Способ депарафинизации нефтепродуктов

Способ депарафинизации нефтепродуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСААКИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<») 507618

/

/;. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено26.04.74 (21) 2018850/23-4 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.03.76. Бюллетень № 11 (45) Дата опубликования описания 06.04.76, (51) М. Кл.

С 10 & 43/04

С 07 B 21/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делан нэооретеннй н открытий (53) УДК 665.663.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А Т Землянский Б В Клименок Ф А Чегодаев Н П Дагаев

А. Ф. Махов и П. А. Ланин (71) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) СПОСОБ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ

НЕФТЕПРОДУКТОВ.б

Изобретение относится к способам депарафинизации нефт продуктов и может быть использовано в нефгеперерабатываюшей промышленности для депарафинизации нефтяных фракций с целью понижения их температуры застывания, повышения их октанового числа и получения и -парафинов для нефтехимического микробиологического синтеза, В настоящее время известно несколько разновидностей процесса карбамидной депара-д финизации. Все они предназначены главным образом для депарафинизации дизельных фракций.

Вариант АзНИИ-депарафинизация с помошью водно-изопропанолового раствора карба-15 мида. Он имеет ряд сушественных недостатков связанных в основном с взаимной рас1 творимостью изопропилового спирта и .нефтепродук; ов: трудно поддерживать постоянство соста- 20 ва растворителя, что делает неустойчивыми скорость реакции и состав реакционной смеси.

I наличие стадий регенерации спирта, удаление с .дов карбамида из продуктов реакциЛ5 и насышения сырья спиртом сильно усложняет технологическую схему процесса и приводит к излишним потерям спирта и карбамида частичная растворимость депарафината в спирто-водной смеси ухудшает качество получаемых N -парафинов; хорошая эмульгируемость депарафината в спирто-водном растворе карбамида затрудняет разделение депарафината и комплекса, что также ухудшает качество - парафинов.

Вариант ГрозНИИ-депарафинизация сухим карбамидом в присутствии метилового спирта. Он также имеет ряд особенностей, связанных главным образом с отсутствием в реакционной смеси второй жидкой фазы; скорость реакции и состав реакционной смеси сильно зависят от качества используемого карбамида, что делает процесс неустойчивым; комплекс получается в высокодисперсном состоянии и сильно загушает депарпфппат, что требует сильного разбавления реакционной смеси маловязким1п ироду.. гамп и 0чень услО)княет стадии Отд-.лaffi!" мыВки KGMB)leKca; степень использования карбамида не(.,<-.л(ная, ПОЭТОМУ OH BHPK ))IHoyreT В СИСТЕГ Е

КОЛИЧЕСТВЕ НЕСКОЛЬКО Daa rIO ГИ- Н(<в=<тих. теоретическое; процесс Очен ь 1увств Гелен =, чали,(г-;следов влаги В сьцзье и с)71стеме., II за-:-.— трудняет эксплуатацмю н Особенно пус-;. уста НОвки в

Оариан 1 -)де.)еану депарафннизацня во ным раство1)ом карбамчца, Реакц(яо прово)) :=.3 в изотермнческих условиях, температур"„ акции Бодлер)кивают за счет кипения =-л(7))1лс l того метнлена, который в боль(них колнчес-::= "

Вах ВВОдят B реакцнонну1О смесь, Для этого способа так)ке хаРак ГеРен РЯд .Особе щос fr связа (ных,, главчым Образом (наличием в реакционной "ìåñè больц(нх количеств хло

)(! ристого метилена:

) при перемешивании реагируюших фаз Об=. разуется эмульсия масла в воде, из-за боль=

IIioro разбавления сырья вс,-:масляная фа=. за не вмешается в водную, т.е, значительная часть ее остается В недиспергировапном (свободном) состоя»чни, свободчая мас=ляная фаза депарафннируется очень плохо, поэтому время реакции составляет Около

1 час; диспергированная часть масляной (да=-;ы депарафинируется быстро, поэтому води -.я фаза почти мгновенно 1 óñòåå-., для ра(-..:.а"-лывания ее и создания тесного контактг. рь=. агентов необходимы сложные дисперги,),жми»)устройства; для компрессирования паров хлористого метилена устанавливается мощное KoMnp : сорное хозяйство; хлористый метилен агрессивен и ядовит. поэтому аппаратура изготовляется из доро(.":i)K материалов и строго герметичной.

Все рассмотренные варианты процесса карбамидной депарафинизации дороги как и(—.за сложности технологической схемы и д7паратурного оформления, так и из-за ис —пользования дорогих реагентов„

Известен способ депарафинизации дисти,:.— лятных нефтепродуктов водным раствором карбамида, по которому в водном растворе карбамида, содержанием затравку (готовый комплекс от предыдущего опыта), хорошо диспергируется углеводородная фаза (дел= — рафинируемый нефтепродукт) . Депарафинизация диспергированной части сырья происхо- () дит очень быстро (не более 1 мин ), (арафино-карбамидный комплекс образуется в виде мельчайших иглообразных кристалпов, которые хорошо удерживаются на границе ,раздела жидких фаз, но относиГГельно гидро- ((<1

1. ° .,(;ОГ: . .(,.:-" ., . «r; Ю - y Otr ((ь . ;я; .".д((Г я фа,за за! 4. <ЯННЯ фс эа е1

"г <;Г i 1)t(боЛЬЩ rJ и K ОНПЕН 1РВЦИИ .(Е-,;.:=.r= 03:..-: —. ая фа: —::".: За<Г <((иаЕтся- Гак Что О 1 I — (Е "I aC" Ч r(ПОИ СОГ<РИКОСНОВЕНИИ ПЕ

:.-ипат:-=я. При перемешивании в ."д с.." ЯНО t i.ред(.- . таке.я водная фаза распнда ! ta . дел"-.Пые сферические -(астицы—

:.з,=;н- ;.П)ь1 !: увеличением концентрации ком-н;з-о(н1;;ft фазе грд((улы становят=я

1 . тверже, 1 .... Мо.,енту гранулирова11 .;-:- 0!tt!Otrt фаЗЫ МдСЛЯЧВЯ фаЗа ИЗ НЕЕ ВЫХОДИТ ПРаK;r -ГГ ЕСКИ ПОЛНОСТЬЮ. Д,ЛЯ ".OËÓ×Å=

НИ Я - lr(CT Ь()((Н: г(а рафИНО -, Г)ануя ы НужнО Гшательно отмывать неполярным pac . Ворителем . .ГОГ ПЕ ЭТОГО хамПЛВКс раЗлаГдЮт, ЛУчше всед Г. ; r, r- .:,<(Г))) ЗО туг )ОН(" Я ":О, uarl;ЛИНИЯ i:,30ДЯНаи; фааа ЯВЛЯЕЯСЯ

: л(аст((чесхо((. - t с 10(00)<а I

М,.- Г а 1)IИЧЕ< K,"„P. ПОВ6 РХНОСТИ ПГ)ЗТOMy TPa)(С).ортиров y .. ". :.Лая(лепин реакционной смеси ос -шес-a;I!ITü о-епь трудно, 1 реакцию:

1(ом<)л<д((сооор((зова)- ия проводят B адигбатических слов).ях. 1<.омп.IBKc 000раз()ванин идет с вь делением тепла, в резу.-(ьтате тем— яе;юту)а пр=:дтктов на входе в реактор ни)н" (ех нд ьь.х о " е t "Р Овате I j>jr 0 д lя Г о -

:.-: ((же))ия:(еооходи.»:<ой(темп<.ра: уры продук..-ся - еа)(ции :;: заводских ус;(овиях .еобходи<, г 1 с)(yñ . Гве)!lto Ох)(а)хдони<= 1 . ) "1 )1Ония(ек". ь:::; ем по„- ат рах pacт)дор 1(а))оа мида, нас Г.l0, ,о;(,ь(и и;)Г",) (.,:(Реврвша тся в очень (. ООНЕСС prlr СЧИТГ!Ij jta С Ia!I YJ() HE! rÑ АГОНИЯ l <3!, . 17 OpQT y pa !(а с. зlli l pi!it H исх Одн о l о

<7

Раство ра - С. 74 обье:.<н!) .:- 0.)от)10:1101(не сырья B растр 0ра (l<0ttraЧП11Я ":МПЕР )TyP;- j)(aK—

«Ия, OC еакциlс провОПЯТ F, а )идоа Гическом реак

Г 0 j) = (- T h x Ox () ä110 É с - и: о 0 ч инl д ю ш е Й с я . ъ(е и (а л(ОЙ, 1 ранулы;тмыв.t:OT !Iål-êtt,".t бе)(вином в

1ГСТГ (CЯОЙ КОИОНПО. Гaartt ж.. ИЕ Ко;,Ь1ЛЕКСа

i 0 иагревйние:-"(,.

1(ри стехиометрическом избытке )3 -парафино)) вьГхс)д комплекса Определяется активНГ)Й кон1(ентрвцией карбаь идв, котораяB во,-i 0<и)оедь. Определяется разницей между

")1"е((пературой насыш ения раствора карбамина т; конечной -,емпеГ)з. уоой оеaкции, Если текп .ердтура насьпцения исходного pacTFIÎpa ка )бамида 7bоС,,то длг гранулирования вод.-.0j) фаз<я конечпan температура реакции не

Г должна превышать 35 С. Зтв тем;,cpaTypa

nlra i

Однако при осуществлении предлагаемого способа получить низкотемпературную водно-карбамидную пульпу черезвычайно труд- 5 но даже с помощью искусственного охлаждения, так как при охлаждении горячего раствора кристаллы карбамида на охлаждающей стенке образуют плотную и твердую корку, затрудняющую теплопередачу. Для 10; ее разрушения-требуются сложные скребковые устройства.

В концентрированной водно-карбамидной пульпе мало свободной водной фазы, поэтому при смешении. реагентов часть сырья остается в недиспрргированном состоянии и реагирует с карбамидом очень медленно, что снижает общую глубину депарафинизации.

Из-за низкой начальной температуры реагентов реакция протекает в условиях, далеких от равновесных, что снижает селективность процесса и ухудшает качество получаемых М -парафинов.

Вследствие адиабатичности реакции тем- щ., пература исходных продуктов ниже конечной температуры процесса, что повышает расходы на охлаждение, 1Лелью изобретения- является повышение глубины и селективности депарафинизации, я0

Для достижения этой цели сырье смешивают не с холодной водно-карбамидной пульпой, а с водным раствором карбамида, имеюшим температуру 50-80 С последуюшими охлаждением образующейся равновес- S5 ной реакционной смеси до температуры, определяемой требуемой глубиной депарафинизации, и растиранием ее до получения гранулированного:. комплекса.

201

40;

Благодаря наличию затравки в емкости образуется устойчивая эмульсия масла в воде, в течение нескольких секунд устанавливается химическое равновесие. Путем

I изменения температуры легко изменяют кон-45:

1 центрацию комплекса и, следовательно, кон1систенцию эмульсии. После образования

1 равновесной эмульсии дальнейшее проведение реакции сводится к охлаждению ее до требуемой температуры. Охлажденая эмуль- 50 сия обладает гидрофобными свойствами, не прилипает к металлам и плохо разрушается даже горячей водой. При растирании охлажденной эмульсии водная фаза распадается на гранулы, а депарафинат полностью 55 высвобождается. Для успешного отделения депарафината от водной фазы эмульсию пос-.» охлаждения нужно разрушить в аппарате, подобном механической дробилке и называемом гранулятором, 60

Реакционную смесь охлаждают несколькими способами: в тонком слое на охлаждаемом транспортере,распыливанием в потоке холодного газа и диспергированием в индиферентной к карбамиду жидкости, например в бензине или депарафинате с последующим охлаждением полученной дис,персной системы в змеевиковом холодильнике. Во всех способах охлаждения реакционную смесь прокачивают обогревае« мым насосом и по обогреваемым трубопроводам минимальной длины.

По первому способу реакционную смесь через обогреваемую щель выливают на охлаждаемый ленточный транспортер, изготовленный из нержавеющего металла, На изгибе ленты транспортера продукты реакции легко отстают от нее и попадают в мельницу, откуда выходит смесь гранулированного комплекса и депарафината, Во втором способе охлаждения используют аппаратуру, применяемую для получения карбамида и других удобрений в гранулированном виде.

По третьему способу охлаждения температуру и pacxol1 индифферентнойк карбамиду кидкости .. подбирают так, чтобы после выравнивания температур капли эмульсии превратились в твердые частицы, неспособные прилипать к металлическим поверхностям. Для быстрого и одновременного охлаждения всех частиц реакционную смесь с индифферентной жидко стью лучше смешивать в механическом смесителе - диспергаторе, Полученная с помощью диспергатора суспензия является мелкодисперсной однородной и хорошо транспортируется по трубопроводу.

При данном составе реакционной смеси глубина депарафинизации и структура продуктов реакции опеределяютсятемпературой

I на выходе из змеевикового холодильника.

Поэтому для увеличения глубины депарафинизации-н повышения гибкости процесса, особенно в летнее время, в последних секциях холодильника водяное охлаждение заме-няют искусственным. Для получения макси;мальной глубины депарафинизации,сырье на установку можно подавать периодически, а в смеситель вместо сырья направлять депарафинат, пока не будет достигнута предельная глубина депарафинизации.

В предлагаемом способе при смешении реагентов диспергируется1 все сырье, реакция протекает в условиях, близких к равновесным, что увеличивает обшую глубину депарафинизации и улучшает качество получаемых ч -парафинов; отсутствует трудоемкая стадия кри< таллизации раствора карбамида, что значительно упрощает процесс

507618

Пример 1. Депарафиниэацию осуществляют на пилотной установке производительностью 300 л/час по сырью с охлаждением реакционной эмульсии в потоке

Ю циркулирующего депарафината. Схема процесса показана на чертеже.

Сырье и горячий раствор карбамида в заданном соотношении из емкостей Х и 2 . подают в смеситель 3, снабженный мошной пропеллерной мешалкой, вращающейся со скоростью 300 об/мин. В смеситель пред- варительно вводят затравку. Равновесн;ро реакционную эмульсию ив смесителя 3 выбирают обогреваемым плунжерным насосом 4 ,_#_ и по обогреваемому требопроводу направ-, лают в диспергатор 5. Туда же плунжерным, насосоьР 6 подают холодный депарафпнат, В: диспергаторе реакционная смесь несколько, 1 охлаждается и диспергируется в депарафинате, Далее суспензию реакционной смеси в депарафинате охлаждают водопроводной водой в эмеевиковом холодильнике 7 (тип

"труба в трубе" ) и подают в гранулятор 8., 1

Из гранулятора продукты поступают в отстойник 9, Депарафинат из отстойника 9, с частичиым отводом а рессивер 10, насосом 6 подают в диспергатор 5. Балансовую часть депарафината из отстойника отводят в сбор- З ник депарафината. Емкость 2 раствора карбамида, смеситель 3 и трубопровод раствора карбамида имеют рубашки, в которые для поддержания l: заданной температуры из нагревателя 1 1 подают горячую воду насосом 12. Насос 4 и линии от смеситеЛя до диспергатора имеют рубашку, в кото- рую со строго определенной температурой рз нагревателя 13 насосом 14 качают также воду. Для уменьшения пульсации при ра- д ботр Поршневых насосов на ь линии депаРафината установлен рессивер 10. вбежим работы установки:

Tемпература, С насыщения раствора 70 50 сырья 20 раствора карбамида 80 эмульсии а системе 70

Объемное соотношение сырья и раствора карбамида 1:1

Температура, оС воды, циркулирующей в рубашке насоса 4 и трубопроводах эмульсии 72 воды в нагревателе 1 1 95

В качестве сырья используют гидроочищенную прямогонную дизельную фракцию арланской нефти со следующими характеристиками: з

Удельный вес, г/см 0,834

Фракционный состав

Начало кипения, С . 205. о

Перегоняется при температуре,О С

i 10% 237 .50% 284

90% 345

95% 363 о

Температура застывания, С минус 10

В результате: депарафинизации суспензия комплекса в водной фазе представляет собой однородные плотные гранулы диаметром 2 мм, После отмывки гранул легким бензином (85-120 С) и разложения их нагревао нием получают 22%, считая на сырье, Ч -парафинов с температурой застывания о

14 С и депарафинат с температурой застывания минус 70 С, Пример 2, Депарафинируют первую масляную фракцию и фракцию реактивного топлива ТС-1. Депарафинизацию осуществляют в лабораторном масштабе при следующих условиях. Температура насыщения водного раствора карбамида 68 С. Объемное соотношение фаэ 1:1. Равновесную реакционную смесь готовит в стакане с пропеллерной мешалкой при температуре о для масляной фракции 65 С, для фракции,, о

ТС-1 50 С. Охлаждение реакционной смеси проводят на металлической охлаждаемом о противне до температуры 25 С.

B результате денарафиниэации темпера60 тура застывания продукта понижается. реакционная смесь транспортабельна и теплоотвод от нее легко осуществим, поэтому Ф не требуется глубокого предварительного охлаждения исходных продуктов, что уменьшает эксплуатационные расходы, Объемное соотношение реакционной эмульсии и циркулирующего депарафииата 1:1 о

Температура на выходе, С из диспергатора 57 ,из гранулятора 20 Производительность установки

,по реакционной эмульсии, л/час 600

Растирание охлажденной смесй осуществляют в фарфоровой ступке до получения гранулированного комплекса.

Комплекс отмывают бензином до его постоянного показателя преломления при пер":меши ванин. Высушенный до постоянного веса комплекс разлагают в горячей воде.

50 76 18

9 для масляной фракции с минус 4 до

6 оС с минус 68 до минус 80 С. Яля фракции ТС-1

Составитель В. Матишев

Редактор О. Кузнецова Техред О. Лугов я Коррек-.;î .. И. Гоксич

Заказ 1 1 2

Тираж 629 Подписное

ЦН!!ИП1! Государственного комитета Совета Министров СССf по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал !!1 П "! !атент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Количество извлеченных Н -парафинов, обЛ: из масляной фракции 30 и фракции ТС-1 20

Температура плавления H -парафинов, С ! иэ масляной фракции 8 из фракции ТС-1 минус 39

Из полученных результатов видно, что предлагаемым способомможно достичь глубокой депарафинизации различных нефтяных фракций.

Формула изобретения

Способ депарафинизации нефтепродуктов путем обработки их водным!раствором карбамида в присутствии готового комплекса с последуюшими разаожением образуюшегося парафино-карбамидного комплекса и выделением парафиновых углеводородов, о т л ич а þ ш и и с я тем, что, с целью повыи шения глубины и селективности процесса, сырье смешивают с водным раствором каро бамида, имеюшим температуру 50-80 С, с последуюшими охлаждением образуюшейся равновесной реакционной смеси до температу-. р ры, цпределяемой требуемой глубиной депарь- финизацни, и растиранием ее до получения гра нулированного комплекса.