«Ярославнефтеоргсинтез» запатентовал способ получения масел и парафинов путем ступенчатого смешения парафинсодержащего сырья.

Изобретение относится к способам получения масел и парафинов из парафинсодержащего сырья кристаллизацией в растворе избирательных растворителей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Известны способы получения масел и парафинов, в которых предлагается осуществить охлаждение парафинсодержащего сырья смешением с холодным растворителем или раствором фильтрата в многосекционном аппарате колонного типа, оснащенном механической мешалкой, либо в аппарате - трубе, обеспечивающем режим идеального вытеснения, оборудованном рядом стационарных смесителей и трубопроводов для ввода растворителя.

Общим недостатком данных способов является то, что режим перемещения сырьевой смеси, подачи холодного растворителя (раствора фильтрата) и перемешивания приводит к моментальному смешению во всей секции аппарата. Суспензия, подающая из предыдущей секции, имеющей во всем объеме одинаковую температуру, в следующую секцию, имеющую, в свою очередь, во всем объеме более низкую температуру, претерпевает шоковое охлаждение. Создание ступенчатого температурного профиля в аппарате приводит к образованию суспензии с неоднородным гранулометрическим составом твердой фазы (кристаллов парафина), т. е. снижение скорости фильтрования суспензии и понижению эффективности ее разделения.

Согласно известному способу расплавленное парафиносодержащее сырье подают в первую секцию горизонтального многосекционного аппарата, где охлаждают путем смешения с холодным растворителем, раствором фильтрата или их смесью. Сырьевая смесь движется в аппарате самотеком, образуя свободный уровень в каждой секции.

Перемешивание в каждой секции, разделенной на две зоны, производят путем пульсационного воздействия (с заданной частотой) на одну из зон каждой секции, обеспечивая возвратно-поступательное движение сырьевой смеси из одной зоны секции в другую с одновременной подачей в сырьевую смесь холодного растворителя, раствора фильтрата или их смеси.

Полученную в аппарате суспензию доохлаждают в скребковых кристаллизаторах до температуры фильтрования и затем на вакуумных барабанных фильтрах отделяют раствор масла от кристаллов парафина. К недостаткам этого способа следует отнести то, что режим перемещения сырьевого потока из секций в секцию и смешения потока с холодным растворителем приводит к созданию ступенчатого температурного профиля в аппарате. Сырьевая смесь, попадая из предыдущей секции в следующую, имеющую во всем объеме более низкую температуру, испытывает шоковое охлаждение. В результате образуется суспензия с неоднородным гранулометрическим составом кристаллов парафина, при фильтрации которой снижается скорость фильтрования и эффективность разделения суспензии - выход депарафинированного масла при повышении скорости масла в гаче (парафине).

Кроме того, необходимость пульсационного воздействия во всех секциях аппарата приводит к значительным энергозатратам на осуществление процесса.

Цель изобретения - обеспечение более высоких скоростей фильтрования, повышение выхода депарафинированного масла, улучшение качества парафинов и снижение энергозатрат в процессе депарафинизации и обесмасливания нефтяного сырья.

Поставленная цель достигается тем, что смешение сырья с холодным растворителем, фильтратом или их смесью осуществляют путем пульсационного воздействия на весь объем сырьевой смеси, заполняющей вертикально установленный многосекционный аппарат, обеспечивая возвратно-поступательное движение сырьевой смеси с перетоках между секциями, с одновременной непрерывной подачей в эти перетоки холодного растворителя, фильтрата или их смеси.

Пульсационное воздействие на сырьевую смесь сообщают известными методами, в частности с помощью импульсов инертного газа, периодически подаваемых в пульсокамеру, соединенную с аппаратом под нижней секций. Частота пульсации инертного газа лежит в пределах 30 - 90 мин-1. Возвратно-поступательное движение в перетоках и конфигурация секций обеспечивает создание режима перемешивания, исключающего шоковое охлаждение сырьевой смеси в аппарате. Кристаллы парафина, образующиеся в соответствии с предлагаемым способом имеют однородный гранулометрический состав, и полученная в аппарате суспензия после доохлаждения в скребковых кристаллизаторах обладает высокими фильтрационными свойствами. Кроме того, пульсационное воздействие, осуществляемое во всем аппарате посредством одной пульсокамеры, существенно снижает энергозатраты на перемешивание сырьевой смеси.

Сущность способа поясняется схемами, приведенными на фиг. 1, 2. Сырье 1, (см. фиг. 1) разогретое до температуры, превышающей температуре насыщения парафином, подают в кристаллизатор 2, представляющий собой вертикальную колонну, соединенную с пульсокамерой 3 трубопроводом 4. Аппарат оснащен перегородками 5 с перетоками 6 и перегородками 7 с перетоками - соплами 8. Чередование этих перегородок образует секции. Сопла 8 соединены с вводами холодного растворителя 9. Кристаллизатор заполнен сырьевой смесью до уровня выхода суспензии 10. Пульсационное воздействие 25 на сырьевую смесь в пульсокамере 3 осуществляют пульсатором 23, который с частотой 30 - 90 мин-1 поочередно соединяет полость пульсокамеры с линией сжатия газа 24 и линией выхлопа 26, в которой поддерживается атмосферное давление.

Во время импульса давления в пульсокамере 3 движение вытесняемой из пульсокамеры жидкость обеспечивает переток сырьевой смеси вверх по колонне. При этом высокоскоростное течение в соплах 8 приводит к интенсивному перемешиванию холодного растворителя, поступающего в вводы 9, с сырьевым потоком. При выхлопе газа из пульсокамеры происходит переток сырьевой смеси (за счет перепада уровней в колонне и пульсокамере) в обратном направлении - вниз по колонне. При этом также обеспечивается перемешивание холодного растворителя, поступающего в сопла 8 через вводы, с сырьевым потоком.

Совершая пульсационные колебания, сырьевая смесь движется вверх по колонне - это движение обусловлено непрерывным поступлением в колонну сырья и холодного растворителя. Сырьевой поток, двигаясь вверх от секции к секции, охлаждается по мере разбавления холодным растворителем (раствором фильтрата) и переливается через выход суспензии 10. Схема пресса получения парафинов и масел, осуществляемого в соответствии в предлагаемыми способом показана на фиг. 2. Суспензию из кристаллизатора 2 подают в испарительные скребковые кристаллизаторы 11 для доохлаждения до температуры фильтрации.

Соотношение растворитель: сырье в суспензии, подаваемой на первую ступень фильтрации, находится в пределах от 1,5 : 1 до 10 : 1 мас. ч. (с учетом растворителя, поступающего в кристаллизатор с фильтратом второй ступени). В качестве избирательного растворителя могут быть использованы кетоны с 3 - 6 атомами углерода в молекуле, их смеси друг с другом, с ароматическими углеводородами, эфирами, а также смеси галогенпроизводных углероводородов. Суспензию подают на фильтры первой ступени фильтрации 12, фильтруют, осадок парафина промывают холодным растворителем 13. Осадок с фильтром первой ступени фильтрации 15 после разбавления растворителем 13 подают на фильтры второй ступени фильтрации 16. Осадок парафина на фильтрах второй ступени фильтрации промывают растворителем 13, затем этот осадок подают на регенерацию растворителя по линии 17. Фильтрат первой ступени фильтрации 19 подают в теплообменник 20 для охлаждения растворителя 14, который затем после смешения с фильтратом второй ступени фильтрации 18 и доохлаждения в испарительном холодильнике 21 поступает в кристаллизатор 2 для смешения с сырьем. Фильтрат первой ступени фильтрации 19 после теплообменника 20 поступает на блок регенерации растворителя, где осуществляется отделение растворителя от масла.

Предлагаемый способ был проверен в лабораторных условиях и дал положительные результаты. В качестве сырья процесса деперафинизации используют рафинат фр. 420 - 490оС смеси западно-сибирских нефтей с температурой плавления 35оС и массовой долей парафина 17%.

Пример 1. Расплавленный рафинат, имеющий температуру 60оС, подавали в лабораторную модель шестнадцатисекционного кристаллизатора, моделирующего способ, принятый за прототип. В кристаллизаторе сырье смешивали с холодным растворителем (метилэтилкетон: толуол 60 : 40 об. % ) и раствором фильтрата второй ступени. Суммарная кратность разбавления рафината составляла 3 мас. ч. на 1 мас. ч. сырья - 2 части приходится на холодный растворитель, одна часть на раствор фильтрата второй ступени фильтрации.

Температура охлажденной смеси растворителя с раствором фильтрата второй ступени - минус 20оС. Перемешивание осуществляли пульсацией инертного газа с частотой 40 мин-1. Импульсы подавали в 16 пульсокамер, которыми оснащен горизонтальный кристаллизатор.

Температура суспензии на выходе из пульсационного кристаллизатора - минус 8оС. Средняя скорость охлаждения в секциях аппарата не превышала 2 град/м ин, снижение температуры в каждой секции находилось в пределах 2,8 - 5,0оС. Полученную суспензию доохлаждали в лабораторном кристаллизаторе до температуры минус 25оС. Такую же температуру имел свежий растворитель (МЭК : толуол 60 : 40 об. % ), который использовали для промывки осадка и разбавления осадка перед последующей ступенью разделения. Осадок на первой ступени фильтрации промывали 1,3 мас. ч. на сырье свежего растворителя. Затем осадок разбавляли растворителем в соотношении 1,2 мас. ч. на сырье. На второй ступени температура фильтрации составляла минус 20оС, осадок промывали свежим растворителем, имеющим такую же температуру, в соотношении 0,25 мас. ч. на сырье.

Результаты опроса: скорость фильтрации, содержанием масла в осадке второй ступени фильтрации (гаче), выход депарафинированного масла приведена в таблице.

Пример 2. Расплавленный рафинат с температурой 60оС подавали в лабораторную модель шестнадцатисекционного кристаллизатора, обеспечивающего моделирование предлагаемого способа. В кристаллизаторе сырье смешивали с холодным растворителем (состав которого тот же, что в примере 1) и раствором фильтрата второй ступени.

Суммарная кратность разбавления рафината и соотношение между количеством растворителя и раствором фильтрата второй ступени фильтрации, температуры холодного растворителя и раствора фильтрата второй ступени те же, что в примере 1.

Перемешивание осуществляли пульсацией инертного газа в пульсокамере, соединенной с нижней частью кристаллизатора. Частота пульсации, средняя скорость охлаждения в секциях кристаллизатора, снижение температуры в секциях, режим фильтрации осадков на обеих ступенях те же, что в примере 1. Результаты определения скорости фильтрации, содержания масла в осадке второй ступени фильтрации (гаче), выхода депарафинированного масла приведены в таблице.

Данные, представленные в таблице, позволяют сделать вывод, что депарафинизация сырья в соответствии с предлагаемым способом обеспечивает повышение относительной скорости фильтрования на 15 - 20% , увеличение отбора депарафинированного масла на 2,8% по сравнению с известным способом. Кроме этого расчета показали, что пульсационное перемешивание всего объема сырьевой смеси посредством одной пульсационной камеры вместо пульсационного воздействия в каждой секции, оборудованной пульсокамерой, позволяет снизить расход инертного газа на пульсацию и, соответственно, - расход электроэнергии на его компремирование в 5 - 7 раз. Экономическая эффективность предлагаемого способа может быть ориентировочно оценена по увеличению выработки целевого продукта - депарафинированного масла - за счет повышения его отбора и увеличения производительности по сырью, обусловленного ростом скорости фильтрования суспензии. (56) Патент ФРГ N 2117174, кл. C 10 G 43/08, 1972.

Патент США N 4145275, кл. 208-33, 1979.
Авторское свидетельство СССР N 977479, кл. C 10 G 73/06, 1982.
Патент США N 4514280, кл. 208-33, 1985.
Авторское свидетельство СССР N 1735344, кл. C 10 G 73/06, 1990

С анализом российского рынка парафинов Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок твердых и жидких парафинов в России».

Яковлев С.П.; Каламбет И.А.; Дерех П.А.; Хвостенко Н.Н.; Блохинов В.Ф.; Прошин Н.Н.; Лукошкин П.Е.; Кочулин В.Н.

Производственное объединение "Ярославнефтеоргсинтез