Способ определения селективности растворителей для очистки масел

Способ определения селективности растворителей для очистки масел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В. А. Марушкина, П. А. Золотарев и А.. Марушкин, Уфимский нефтяной институт (?I) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЛЕКТИВНОСТИ

РАСТВОРИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ-МАСЕЛ

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к очистке минеральных масел, и может бьггь использовано при определении селективности раствори теле й.

Известен способ определения селек5 тивности растворителей при очистке минеральных масел по критической температуре растворения масла в растворителе $1 ).

Недостаток указанного способа состоит в том, что одинаковая анилиновая точка может быть для углеводородов различной структуры.- Так, например, анилиновая точка равна 80 С у веществ со следующим числом углеродных атомов: и -парафины 10, моноцнклопарафины 16, дипиклопарафины 19, алкилбенэолы 32, .П но представить истинную картину селек- 2о тивного действия растворителя.

Известен способ Г 2 3 определения селективности растворителей при очистке минеральных масел, согласно которому

2 селективность рассчитывают по формуле,и. М

- = AS, dH где S - селекжвность, м. — дипольный момент, - молярный обьем при температуре кипения; аН„- молярная скрытая теплота испа= рениЩ

Д - показатель ассоциапии растворитеущ

8 - коэффициент.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения избирательности растворителей, включающий смешение сырья и растворителя, перемешивание смеси, разделение ее на рафинатный и экстрактный растворы с последующей от гонкой иэ них растворителя с иоЛучением рафината и экс гр акта. О селективности растворителя судят по показателю преломления экстракт Более селективньвю очи»

3 0928 тается растворитель, у которого при равном выхоДе экстракта вьппе показатель преломления (3 3.

Недостаток известного способа за; ключается в следукнпем.

В промышленной рротивоточной многоступенчатой системе экстракцки растворитель непосредственно не контактирует с исходным сыпьем. В верхней части экстракционной cHCTeMsI свежий pecTJ3opm 1П тель смешивается с рафинатной фазой, объединеыиой нежелательными компонентами, в нижней части системы исходное, сырье, обогащенное нежелательными компонентами, контактирует с экстрактйым раствором. В промежуточных ступенях разделения контакт осуществляется меж ду противоточными фазами, представляю шими собой растворы компонентов сырья в растворителе. Таким образом, для реальных промьппленных систем метод однократной экстракпни может дать только приближенное представление о селективности растворителей.

llewü изобретения - повышение точности определения селективносж растворителей s условиях противоточной эксъракции.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения селек- зп тивности растворителей для очистки масел путем сравнения коэффициентов преломления продуктов экстракции, определяют содержание растворителей в экстрак те и рафинате, выделяют из них загряз35 няющие примеси путем сдвига фазового равновесия и по показателю преломления выделенных примесей экстраполяцией на нулевой выход судят о еелективности расвворителей.

Для экспериментов использованы рафынаты и экстракты, одновременно отобранные из промышленной экстракционной колонны, а также рафинаты и экстракты, полученные в условиях противоточной очистки в лабораторных экспериментах.

По указанной выше методике осуществляют сопоставительный анализ избирательности фенола и N -метилпирролЯдона. С этой целью на одной из установок фенольной очистки при переработке дистиллята 1Ч масляной фракции из экстракццонной колонны отобраны рафинатный и экстрактный растворы.

Путем водной отмывки точно измеряют содержание фенола в рафинатной и экстракжой фазах. Для оценки избирательности к рафйнату добавляют замеренное количество фенола и путем подъема

63 ф температуры до 73оС (температура верха экстракционной колонны в период отбора проб) получают насыщенный рафинатный раствор.

В отмытый экстракт таким же путем вводят замеренное количество фенола и после подъема температуры до 67 С (температура низа экстракционной колонны в период отбора цроб) получают насьпценный экстрактный раствор.

Выделение иэ насьпценных рафинатного и экстрактного растворов вторичных соответственно экстракта и рафината осушествшпот за счет сдвига фазового равновесия, В рафинатный раствор для выделения вторичной экстрактной фазы добавляют растворитель, а в экстракт ный раствор для выделения вторичной финатной фазы - воду.

Для сопоставления селективных свойств фенола и N -мети ширролидона проведены две серии опытов.

Пример 1. Определение селективных свойств фенола.

Фенольной очистке подвергают 1V масляную фракцию смеси западносибирских нефтей (плотность 911,6 кгlм, вязкость кннематическая при 100оС 7,05 мм /с, показатель преломления при 50 С 1,5029, содержание серы 1,73 мас,%, температура плавления 32,0ОС, фракционный состав по Богданову: начало кипения 329оС, вьпсипает до 380 С Х

10 об.%, до 435 С 50 об.%, до 450 С

60 об.%, до 491 С 90 o6.%, до 508 С

95 o6.%). На выходе иэ экстрактора одновременно отбирают насыщенный экс т рактный (g о 1,5450) и раффин,тяый (п 1,4760) растворы. Путем водной отмывки определяют содержание фенола, составившее для рафината и экстракта

13,4 и 83,2 Mac.%, соответственно.

Сдвиг фазового равновесия для рафинатного раствора осуществляют введением в раствор дополнительного количества фенола. К 115,5 г рафинатного раствора добавляют первый раз 2,5,а во второй. 3,5 г фенола при температуре верха экстракционной колонны 73 С. Смесь тщательно перемешивают в течение

10 мин. Выделившийся вторичньщ экстракт имеет массу 0,15 и 0,74 r с показателями преломления 1,5070 и

1,5020.

Сдвиг фазового равновесия для экс ирактного раствора осуществляют добавлением воды. К 586 г экстрактного раствора при температуре низа экстракционной колонны 63 С добавляют различ9025 ное количество избыточной воды (6,12

, и 16 г), позволяющее выделить вторичные ра ннаты в количестве 7,5, 7,9 н

1.1,3 r, показатели щюломления которых, .

1,5060, 1,5070 и 1,5090 cоответсw венно

Состав вторичнсео экстракта или ра фината в момент появления ввиду исче- зающе ммщх их количеств определяют .по графической завижмости выхода от 30 показателя преломления экстрапопипией на нулевой выход. Это позволяет сравнивать мещду собой разпнчные растворитепи. Экстраполяпия на нулевой выход дпн рафината и экстракта дает 1,5080 и . 15

1,5030. ,. Пример 2. Определение избиратепьнос гй .М -метйлпнрролидона.

Ошатним путем установлено, что при температуре верха экстракпионной систе- 20 мы 73 С выход фенопьного и N -метилпирролидольного (8 МП) экстрактов рав ны при условии обводнения последнего, 0,2 мас.% воды.

И

Очистке К -метилпирролидоном подвергают A масляную фракпню смеси западносибирских нефтей по примеру 1.

Сдвиг фазового равновесия дпн рафинатного раствора осуществляют введением За в раствор дополнительного копнчества:

МЙП. К 115,5 r рафинатного раствора

63 добавляют различное количество и -ме тилпнрропндона - 2,5 x в первый раз и 4,5 г во второй. Смесь тпатепьно перемешивают в течение 10 мин. Выде- лиВшийся вторнйеый ясстракт имеет мас ° су 0,21 и .0,51 г с показателями преломления 1,5110 и 1,5090. Зкстрапоmnum aa нулевой выход дает йр 1е5120

Сдвиг фазового равновесии дпя экстрактводы. К 596 г экстрактного ;.раствора, содержащего 100 г обвадненного- 2 мас36 туре низа экстракписнной колонны 63оС добавляют различное количество воды (2,4 и 6 г), позвсямюшее выделить вторичные рафинаты в количестве 4, 8, 4 и 9,3 г с показатешпчи преломлении

Ю.. Ю МЮ Р mm на нулевой выход дает.п>е 1,4830..

Для окончательной оюнки избиратепьЭ, находят с помощью экстраполяпии исчезающе мапые количества вторичного экстракта по sepzy системы и втеричного рафината по низу системы и аяределают их показатели преломления. С этой пелью строят графики в координатах выход вторичного ра ю ата (экстракта) показатель преломления.

Данные экстрапо ппнии приведены в таблице.

3 рве о о

1-(т-

l ф

С4 с- 1 т

lQ

1 1

О) о

CO о о о о о о о о о о о о

Ф (<((lg;

I о

3 п С9 С9

1 о о .. о о о -1

1 а

O а Ф

® I g) ц

° " ф п о Ф а а о о о о о

° 1

03 Ю о о о иР tO lO

in l а. щ 1 т-3 т-(C OCT& BHTBlIb l1 Иванова

Техред С.Мигунова Корректор О. Билак

Редактор 10. Ковач

Заказ 369/31 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

9 9925

Если принять во внимание тот факт, что компонентный состав рафината и экстракта в период исследований оставался неизменным, то полученные резуж таты подтверждают более высокую изби- 5 рательиость 8 -межлпирролидона по сравнению с фенолам..Фенол, обладая недостаточной избирательностью по отношению к полипиклической ароматике, не

Может удержать ее в составе экстрактного раствора и даже при незначительном смеi и ении базового равновесия из экстрактного раствора выделяется небольшая порция Г вторичного рафината с более высоким показателем преломления (1,5030, 1,5060, 1,5070 и 1,5090), чем в. случае hl -метилпирро тидона (1,4910, 1,4940, 1,4980 и 1,5050). М -метилпирролидон обладает более высокой удерживающей способностью к полициклической ароматике, поэтому выделявшийся вторичный рафинат содержит меньше загрязняюших компонентов, последнее подтверждается меньшими значениями показателей преломления. Введение дополнительной порции фенола в рафинатный раствор также вызывает менее избира .тельное вытеснение загрязняюших компонентов. Из рафинатной фазы вытесняется продукт с меньшим показателем преломления, чем в случае и -метилпирролидона (показатель преломления для фенола

1,5080; 1,5070, 1,5020, против

1,5120, 1,5110, 1,5090 для N -метилпирролидона). Эти данные говорят о бо- 3$ лее высокой избирательности М -метилпирролидона по сравнению с фенолом как по верху, так и по низу экстракпионной системы.

63 10

П реимушества предлагаемого способа по сравнению с известным состоят в том, что предлагаемый способ позволяет наиболее достоверно оценивать избирательность растворителя одновременно как по верху, так и по низу экстракпноииой систем ьь

Формула изобретения

Способ определения селективиости растворителей для очистки масел путем сравнения коэффициентов преломления про дуктов экстракции, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения mmности определения в условиях противоточной экстракппи, определяют содержание растворителей в экстракте и рафинате, выделяют из них загрязняющие примеси путем сдвига фазового равновесия- и но показателю преломления выделенных примесей экстраполяцией на нулевой выход судят о селективности растворителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "indUstries Engineering Chemi st ry", 1944, р. 111.

2. Биккулов А. 3. Избирательность полярных растворителей при жидкостной экстракции углеводородов. Автореф. дис.ка соиск. учен. степени д-ра техн. наук, М., 1967.

3. Биккулов A. 3. и др. Сравнение избирательных растворителей. Известия

Вузов. - "Нефть и газ, 1965 M 6, с. 67-73 (прототип).