СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНЫХ МАСЕЛ И ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ НАПОЛНИТЕЛЕЙ И ПЛАСТИФИКАТОРОВ КАУЧУКА И РЕЗИНЫ
METHOD OF PRODUCING PETROLEUM OIL AND ENVIRONMENTALLY SAFE AROMATIC FILLER MATERIAL AND RUBBER PLASTICISERS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в нефтепереработке, в частности для получения минеральных масел и нефтяных экологически безопасных наполнителей и пластификаторов с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов (менее 2,9% мас. по IP 346), применяемых в производстве каучука и резины различного назначения.
Уровень техники
Известны наполнители и пластификаторы каучука и резины, а также способы их получения путем двухступенчатой экстракционной очистки исходного сырья, например, мягчитель для светлых и цветных резин [1] и способ получения нефтяных мягчителей [2]. В качестве наиболее близкого аналога по технической сущности и существенным признакам к предлагаемому способу получения нефтяных масел и экологически безопасных ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины, то есть прототипом, можно выделить следующий способ [3]. Он заключается в двухступенчатом экстракционном разделении сырья, в котором на первой ступени экстракции селективный растворитель взаимодействует с сырьем с получением рафинатного и экстрактного растворов первой ступени и последующей регенерацией растворителя из этих растворов с получением базового рафината и экстракта первой ступени, который на второй ступени экстракции взаимодействует с новой порцией селективного растворителя с получением псевдорафинатного и экстрактного растворов второй ступени и последующей регенерацией растворителя из этих растворов с получением псевдорафината и экстракта.
Согласно данного способа получение нефтяного масла осуществляется по классической схеме одноступенчатой очистки с получением целевого продукта - базового рафината, и побочного продукта - экстракта первой ступени, который подвергается разделению на второй ступени экстракции с получением псевдорафината и экстракта второй ступени, первый из которых является наполнителем и пластификатором каучука и резины.
Основным недостатком этого способа является необходимость использования "свежего" растворителя на каждой ступени экстракции, что приводите высокой суммарной кратности растворителя на разделяемое сырье, наличию четырех блоков регенерации растворителя и высоким удельным энергозатратам, что повышает себестоимость продукции.
Сущность изобретения
Сущность изобретения заключается в том, что при двухступенчатой экстракционной очистке сырья селективным растворителем, на первой ступени экстракции селективный растворитель взаимодействует с рафинатным раствором второй ступени с получением экстрактного раствора первой ступени и рафинатного раствора первой ступени, после регенерации из которого растворителя получается базовый рафинат, а на второй ступени экстракции сырье взаимодействует с частью экстрактного раствора первой ступени с получением рафинатного раствора второй ступени и экстрактного раствора второй ступени, после регенерации из которого растворителя получается экстракт второй ступени, при этом из второй части экстрактного раствора первой ступени после регенерации растворителя получается экологически безопасный ароматический наполнитель и пластификатор каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов.
Основной целью настоящего изобретения является получение в процессе селективной очистки масляного сырья (вакуумных дистиллятов и деасфальтизата) экологически безопасных наполнителей и пластификаторов каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, а также улучшение технико-экономических показателей процесса за счет снижения кратности растворителя, то есть энергозатрат на получение базовых масел и наполнителей и пластификаторов каучука и резины.
Поставленная цель достигается тем, что сырье подается на вторую ступень экстракции, а в качестве растворителя второй ступени служит экстрактный раствор первой ступени, при этом часть этого раствора выводится на регенерацию с получением промежуточного экстракта, являющегося наполнителем и пластификатором каучука и резины. Базовый рафинат получается после регенерации растворителя из рафинатного раствора первой ступени. Возможность регулирования количества отбираемого экстрактного раствора первой ступени на регенерацию позволяет регулировать количество и качество промежуточного продукта, а также повышать качество базового рафината в результате очистки сырья на двух ступенях экстракции.
В качестве селективного растворителя может использоваться любой избирательный растворитель, например, N-метилпирролидон, фурфурол, фенол и др.
Совокупность отличительных признаков, описанных выше, обеспечивает новые технические свойства предлагаемого способа: получение экологически безопасных наполнителей и пластификаторов каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов; снижением энергозатрат на регенерацию в результате снижения общей кратности растворителя.
Перечень чертежей и иных материалов
В приложении приведены следующие фигуры:
1) фиг.1 - принципиальная схема двухступенчатого разделения сырья по известному способу (прототипу);
2) фиг.2 - принципиальная схема двухступенчатого разделения сырья по предлагаемому способу.
На фиг.1 представлена схема разделения исходного сырья по известной двухступенчатой схеме экстракции с получением базового рафината и псевдорафината, являющегося наполнителем и пластификатором каучука и резины, и экстракта с четырьмя блоками регенерации растворителя.
На фиг.2 представлена схема разделения исходного сырья по предлагаемой двухступенчатой схеме экстракции с получением базового рафината, промежуточного экстракта, являющегося наполнителем и пластификатором каучука и резины, и экстракта с тремя блоками регенерации растворителя.
Реализация экстракционного оборудования может быть различна, например, экстракционные колонны, системы смесителей-отстойников, роторно-дисковые экстракторы и другие.
В табл.1 представлены данные, подтверждающие достижение поставленной задачи, а именно характеристики ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины по известным и предлагаемому способам.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Для проверки предлагаемого способа проведены лабораторные исследования одноступенчатого и двухступенчатого разделения промышленного сырья (дистиллятной масляной фракции и деасфальтизата) с получением базового рафината, наполнителя и пластификатора каучука и резины. Условия проведения процесса экстракции - кратность растворителя (N-метилпирролидон) к сырью, температуры - соответствовали промышленным параметрам. Результаты исследований представлены в таблице.
Полученные данные показывают, что использование предлагаемого способа позволяет получить наполнитель и пластификатор каучука и резины с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, снизить суммарную кратность растворителя, а также кратность растворителя на первой ступени экстракции.
Литература
6
1. А.с. 176349, МПК С 10m. Мягчитель для светлых и цветных резин. / Р.Ш.Кулиев, Н.С.Рудницкая и др. // Изобретения. - 1965. - №22.
6
2. А.с. 424873, МПК С10G 21/16. Способ получения нефтяных мягчителей. / Е.М.Варшавер, М.Г.Митрофанов и др. // Изобретения. - 1974. - №15.
6
3. Пат. 2313562 РФ, МПК C10G 21/22, С08К 11/00. Способ получения пластификатора и пластификатор / Н.В.Ходов, А.Ф.Куимов и др. // Изобретения. - 2007. - №36.
Характеристики ароматических наполнителей и пластификаторов каучука и резины по известным и предлагаемому способам
Показатели
Продукт (ароматический наполнитель и пластификатор каучука и резины)
по способу одноступенчатой очистки, ПН-6
по известному способу двухступенчатой очистки, TDAE
по предлагаемому способу двухступенчатой очистки
DAE
RAE
тип TDAE
тип TRAE
Качество продукта
1. Содержание РСА по IP 346 (DMSO), % мас.
7,13
3,72
2,88
2,06
1,21
2. Содержание суммы 8-ми бензопиренов, ppm
-
менее 10
менее 10
менее 10
менее 10
3. Содержание α-бензопирена, ppm
2,5
0,8
0,55
0,53
4. Групповой химический состав, % мас.:
- парафино-нафтеновые углеводороды
17,5
13,8
27,6
36,5
24,9
- ароматические углеводороды
74,7
77,4
62,8
60,6
69,7
- смолы
7,8
8,8
9,6
2,9
5,4
5. Вязкость кинематическая при 100°C, сСт
12,4
33,0
-
7,8
25,3
6. Относительная плотность при 20°C, кг/м<sup>3</sup>
972
-
-
935
938
Технологические показатели
1. Кратность растворителя к сырью, % мас.
1,87
2,8
1,87
1,68
2,5
Примечания: DAE - аббревиатура "дистиллятный ароматический экстракт "; RAE - аббревиатура "остаточный ароматический экстракт "; TDAE - аббревиатура "очищенный дистиллятный ароматический экстракт "; TRAE - аббревиатура "очищенный остаточный ароматический экстракт"; - на первой ступени экстракции.