СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАНЦЕРОГЕННО БЕЗОПАСНОГО МАСЛА ДЛЯ КАУЧУКОВОЙ И ШИННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
PROCEDURE FOR PRODUCTION OF CANCEROGENIC SAFE OIL FOR RUBBER AND TYRE INDUSTRY

Изобретение относится к области нефтепереработки, а более конкретно к производству нефтяных масел или масел-мягчителей, применяемых в каучуковой и шинной промышленностях.
Наиболее близким по существу и достигаемому техническому результату относительно предлагаемого способа является способ получения канцерогенно безопасного масла, описанный в патенте US №6248929 от 19.06.2001 г., МКИ C07C 1/00 [1]. Этот способ направлен на получение канцерогенно безопасного масла, которое содержит в своем составе не более 3% полициклических ароматических углеводородов, определяемых методом IP 346 [1] и включает в себя следующие операции: приготовление масляного сырья из сырой нефти путем ее вакуумной перегонки и последующей пропановой деасфальтизации вакуумного остатка; последующую экстракцию масляного сырья с использованием избирательного растворителя и образованием первого рафинатного и первого экстрактного растворов; последующее охлаждение первого экстрактного раствора с образованием второго рафинатного и второго экстрактного растворов и дальнейшую отгонку избирательного растворителя из второго рафинатного раствора с получением второго рафината - масла-мягчителя, который используется в каучуковой и шинной промышленности.
В этом известном способе операция охлаждения первого экстрактного раствора осуществляется без регулировки температурного режима между вторым рафинатным и вторым экстрактным растворами, поэтому выход и качество готового второго рафината - масла-мягчителя достаточно низкие, а именно выход масла в 4-5 раз ниже по сравнению с выходом масла, получаемого предлагаемым способом. Анилиновая точка, как основной показатель качества масла, на 20-40°C выше, чем масла, получаемого предлагаемым способом, а как известно [2-6], чем выше значение анилиновой точки, тем ниже качество масла для производства каучуков и шин.
В основу изобретения положена задача разработать такой способ получения канцерогенно безопасного масла, который обеспечивал бы повышение выхода и качества получаемого масла.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе из сырой нефти путем ее вакуумной перегонки и последующей пропановой деасфальтизации вакуумного остатка приготавливают масляное сырье, затем сырье подвергают экстракции в присутствии избирательного растворителя с образованием первого рафинатного и первого экстрактного растворов, осуществляют последующее охлаждение первого экстрактного раствора до образования второго рафинатного и второго экстрактного растворов и производят дальнейшую отгонку избирательного растворителя из второго рафинатного раствора с получением второго рафината-масла, согласно изобретению в процессе охлаждения первого экстрактного раствора температуру второго рафинатного раствора поддерживают на 5-20°C ниже температуры экстракции первых рафинатного и экстрактного растворов, а температуру второго экстрактного раствора поддерживают на 5-30°C ниже температуры второго рафинатного раствора.
Благодаря регулировке температурного режима охлаждения выход готового масла-мягчителя значительно повышается и составяет 21,9% против 5,4% по прототипу. При этом значение анилиновой точки у готового масла составляет 55°C против 85°C по прототипу. Это объясняется тем, что в результате создания разности температур между вторым рафинатным и вторым экстрактным растворами появляется дополнительная движущая сила по перераспределению компонентов между экстрагируемыми фазами. Часть компонентов из второго экстрактного раствора переходит во второй рафинатный раствор, что увеличивает выход готового масла-мягчителя. А часть компонентов из второго рафинатного раствора переходит в экстрактную фазу, что сказывается на качестве второго рафината-масла.
Также согласно изобретению в процессе охлаждения первого экстрактного раствора дополнительно подают антирастворитель - воду - в концентрации до 1 мас.% в расчете на первый экстрактный раствор. В результате подачи воды увеличивается выход готового масла дополнительно на 5-7% и повышается значение анилиновой точки. Увеличение выхода готового масла объясняется тем, что добавление воды снижает растворяющую способность избирательного растворителя. Снижение качества масла указывает на то, что вместе со снижением растворяющей способности снижаются и избирательные свойства растворителя.
Также согласно изобретению целесообразно добавлять в готовое масло до 5 мас.% алкилфенольных соединений. В результате такой добавки значение анилиновой точки снижается на 5-10°C, что свидетельствует о повышении качества масла. Это повышение качества объясняется тем, что алкилфенольные соединения являются ароматическими соединениями, и их синергетическое взаимодействие в готовом масле с нефтяными ароматическими соединениями приводит к снижению значений анилиновой точки.
Предлагаемый способ осуществляется по технологической схеме, изображенной на прилагаемом чертеже. Способ заключается в следующем. Сырую нефть (А) нагревают и направляют на вакуумную перегонку (1), где происходит отделение от вакуумного остатка (Б) более легких нефтяных фракций. Вакуумный остаток >500°C поступает на деасфальтизацию (2), где при температуре 80°C, кратности жидкого пропана (В) к вакуумному остатку, равной 7:1 (мас.), и давлении 4,0 МПа получают масляное сырье (Г), очищенное от асфальта (Д). Полученное масляное сырье направляют на экстракцию (3), где при температуре 77°С в присутствии избирательного растворителя N-метилпирролидона (Е) и кратности растворителя к масляному сырью, равной 2:1 (мас.), получают первый рафинатный раствор (Ж), представляющий собой смесь очищенного от экстрактных компонентов масляного сырья с частью избирательного растворителя (Е), которая удаляется с первым рафинатным раствором (Ж). Также при экстракции (З) получают первый экстрактный раствор (3), состоящий из экстрактных компонентов, растворенных в другой части избирательного растворителя (Е). Далее первый экстрактный раствор (З) направляют на охлаждение (4). При охлаждении первого экстрактного раствора, как в прототипе, вследствие снижения растворяющей способности растворителя происходит образование второго рафинатного и второго экстрактного растворов, несмотря на то, что стадия охлаждения не является экстракцией. Охлаждение (4) осуществляют в вертикальной емкости, оборудованной рубашками охлаждения, расположенными соответственно в верхней и нижней частях емкости. В каждую из рубашек подается вода-теплоноситель. При этом в верхнюю рубашку подается теплоноситель с температурой, обеспечивающей поддержание температуры второго рафинатного раствора (И) на 5-20°С ниже температуры экстракции первых рафинатного и экстрактного растворов. В нижнюю рубашку подается теплоноситель с температурой, обеспечивающей поддержание температуры второго экстрактного раствора (К) на 5-30°С ниже температуры второго рафинатного раствора.
Далее предлагаемый способ будет конкретно описан в примерах.
Пример 1
В соответствии с описанной выше технологией первый экстрактный раствор (З) при температуре 77°С направлен на охлаждение, при этом образовавшиеся две несмешиваемые фазы выдерживают при различных температурах: второй рафинатный раствор (И) при температуре 72°С, а второй экстрактный раствор (К) выдерживают при температуре 25°С. После 30-минутного выдерживания и установления равновесия между двумя фазами второй экстрактный раствор (К) удаляют, а от второго рафинатного раствора (И) отгоняют растворитель и получают второй рафинат-масло, как готовый продукт, т.е. масло-мягчитель.
Полученное масло соответствует норме канцерогенной безопасности, т.к. значение показателя IP 346 не превышает нормативных 3% и составляет 2,7%. Выход масла составляет 21,9%, а значение анилиновой точки составляет 55°С.
Все остальные примеры, с вариантами изменения температурного режима охлаждения первого экстрактного раствора, с добавкой антирастворителя воды и алкилфенольного соединения АФК (алкилфенолят кальция) сведены в таблицу.
Источники информации
1. Патент US №6248929 от 19.06.2001 г. «Rubber process о il and production process thereof».
2. Авторское свидетельство СССР №539938 от 13.06.1975 г. «Способ получения нефтяного ароматического наполнителя для каучука и резины».
3. Авторское свидетельство СССР №732359 от 23.08.1977 г. «Способ получения наполнителей и мягчителей каучука и резины».
4. Патент RU №2072384 от 22.12.1993 г. «Способ получения мягчителя для резиновых смесей».
5. Патент RU №2156256 от 01.09.1999 г. «Способ получения нефтяных мягчителей».
6. Патент RU №2133260 от 01.05.1998 г. «Способ получения мягчителя и мягчитель».