346 (DMSO), % мас.	7,13	3,72	2,88	2,06	1,21
2. Содержание суммы 8-ми бензопиренов, ppm	-	менее 10	менее 10	менее 10	менее 10
3. Содержание α-бензопирена, ppm		2,5	0,8	0,55	0,53
4. Групповой химический состав, % мас.:
- парафино-нафтеновые углеводороды	17,5	13,8	27,6	36,5	24,9
- ароматические углеводороды	74,7	77,4	62,8	60,6	69,7
- смолы	7,8	8,8	9,6	2,9	5,4
5. Вязкость кинематическая при 100°C, сСт	12,4	33,0	-	7,8	25,3
6. Относительная плотность при 20°C, кг/м3	972	-	-	935	938
Технологические показатели
1. Кратность растворителя к сырью, % мас.	1,87	2,8	1,87	1,68	2,5
Примечания: DAE - аббревиатура "дистиллятный ароматический экстракт "; RAE - аббревиатура "остаточный ароматический экстракт "; TDAE - аббревиатура "очищенный дистиллятный ароматический экстракт "; TRAE - аббревиатура "очищенный остаточный ароматический экстракт"; - на первой ступени экстракции.

Способ получения нефтяных масел и экологически безопасных ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины, осуществляемый путем двухступенчатой экстракционной очистки сырья селективным растворителем, отличающийся тем, что на первой ступени экстракции селективный растворитель взаимодействует с рафинатным раствором второй ступени с получением экстрактного раствора первой ступени и рафинатного раствора первой ступени, после регенерации из которого растворителя получается базовый рафинат, а на второй ступени экстракции сырье взаимодействует с частью экстрактного раствора первой ступени с получением рафинатного раствора второй ступени и экстрактного раствора второй ступени, после регенерации из которого растворителя получается экстракт второй ступени, при этом из второй части экстрактного раствора первой ступени после регенерации растворителя получается экологически безопасный ароматический наполнитель и пластификатор каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов.