СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ В ПРОЦЕССАХ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ И ОБЕЗМАСЛИВАНИЯ
METHOD OF REGENERATING SOLVENT IN DEWAXING AND DEOILING PROCESSES

Изобретение относится к способам регенерации растворителя в процессах депарафинизации масел, обезмасливания парафинов, комбинированных процессах депарафинизации-обезмасливания и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемым результатам является способ регенерации растворителя из растворов депарафинированных масел, гачей, парафинов, фильтратов обезмасливания в процессах депарафинизации, обезмасливания и комбинированных процессах депарафинизации-обезмасливания (Технология переработки нефти и газа. Ч.3/Черножуков Н.И. Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов. - М.: Химия, 1978.- 424 с. ил.).
Согласно этому способу выделение растворителя из этих потоков осуществляют сначала в последовательно включенных ректификационных колоннах, работающих при избыточном давлении, при повышении температуры потоков, из которых извлекается растворитель. Далее эти потоки направляются в отпарные колонны, также работающие при избыточном давлении, в которые подается острый водяной пар для снижения парциального давления компонентов растворителя.
Удаление остатков растворителя в отпарных колоннах обеспечивает более полное его извлечение из депарафинированного масла и гача в процессах депарафинизации, парафина и фильтрата обезмасливания в процессах обезмасливания гача, депарафинированного масла, парафина и фильтрата обезмасливания в комбинированных процессах депарафинизации-обезмасливания. Таким образом, достигается требуемая температура вспышки этих продуктов, и сводятся к минимуму потери растворителя, который из отпарных колонн возвращается в систему обводненного растворителя установки.
Недостатком способа, принятого за прототип, является то, что подача водяного пара в отпарные колонны приводит к тому, что потоки, поступающие в отпарные колонны, содержащие количество воды, соответствующее показателю «отсутствие», на выходе из отпарных колонн имеют содержание воды 0,03% масс. (соответствует показателю «следы») и выше.
Современные требования к депарафинированному маслу не допускают такое содержание воды, приемлемым является показатель «отсутствие». Это приводит к тому, что для дополнительного извлечения воды и достижения требуемого показателя по ее остаточному содержанию в потоке регенерации растворителя из депарафинированного масла после отпарной колонны устанавливают дополнительную вакуумную колонну, разрежение в которой создается эжектором, рабочим потоком в котором является острый водяной пар.
Таким образом, подача острого водяного пара в отпарные колонны для дополнительного извлечения остатков растворителя - достижения требуемой температуры вспышки - приводит к повышению энергопотребления в отделении регенерации установки и обводнению потоков, осушенных в предыдущих колоннах. В результате содержание воды в депарафинированном масле не отвечает современным требованиям к этому показателю.
Водяной пар, подаваемый в отпарные колонны, после охлаждения и конденсации с парами растворителя поступает в виде водного раствора растворителя в отстойник - емкость обводненного растворителя, - в котором в результате декантации образуется водная фаза.
Водная фаза подается в азеотропную (кетоновую) колонну, с верха которой отводится азеотропная смесь метилэтилкетон - вода, поступающая в емкость обводненного растворителя, с низа - вода, дренируемая в промышленную канализацию. Это существенно ухудшает экологическую обстановку на производстве.
Целью заявленного способа является получение продуктов с требуемым содержанием воды, снижение энергопотребления в процессе регенерации растворителя, повышение экологической безопасности производства.
Поставленная цель достигается способом регенерации растворителя из растворов депарафинированных масел, гачей, парафинов, фильтратов обезмасливания в процессах депарафинизации, обезмасливания и комбинированных процессах депарафинизации-обезмасливания, согласно которому растворитель сначала отгоняется в последовательно включенных ректификационных колоннах при повышении температуры потоков, из которых извлекается растворитель. Затем эти потоки поступают в отпарные колонны, в которые для снижения парциального давления компонентов растворителя подается азот. В отпарных колоннах создается вакуум путем откачки смеси азота и паров растворителя вакуумным насосом.
Существенным отличительным признаком предложенного способа является то, что в качестве потока, снижающего парциальное давление компонентов растворителя, используется азот. Сочетание с вакуумом, создаваемым в отпарной колонне, обеспечивает глубину извлечения растворителя из целевых продуктов, обеспечивающую их заданную температуру вспышки при предотвращении их обводнения. Для депарафинированного масла этот показатель находится на уровне «отсутствие». Отсутствие образования обводненного растворителя за счет исключения подачи в отпарные колонны водяного пара приводит к снижению содержания воды во влажном растворителе до практически полного отсутствия. Вместо «влажного» и «сухого» растворителей в системе установки циркулирует растворитель с содержанием воды на уровне «следы».
Указанный отличительный признак предлагаемого технического решения определяет его новизну и изобретательский уровень в сравнении с известным уровнем техники. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».
Анализ известных технических решений по способам позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованиям изобретательского уровня.
Способ поясняется на примере регенерации растворителя на установке депарафинизации (см. фиг.1).
Потоки депарафинированного масла (1) и гача (2), в составе которых присутствуют компоненты растворителя после последовательно включенных колонн, работающих под избыточным давлением, поступают в отпарные колонны (3), (4). В кубовую часть этих колонн подается азот (5), (6).
Смесь азота с парами растворителя (7), (8) из отпарных колонн поступает в холодильник (9), где происходит частичная конденсация паров растворителя. Парогазовая смесь (10) с незначительным присутствием жидкой фазы поступает на прием вакуумного насоса (11), создающего требуемое разрежение в отпарных колоннах.
Предусматривается применение в качестве вакуумсоздающего устройства жидкостно-кольцевого вакуумного насоса, позволяющего откачивать газожидкие потоки. Это обеспечит возможность подавать поток (10) из холодильника (9) непосредственно на прием насоса (11) без включения в схему сепаратора.
С выкида вакуумного насоса поток (12) поступает в емкость (13), где происходит смешение с потоком (14), полученным при конденсации и охлаждении паров растворителя, поступающим в колоннах отгона растворителя из растворов депарафинированного масла и гача, работающих под избыточным давлением.
В емкости (13) происходит полная конденсация компонентов растворителя из потока (12). Поток азота (15) направляется в систему дыхания установки, растворитель (16) поступает в отделения кристаллизации и фильтрования.
Кубовые продукты колонн (3) и (4) являются товарным депарафинированным маслом (17) и гачем (18).
Преимущества предлагаемого способа иллюстрируются приведенными ниже примерами.
Пример 1 (прототип)
Растворы депарафинированного масла и гача получены в результате депарафинизации рафината селективной очистки масляного вакуумного дистиллята фр. 420-490°C, выделенного из смеси западносибирских и ухтинской нефтей. Основные свойства рафината приведены в табл.1. Применяемый растворитель - смесь метилэтилкетона (МЭК) с толуолом с объемным отношением компонентов 60:40%.
3
Производительность установки по рафинату - 24 м/ч, общая объемная кратность растворителя к сырью - 2,7:1.
2
Параметры острого пара - температура 220°C, давление 10 кгс/см.
Принципиальная технологическая схема включения отпарных колонн с обозначением основных потоков, взятая за прототип, приведена на фиг.2.
Потоки депарафинированного масла (40) и гача (41), в составе которых присутствуют компоненты растворителя после последовательно включенных колонн, работающих под избыточным давлением, поступают в отпарные колонны (19), (20). В кубовую часть этих колонн подается острый водяной пар (21), (22).
Смесь паров воды и растворителя (23), (24) из отпарных колонн поступает в холодильник (25), где происходит их конденсация. Сконденсированная и охлажденная смесь воды и растворителя (26) поступает в емкость «обводненного» растворителя (27), где происходит декантация нерастворенной водной фазы (28), отводимой в кетоновую колонну (29).
В низ кетоновой колонны подается острый водяной пар (30) для отпарки растворителя из воды. Поток воды (31) из кетоновой колонны поступает в промышленную канализацию.
Отпаренные компоненты растворителя с примесью воды (32) в паровой фазе направляются в холодильник (33), откуда в жидкой фазе (34) поступают в емкость «обводненного» растворителя (27).
Поток (35) из верхнего слоя емкости (27), представляющий собой растворитель с растворенной в нем водой, подают в емкость (36) «влажного» растворителя, куда также поступает сконденсированный и охлажденный растворитель (37) из колонн отгона растворителя из раствора гача, работающих при избыточном давлении.
В емкости (36) происходит дополнительная декантация воды (38), отводимой из ее нижней части. «Влажный» растворитель (39) и «сухой» растворитель (поток на схеме не показан) из колонн отгона растворителя из раствора депарафинированного масла, работающих при избыточном давлении, поступает в отделение кристаллизации и фильтрования.
Кубовые продукты колонн (19) и (20) являются депарафинированным маслом (42) и гачем (43).
Основные параметры технологического режима блока отпарных колонн и показатели работы отделения регенерации растворителя приведены в табл.2.
Пример 2
В качестве сырья использовали рафинат согласно примеру 1.
Растворы депарафинированного масла и гача получены в результате депарафинизации рафината селективной очистки масляного вакуумного дистиллята фр. 420-490°C, выделенного из смеси западносибирских и ухтинской нефтей. Основные свойства рафината приведены в табл.1. Применяемый растворитель - смесь метилэтилкетона (МЭК) с толуолом с объемным отношением компонентов 60:40%.
3
Производительность установки по рафинату - 24 м/ч, общая объемная кратность растворителя к сырью - 2,7:1.
2
Параметры азота - температура 20°C, давление 2 кгс/см.
Принципиальная технологическая схема включения отпарных колонн с обозначением основных потоков приведена на фиг.1. Описание приведено выше.
Основные параметры технологического режима блока отпарных колонн и показатели работы отделения регенерации растворителя приведены в табл.2.
Сопоставление показателей (на примере установки депарафинизации), достигаемых при заявленном способе и способе, принятом за прототип, показывает следующее.
1. Обеспечивается стабильное получение депарафинированного масла, соответствующего современным требованиям по содержанию воды.
2. Сокращается энергопотребление в процессе регенерации растворителя за счет исключения подачи острого водяного пара в отпарные и кетоновую колонны.
3. Предотвращение образования сточных вод, обусловленных подачей водяного пара, повышает экологическую безопасность производства.
Т.е. подтверждаются все заявленные преимущества предлагаемого способа.
Таблица 1
Основные физико-химические показатели качества сырья - рафината фр. 420-490°C
Наименование показателей
Значение показателей
Плотность при 20°C, кг/м<sup>3</sup>
871
Температура плавления, °C
+42
Содержание парафина, % мас.
18
Показатель преломления
1,4750
Вязкость кинематическая при 100°C, мм<sup>2</sup>/с
7,4
Таблица 2
Основные параметры технологического режима блока отпарных колонн и показатели работы отделения регенерации растворителя установки депарафинизации при переработке рафината фр. 420-490°C смеси западносибирских и ухтинской нефтей
Наименование показателей
Значения показателей
при применении способа, взятого за прототип
при применении предлагаемого способа
Основные параметры технологического режима
Отпарная колонна на потоке раствора депарафинированного масла, (19) (3)
Давление верха (абсолютное), кгс/см<sup>2</sup>
1,2
0,1
Температура, °C:
- питание
177
175
- верх
175,8
173,7
- низ
175,6
173,3
Отпарная колонна на потоке раствора гача(20) (4)
Давление верха (абсолютное), кгс/см<sup>2</sup>
1,2
0,1
Температура, °C:
- питание
170
170
- верх
169,8
169,9
- низ
170,7
169,6
Кетоновая колонна (29)
Давление верха (абсолютное), кгс/см<sup>2</sup>
1,1
-
Температура, °C:
- питание
42,1
-
- верх
70,5
-
- низ
107,1
-
Температура, °C:
- емкость обводненного растворителя (27)
42,1
-
- емкость влажного растворителя (36)
40
-
- емкость сухого растворителя (13)
40 (на схеме не показана)
40
Расход острого пара, кг/ч:
- поток (21)
350
-
- поток (22)
150
-
- поток(30)
70
-
Расход азота (кг/ч):
- поток (5)
-
50
- поток (6)
-
20
Показатели работы отделения регенерации
Содержание воды в растворителе, % мас.
- «влажный» растворитель (39)
2,3
-
- «сухой» растворитель (поток на схеме не показан)
0,5
-
- общий поток растворителя из отделения регенерации (16)
-
0,02
Содержание воды в депарафинированном масле (42) (17), % мас.
0,02 («следы») - 0,04
«отсутствие»
Температура вспышки депарафинированного масла (42) (17), °C
Не ниже 260
Не ниже 260
Количество сточной воды (31) из кетоновой колонны, кг/ч
567
-