Спосіб селективного очищення масляних фракцій нафти від поліциклічних ароматичних сполук

Винахід належить до хімічної або нафтопереробної промисловості й може знайти застосування при очищенні нафтових масляних фракцій нафти від поліциклічних ароматичних вуглеводнів, що погіршують якість масел. Відомі способи очищення нафтових масел від небажаних домішок рідинною екстракцією, з використанням як селективних розчинників фенолу, фурфуролу, N-метилпирролидона [див. книгу Черножуков Н.И. «Технология переработки нефти и газа». Μ., Химия, 1978. -с.93-95]. Однак ці способи недостатньо ефективні у зв'язку з низькими екстракційними властивостями використовуваних розчинників (низька селективность або низька розчинююча здатність экстрагентов стосовно виділюваних компонентів). Відомий також спосіб очищення масляних фракцій нафти селективними розчинниками в присутності поверхнево-активних речовин (ПАР), наприклад, ПСМ-200, де кількість що додає ПАР становить від 0,002 до 0,02мол.% на сировину [див. журнал «Химия и технология топлив и масел». 1992, №2, с.22]. Такий спосіб характеризується недостатнім ступенем впливу ПАР (ПСМ-200) на селективность розчинника стосовно поліциклічних ароматичних сполук, що виражається в незначному підвищенні виходу рафіната без поліпшення його якості. Найбільш близьким до передбачуваного винаходу є спосіб очищення масляних фракцій нафти селективними розчинниками в присутності ПАР-1, загальної формули, наведеної в описі [до патенту РФ №2081149, кл. С10G21/16]. Відповідно способу по [патенту №2081149] очищення нафтови х масел проводять в 3 щаблі в реакторі, постаченому мішалкою, за допомогою відомих розчинників (фенол, фурфурол, N-метилпіролідон) у присутності подаваного в сировину ПАР: 1,1-біс(політоксин) - 2 0 гептадеценіл-2-імідазоліній ацетату. Після проведення процесу емульсія відстоюється, рафінатна частина відокремлюється від екстракційної з наступним відгоном розчинника й поверненням його в цикл. Якість рафіната оцінюється за індексом в'язкості, змісту важкої ароматики й асфальтосмолистих речовин. Недоліком відомого способу є подорожчання й підвищена складність процесу екстракції, пов'язані з застосуванням ПАР, а також ведення процесу при підвищеній температурі, що також веде до енергетичних витрат. Цей винахід спрямований на рішення завдання: зниження змісту поліциклічних ароматичних вуглеводнів у вихідному продукті без застосування поверхнево-активних речовин, ускладнюючих й удорожаючих процес очищення, ведення процесу при зниженій температурі, а також скорочення втрат розчинника. Для одержання цього технічного результату в пропонованому способі селективного очищення масляних фракцій нафти від поліциклічних ароматичних сполук шляхом ступінчастої рідинної екстракції селективним розчинником, сировину попередньо змішують з низькокиплячим вуглеводним розчинником, як селективного розчинника використують диметилсульфоксид й очищення проводять при температурах 40-55°С. Завдяки відмітним ознакам, а саме тому, що як селективний розчинник, використовується диметилсульфоксид, а кожен попередній ступінь очищення проводять з використанням відпрацьованого екстрактного розчину, узятого з наступного ступеня, при цьому вихідний продукт попередньо змішують з проміжним низькокиплячим вуглеводним розчинником, стало можливим одержувати очищене масло з низьким змістом поліциклічних ароматичних сполук без використання поверхнево-активних речовин, ускладнючих й удорожаючих процес очищення, а також знизити втрати розчинника й скоротити енергетичні витрати. Спосіб здійснюється в такий спосіб. Селективне очищення масляних фракцій нафти проводять в 3-4 ступені в реакторі, невмисному мішалкою. Перед початком процесу вихідний продукт змішують з проміжним низькокиплячим вуглеводневим розчинником, що необхідно для зниження в'язкості масла й поліпшення контакту фаз, після чого в суміш завантажується диметилсульфоксид. Диметилсульфоксид- (СН3)2SО-мол.м. 78,13 є гігроскопічною рідиною без кольору і запаху з температурою кипіння 189°С. Добре розчиняє багато органічних і неорганічних сполук, підвищує швидкість реакцій. Широко використається в промисловості як компонент косметичних і лікарських засобів. ДМСО – малотоксичний. Одержують окислюванням (СН3)2S киснем повітря в присутності оксидів азоту або інших сполук - переносників О2. Селективне очищення нафтови х масляних фракцій ведеться при масовому співвідношенні - вихідний продукт: проміжний розчинник: ДМСО як 1:0,5:4 на кожній стадії очищення. Час перемішування 20хв., відстоювання - 30хв. при тій же температурі. Температура по стадіях очищення становить 40°, 45°, 55°С, після кожного ступеня екстрактний розчин зливають, а в рафінат додають відпрацьований екстрактний розчин, узятий з наступного ступеня очищення. При температурі нижче 40°С розчинність ПЦА в диметилсульфоксиді знижується й тому кількість виділюваних з масляної сировини поліциклічних ароматичних вуглеводнів знижується. При збільшенні температури вище 55°С крім ПЦА будуть виділятися цінні ароматичні вуглеводні внаслідок їхньої розчинності при цій температурі. Після закінчення процесу розчинники відганяються від рафіната звичайними відомими способами. Приклади здійснення способу: Приклад №1. Очищення пластифікатора нафтового, що містить 7,8% поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПЦА), у розчині бензину (проміжний розчинник) проводять в 3 ступені в скляному реакторі, постаченому мішалкою, за допомогою ДМСО. Масове співвідношення: пластифікатор: бензин-розчинник: ДМСО становить 1:0,5:4 на кожному ступені. Час перемішування - 20хв., відстоювання - 30хв. при тій же температурі. Температура по ступенях очищення 40°, 45°, 50°С, після кожного ступеня очищення екстрактний розчин зливають, а рафінатний змішують з свіжим або регенерованим ДМСО. Розчинники відганяють від рафіната під вакуумом. Вміст ПЦА в ра фінаті становить 2,2%, вихід рафіната 87%. Вміст ПЦА в екстракті становить 40%. Приклад №2. Очищення пластифікатора нафтового, що містить 7,8% ПЦА, у розчині бензину (проміжний розчинник) проводять за прикладом 1 з наступними змінами: очищення проводять в 4 ступені, на 1-у ступень подають екстрактний розчин з 2-ий ступень, на другу - з третьої, на третю - з четвертої, на четвертий ступень подають свіжий або регенерований ДМСО. Температура по щаблях підтримується 40°, 45°, 50°, 55°С. Проведено 15 робочих циклів. Зміст ПЦА в рафінаті становить 2,3% %, вихід рафіната 90%. Вміст ПЦА в екстракті становить 60%. Приклад №3. Очищення компаундированного нафтового масла, що містить 10,0% ПЦА проводять за прикладом 2. Вміст ПЦА в очи щеному маслі становить 2,8%%, вихід рафіната 90%. Вміст ПЦА в екстракті становить 60%. Приклад №4. Очищення пластифікатора (масло ПН-6ш), що містить 7,7% ПЦА, у розчині бензину (проміжний розчинник) за допомогою ДМСО проводять в 3 ступені в сталевому реакторі ємнісного типу з робочим об'ємом 3м 3, постаченому мішалкою. На перший ступень очищення подають екстрактний розчин з другого ступеня, на другу з третьої, на третю свіжий (регенерований) ДМСО. Температура по ступенях очищення й співвідношення компонентів підтримується за прикладом 1. Вміст ПЦА в рафінаті становить 2,5%, вихід рафіната 92%. Вміст ПЦА в екстракті становить 70%. Приклад №5. Очищення пластифікатора нафтового, утримуючого 7,8% поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПЦА), у розчині бензину (проміжний розчинник) проводять в 3 ступені в скляному реакторі, постаченому мішалкою, за допомогою фур фуролу. Масове співвідношення: пластифікатор : бензин-розчинник : фур фурол становить 1:0,5:4 на кожному щаблі. Час перемішування - 20хв., відстоювання - 30хв. при тій же температурі. Температура по щаблях очищення 50°, 55°, 60°С, після кожного ступеня очищення екстрактний розчин зливають, а рафінатний змішують з фурфуролом. Розчинники відганяють від рафіната під вакуумом. Вміст ПЦА в рафінаті становить 3,5%, вихід рафіната 60%. Вміст ПЦА в екстракті становить 20%. У таблиці приводяться порівняльні властивості вихідної сировини й готового пластифікатора, очищеного по пропонованому способі, де 1 вихідний продукт, 2 -очищений. Таблиця Властивості ви хідної сировини й готового пластифікатора Показник Кінематична в'язкість при 100°С,мм 2/з Густина при 20°С, г/см 3 Показник заломлення Анілінова точка, °С Дос 1 Дос 2 Дос 3 Дос 4 1 2 1 2 1 2 1 2 46 35 46 37 35 27 32 26 0,954 1,545 65 0,951 1,533 68 0,954 1,545 65 0,951 1,537 68 0,957 1,556 60 0,953 1,534 68 0,954 1,541 67 0,951 1,534 69 Пропонований спосіб дозволяє вирішити завдання ефективного очищення масляних фракцій нафти від поліциклічних ароматичних вуглеводнів з трьома й більше кільцями з збереженням високого змісту ароматичних вуглеводнів без використання ПАР, ускладнючих й удорожаючих процес очищення. При цьому економія экстрагенту становить 30-40%, а також на 10-15% знижуються енергетичні витрати, оскільки процес ведеться при досить низькій температурі.