ПРИСАДКА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ТЯЖЕЛЫХ ФРАКЦИЙ НЕФТИ
VISCOSITY-REDUCING ADDITIVE FOR HEAVY OIL FRACTIONS

Изобретение относится к нефтепереработке и позволяет улучшить качество тяжелых фракций нефти.
Известно котельное топливо (патент РФ №2139317), содержащее смесь нефтепродуктов и легкие фракции переработки нефти, в качестве присадок, снижающих вязкость, полученную смесь подвергают гидродинамической кавитационной обработке.
Недостатками этого состава являются высокая вязкость получаемого продукта, низкая стабильность и необходимость проведения кавитационной обработки.
Известно топливо для котельной (патент России №2459862) на основе тяжелой нефтяной фракции, нефтешлама и побочного продукта переработки сланцевого масла - полимеров молекулярной массы 5000-7000, содержащих не более 0,05% серы и растворимых в гудроне, при следующем соотношении компонентов, % масс.:
нефтешлам
30-70
полимеры
3-10
тяжелая нефтяная фракция
остальное
В данном изобретении присадками, снижающими вязкость тяжелой нефтяной фракции, являются нефтешлам и полимеры молекулярной массы 5000-7000.
Получаемое топливо обладает высокой вязкостью, что усложняет его перекачку по трубопроводам, и низкой стабильностью.
Наиболее близким по технической сущности является котельное топливо (патент РФ №2500792, C10L 1/08, 2013 г.), содержащее тяжелую нефтяную фракцию и стабилизатор - отход производства растительных масел - карбоксилат натрия при следующем соотношении компонентов, % масс.:
карбоксилат натрия
20-30
тяжелая нефтяная фракция
остальное
Недостатками получаемого топлива являются высокая вязкость, что усложняет его перекачку по трубопроводам, и низкая стабильность.
Такие тяжелые фракции нефти, как гудроны являются остатком после отгона из нефти топливных и масляных фракций и используются в основном для получения битумов. Из тяжелых гудронов при стандартных режимах окисления качественные дорожные битумы получить не удается. При окислении осерненных гудронов получается жесткий малопластичный битум.
Задачей изобретения является разработка присадки для снижения вязкости, тяжелых фракций нефти - гудронов, определение количества добавляемой присадки и достижение высокой стабильности полученной смеси.
Техническим результатом является снижение вязкости тяжелых фракций нефти - гудронов при добавлении к ним предлагаемой присадки и повышение стабильности полученной смеси.
Технический результат достигается тем, что присадка для снижения вязкости тяжелых фракций нефти - гудронов представляет собой карбоксилат натрия - отход производства растительных масел, добавляемый к тяжелым фракциям нефти - гудронам в количестве 20-50% масс.
Карбоксилат натрия представляет собой натриевые соли жирных кислот, получаемые при переработке щелочных отходов, которые образуются при обработке растительных масел едким натром. Это пастообразное вещество светло-коричневого или коричневого цвета, содержащее не менее 25% жиров, 9-28% мыл и 0,2-0,4% свободной щелочи.
Гудрон - густой смолистый остаток после отгона от нефти топливных и масляных фракций. В случае неглубокого отбора масляных фракций остаток называется гудроном масляным.
Добавление карбоксилата натрия к тяжелым фракциям нефти создает устойчивую эмульсию с низкой вязкостью и высокой стабильностью. Это позволяет получать качественный битум, а также утилизировать отходы производства растительных масел.
Таким образом, существенные признаки, изложенные в формуле изобретения, обеспечивают желаемый технический результат, а именно снижение вязкости тяжелых фракций нефти - гудронов и увеличение стабильности полученной смеси, что позволяет длительное хранение ее в резервуарах и легкую перекачку по трубопроводам.
Улучшенные тяжелые фракции нефти - гудроны получают путем смешения карбоксилата натрия и гудрона, или гудрона масляного. Компоненты предварительно нагревают: карбоксилат натрия до 35-40°C, а тяжелые фракции нефти - до 60-70°C, перемешивание проводят при температуре 60-70°C до устойчивой эмульсии в течение 30-40 минут.
Смеси карбоксилата натрия и тяжелых фракций нефти - гудронов могут применяться при получении битумов, а также улучшать свойства гудрона масляного, применяемого в качестве мягчителя резиновых смесей или в строительстве.
3
3
100
Качество получаемых смесей иллюстрируют нижеприведенные примеры. В качестве компонентов использовали: тяжелый осерненный гудрон из арланской нефти плотностью 0,986 г/см, содержащий 3,1% серы, с температурой застывания 49°C и температурой вспышки в открытом тигле 302°C, гудрон западно-сибирской нефти плотностью 0,980 г/см, содержащий 1,9% серы, с температурой застывания 34°C и температурой вспышки в открытом тигле 340°C, и гудрон масляный, имеющий вязкость ВУ=30-45 и температуру вспышки в открытом тигле 260°C, карбоксилат натрия производства ОАО «Краснодармаслозавод».
Из смеси гудрона и карбоксилата натрия получают качественные дорожные и кровельные битумы, а смесь карбоксилата натрия и гудрона масляного является хорошим мягчителем резиновых смесей и добавкой к дорожным покрытиям.
3
Смеси получали на опытной установке ОАО «Краснодарэконефть», снабженной скоростной мешалкой (до 3000 об/мин), резервуарами и насосами. Смесям определяли вязкость условную при 100°C на вискозиметре марки ВЗ ВУМ 868, содержание серы, температуру размягчения и стабильность. Из смеси гудрона и карбоксилата натрия получали битум на установке ОАО «Краснодарэконефть» путем окисления воздухом при температуре 260-270°C, давлении 0,5 МПа и расходе воздуха 250 м/т сырья. Битумам определяли глубину проникновения иглы по ГОСТ 11501, температуру размягчения по кольцу и шару по ГОСТ 11506, вязкость по ГОСТ 11503, температуру вспышки по ГОСТ 4333 и испытание на сцепление с мрамором или песком по ГОСТ 11508.
Пример №1
20% масс. карбоксилата натрия нагревают до 40°C и смешивают с 80% масс. гудрона западно-сибирской нефти, предварительно нагретого до 70°C, в резервуаре, снабженном скоростной мешалкой, и перемешивают при этой температуре в течение 40 минут. Полученную смесь анализируют и отправляют на битумную установку. Результаты анализов представлены в таблицах №1 и 2.
Пример №2
Получение смеси и битума осуществляют по примеру №1 с той разницей, что берут 40% масс. карбоксилата натрия и 60% масс. гудрона западно-сибирской нефти. Полученную смесь анализируют и отправляют на битумную установку. Результаты анализов представлены в таблицах №1 и 2.
Пример №3
Получение смеси и битума осуществляют по примеру №1 с той разницей, что берут 50% масс. карбоксилата натрия и 50% масс. гудрона арланской нефти. Полученную смесь анализируют и отправляют на битумную установку. Результаты анализов представлены в таблицах №1 и 2.
Пример №4
Смешением 40% масс. карбоксилата натрия и 60% масс. гудрона масляного получают гудрон с низкой вязкостью (см. таблицу №1), применяемый в качестве мягчителя резиновых смесей и добавки к дорожным покрытиям.
Пример №5 (сравнительный)
Получение смеси и битума осуществляют по примеру №1 с той разницей, что берут 60% масс. карбоксилата натрия и 40% масс. гудрона западно-сибирской нефти. Полученную смесь анализируют и отправляют на битумную установку. Результаты анализов представлены в таблицах №1 и 2.
Представленные результаты показывают низкую вязкость и высокую стабильность получаемых смесей. Эти качества позволяют легко перекачивать смеси по трубопроводам и ускоряют процесс выпадения механических примесей. Смеси карбоксилата натрия с гудроном пригодны для получения битумов дорожных жидких и кровельных, качество которых выше требований ГОСТ. Нефтяные дорожные битумы марок СГ получают путем разжижения вязких битумов легкими нефтепродуктами. Предложенное изобретение исключает этот процесс и экономит нефтепродукты, предназначенные для разжижения. Кроме того, следует отметить, что применение данного изобретения позволяет использовать отход производства растительных масел, что решит вопрос с его утилизацией.
Однако увеличение количества добавляемого карбоксилата натрия выше заявленного (пр. №5) приводит к получению некачественного битума, а снижение его не улучшает свойств гудрона.
Кроме того, следует учесть, что в гудронах концентрируются металлы нефти, а добавка карбоксилата натрия позволяет снизить их содержание в получаемом битуме.