Способ получения парафинов

Способ получения парафинов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (и) 454747

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 17.02.71 (21) 1623385/23-4 (32) Приоритет 29.10.70 (31) 95433/70 (5!) М. Кл. С 10@ 43/04

С 074 21/00

ГосУдарствеииый комитет (33) Япония

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) >ДК 665 663 4 (088.8) Опубликовано 25.12.74. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 19.02.75 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Тойояси Саида, Еидзи Оцука, Тору Такаяси и Сабуро Адачи (Япония) Иностранная фирма

«Мицуи Тоацу Кемикалз Инкорпорейтед> Q (Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАРАФИНОВ

Предлагается способ получения н-парафинов высокой степени чистоты (99% и выше) и депарафинированных масел из,парафинистого минерального сырья путем образования комплексов парафинов с карбамидом.

Известен способ получения парафинов из минерального парафинистого сырья, по которому процесс комплексообразования с карбамидом осуществляют с добавкой воды в качестве активатора и при температуре выше комнатной на 15 — 20 С. Однако при этом получают парафины с недостаточной степенью чистоты (95% ) .

Целью изобретения является получение и-парафинов высокой степени чистоты (99% и выше) с минимальным содержанием углеводородов других классов (изопарафиновых, нафтеновых, ароматических, непредельных) .

Предлагаемый способ получения парафинов путем обработки парафинистого нефтяного сырья карбамидом в присутствии воды с выделением концентрата парафинов из образующегося комплекса отличается тем, что концентрат парафинов дополнительно обрабатывают карбамидом с последующим выделением целевого продукта известным способом.

Предпочтительной температурой комплексообразования является 32 — 45 С, желательно проводить процесс в присутствии 3—

8 вес. % воды, считая на кристаллический кар б амид.

С увеличением количества добавленной воды снижается чистота парафина, а с увелпче5 нием температуры реакции повышается.

Когда количество добавленной воды превышает 8 вес. %, кристаллы комплекса слипаются, при этом чистота выделяемого парафина ухудшается.

10 При использовании концентрированного водного раствора карбамида отвод теплоты кристаллизации затруднен, кристаллы полученного комплекса очень малы и находятся в большом объеме раствора, поэтому образует15 ся трехфазная система: комплекс — водный раствор мочевины — депарафинированное масло, при этом трудно произвести разделение фаз.

Применение кристаллического карбампда

20 дает возможность легко регулировать количество добавляемой воды, прп этом общая теплота комплексообразования меньше, чем прп использовании водного раствора карбамида на величину теплоты кристаллизации карб25 амида, и необходимо отводить только теплоту образования комплекса. Кроме того, поскольку в этом случае количество воды мало, образуется двухфазная система; комплекс— депарафинированное масло, поэтому отделе30 ние произвести очень легко.

454747

Известно, что в процессе, при котором применяют кристаллический карбамид, а также спирты или кетоны в качестве активаторов, теплота реакции превышает таковую примерно в трн раза по сравнению с данным способом, а количество полученного комплекса примерно втрое меньше. Это особенно важно дри промышленном производстве парафинов, так как температура предлагаемого процесса относительно высока, при этом охлаждение можно успешно осуществить только охлаждающей водой.

Крупные размеры кристаллов комплекса позволяют перемешивать и транспортировать реакционную смесь без разбавления или с малым количеством растворителя.

При использовании менее 3 вес. о/О воды время, необходимое для реакции комплексообразования, следует увеличить, при этом выход получаемых я-парафинов уменьшается.

Температурный диапазон комплексообразования зависит от количества атомов углерода в парафине с неразветвленной цепью и составляет 32 — 37 С для углеводородов с 10 — 15 атомами углерода (от к-декана до к-пентадекана); 35 — 40 С для углеводородов с 13 — 18 атомами углерода; 37 — 42 С для углеводородов, имеющих 15 — 20 атомов углерода, и 40—

45 С для углеводородов, содержащих 18 — 23 атомов углерода.

Если температура ниже соответствующего температурного диапазона, то содержание в комплексе нзопарафинов, имеющих в молекуле то же число углеродных атомов, что и у неразветвленных парафинов, как правило, более 1 . Увеличение количества воды свыше 8 вес. о/о приводит к такому же результату.

В случае депарафинизации масла с содержанием к-парафинов на первой стадии образования комплекса ЗОО/о получаются к-парафины с чистотой 80 — 85О/о, при повторном комплексообразовании полученный я-парафин имеет чистоту 99 /о и выше. При этом используют промывку растворителем в центробежном сепараторе. Двухстадийное образование комплекса обеспечивает достаточно высокую чистоту к-парафинов, поэтому экономически нецелесообразно далее повторять этот процесс.

Если не требуется получать я-парафин с чистотой примерно 90 — 95О/о, то промывку. растворителем можно не применять.

На фиг. 1 приведена схема процесса без промывки растворителем и с двухстадийным комплексообразованием.

Сырье по линии 1 вводят в реактор 2 первой стадии комплексообразования, куда добавляют регенерированный циркулирующий карбамид из линии 3, а также воду или метиловый спирт в качестве активатора реакции по линии 4.

На центробежном сепараторе 5 реакционную смесь разделяют на депарафинированное масло, которое отводят по линии 6, и кри5

4 сталлы комплекса, удаляемые по линии 7.

Содержание масла в комплексе составляет

7 — 9 о/о. В аппарате 8 комплекс нагревают и ,разлагают на к-парафины (верхний слой 9) и расплавленный карбамид (нижний слой 10).

Позицией li обозначен нагреватель. Верхний слой, содержащий 70 — 80 /, к-парафинов, по.дают в аппарат 12 для вторичного образования комплекса, где смешивают с циркулирующим карбамидом из линии 13 и активатором реакции из линии 14. С помощью сепаратора

15 реакционную смесь разделяют на депарафинированный продукт и комплекс. Часть депарафинированного продукта возвращают в исходное масло по линии 16. Комплекс подают в аппарат 17 для разложения, где его нагревают с образованием верхнего слоя 18 к-парафинов и нижнего слоя 19 расплавленной мочевины. Позицией 20 обозначен нагреватель. к-Парафины, содержащиеся в верхнем слое, промывают водой для удаления карбамида, а затем охлаждают. При содержании парафина в сырье 25 — 35 /о можно получить к-парафины с чистотой 90 — 95 .

Нижние слои расплавленного карбамида из аппаратов 8 и 17 для разложения комплекса объединяют и подают в устройство 21 для регенерации карбамида на активированном угле, активном кремнеземе, активном глиноземе и т. п. В зависимости от исходного сырья этот этап вообще может быть исключен. Очищенный расплавленный карбамид кристаллизуют в кристаллизаторе 22 и возвращают в процесс.

На фиг. 2 показана схема процесса с эта.пом промывки комплекса растворителем. Технологические операции и содержание компоиентов для позиций 1 — 22, за исключением позиции 16, такие же, как на фиг. 1, система промывки растворителем начинается с позиции 23.

Из центробежного сепаратора 5 выводят два продукта. Одним из них является депарафинированное масло, отводимое по линии

6, от которого отделяют комплекс, а дру,гим — смесь депарафинированного масла (линия 23) и растворителя после промывки комплекса. Растворитель из линии 16, используемый на этапе вторичной промывки, подают в промывочную часть центробежного сепаратора 5. В промывочную часть центробежного сепаратора 15 поступает растворитель по линии

24 и часть растворителя после второй ступени промывки, применяемого в качестве промывного агента (линия 16) для центробежного сепаратора 5,первого этапа.

Смесь по линии 23 направляют в колонну

25 регенерации растворителя, с верхней части которой растворитель возвращают в процесс.

Позицией 26 обозначен нагреватель, а позицией 27 — конденсатор растворителя. По этой схеме из исходного сырья с содержанием я-парафинов 25 — 35 О/о получают к-парафины высокой чистоты (99О/о и более).

Пример 1. 200 мл легкого масла, содержащего около 25 г парафина с неразветвлен454747

Продолжительность реакции, мин.

Ускоритель реакции (количество, мл.) Температура реакции, ОС

Чистота неразветвленного парафина,,, Вода (6)

Вода (6)

Вода (6)

Вода (10)

Вода (12)

Вода (12)

Вода (12)

Метиловый спирт (12) 10

96,0

98,0

99,7

98,8

95,5

97,0

98,0

98,0

60 ной цепью, имеющей 11 — 23 атома углерода (средний состав С о аНа,;), и 120 r кристаллической мочевины помещают в химический стакан и перемешивают в условиях термостатирования. К смеси добавляют определенное количество активатора реакции, приведенное в таблице, и, когда реакции достигают равновесия, содержимое стакана отфильтровывают на воронке Бюхнера, комплекс промывают гексаном, а затем высушивают воздухом.

Комплекс разлагают 1 л воды при 80 С, Парафин далее подвергают газо-хроматографическому анализу.

При применении в качестве активатора воды тепло реакции составляет 98 ккал/кг неразветвленного парафина, связываемого в комплекс, а кристалл имеет форму пластины с размерами 0,8+2 мм. При использовании же 12 мм метилового спирта тепло реакции составляет 232 ккал/г, а величина кристалла

0,01 (0,05 мм, что выгодно характеризует воду как активатор процесса.

Пример 2. Согласно технологической схеме, приведенной на фиг. 1, в реактор первой стадии образования комплекса подают в отдельности легкое масло, карбамид и воду, расход которых составляет 10 л/час, 7,5 кг/час и 380 г/час соответственно. После завершения комплексообразования смесь сепарируют центробежным способом с получением

10,2 кг/час осадка комплекса, который поступает в аппарат для его разложения, куда также подают воду в количестве 3 кг/час. Образующиеся в результате разложения комплекса парафин и жидкий карбамид разделяют на две фазы. При этом образуется 2,3 кг/час продукта, содержащего 70,2 н-парафина.

Фильтр ат из второго центробежного сепаратора в количестве 10 кг/час поступает в реактор второй ступени комллексообразования, куда также вводят 2,3 кг/час продукта, 5

40 полученного после первой стадии разложения, 380 г, ас воды и 7,5 кг/час мочевины.

Количество полученного и-парафина при этом составляет 1,5 кг/час, а его чистота равна

94 5о/о

Пример 3. По схеме, приведенной на фпг. 2, реакция на первой стадии протекает при подаче 1000 кг/час легкого масла, 1000 кг/час карбамида и 50 кг/час воды и при

35 С.

Продукты реакции поступают в первый центробежный сепаратор скребкового типа, при этом получают 800 кг/час депарафинированного масла. Образующийся в сепараторе осадок комплекса промывают 3000 кг/час растворителя, который подают из второго центробежного сепаратора, и автоматичсски выгружают с помощью скребкового устройства, после чего комплекс поступает для разложения в аппарат, где при 90 C получают

230 кг/час парафина с чистотой 85о/о.

230 кг/час этого продукта и 1000 кг/час жидкой фазы из второго центробежного сепаратора подают в реактор второй ступени, где комплексообразование протекает при тех же условиях, что и в первом реакторе. Продукты реакции разделяют на втором центробежном сепараторе скребкового типа, осадок комплекса промывают гексаиом, расход которого составляет 3200 кг/час, и направляют в аппарат разложения. Количество парафина, полученного при разложении комплекса, проводимого в тех же условиях, что и на первой стадии, составляет 200 кг/час, а его чистота равна

99,7 /о .

Пример 4. При тех же условиях, что и в примере 1, в качестве активатора используют метиловьш спирт. Полученный в виде конечного. продукта н-парафин имеет чистоту

92 2о/о

Предмет изобретения

1. Способ получения парафинов путем обработки парафинистого нефтяного сырья карбампдом в присутствии воды с выделением концентрата парафинов из образующегося комплекса, отл пч ающи и ся тем, что, с целью повышения степени чистоты парафинов, концентрат парафинов дополнительно обрабатывают карбамидом с последующим выделением целевого продукта известным способом.

2. Способ по п. 1, о та и ч а ю шийся тем, что воду используют в количестве 3 — 8 вес. о/о в расчете на карбамид.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что обработку карбамидом осуществляют при 32 — 45 С.

45й747 (0ц." 7

Составитель В. Чатигнев

Техред Е. Борисова

Редактор О. Кузнецова

Корректор И. Позняковская

Заказ 292, 4 Изд. № 282 Тираж 558 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, М(-35, Раугпская паб., д 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2