RU2005769C1

RU2005769C1 - Method for production of oils and paraffins

Info

Publication number: RU2005769C1
Authority: RU
Inventors: С.П. Яковлев; И.А. Каламбет; П.А. Дерех; Н.Н. Хвостенко; В.Ф. Блохинов; Н.Н. Прошин; П.Е. Лукошкин; В.Н. Кочулин
Original assignee: Производственное объединение "Ярославнефтеоргсинтез"
Priority date: 1992-02-24
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: petroleum industry. SUBSTANCE: method involves production of oils and paraffin in vertical multiple-section apparatus provided with partitions and overflows. Paraffin-containing feedstock is mixed with cold solvent, filtrate solution or mixture thereof under pulsating effect applied to entire volume of feedstock mixture at a frequency of 30-90min^-1 during reciprocating movement of feedstock mixture in overflows between sections with simultaneous continuous supply of cold solvent into said overflows. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам получения масел и парафинов из парафинсодержащего сырья кристаллизацией в растворе избирательных растворителей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. The invention relates to methods for producing oils and paraffins from paraffin-containing raw materials by crystallization in a solution of selective solvents and can be used in the oil refining industry.

Известны способы получения масел и парафинов, в которых предлагается осуществить охлаждение парафинсодержащего сырья смешением с холодным растворителем или раствором фильтрата в многосекционном аппарате колонного типа, оснащенном механической мешалкой, либо в аппарате - трубе, обеспечивающем режим идеального вытеснения, оборудованном рядом стационарных смесителей и трубопроводов для ввода растворителя. Known methods for producing oils and paraffins, in which it is proposed to cool paraffin-containing raw materials by mixing with a cold solvent or a filtrate solution in a multi-section column type apparatus equipped with a mechanical stirrer, or in a pipe apparatus providing an ideal displacement regime equipped with a number of stationary mixers and input pipelines solvent.

Общим недостатком данных способов является то, что режим перемещения сырьевой смеси, подачи холодного растворителя (раствора фильтрата) и перемешивания приводит к моментальному смешению во всей секции аппарата. Суспензия, подающая из предыдущей секции, имеющей во всем объеме одинаковую температуру, в следующую секцию, имеющую, в свою очередь, во всем объеме более низкую температуру, претерпевает шоковое охлаждение. Создание ступенчатого температурного профиля в аппарате приводит к образованию суспензии с неоднородным гранулометрическим составом твердой фазы (кристаллов парафина), т. е. снижение скорости фильтрования суспензии и понижению эффективности ее разделения. A common disadvantage of these methods is that the mode of movement of the raw mixture, supply of a cold solvent (filtrate solution) and mixing leads to instant mixing in the entire section of the apparatus. The suspension, which feeds from the previous section, which has the same temperature in the entire volume, to the next section, which, in turn, has a lower temperature in the whole volume, undergoes shock cooling. Creating a stepped temperature profile in the apparatus leads to the formation of a suspension with an inhomogeneous particle size distribution of the solid phase (paraffin crystals), i.e., a decrease in the filtration rate of the suspension and a decrease in the efficiency of its separation.

Согласно известному способу расплавленное парафиносодержащее сырье подают в первую секцию горизонтального многосекционного аппарата, где охлаждают путем смешения с холодным растворителем, раствором фильтрата или их смесью. Сырьевая смесь движется в аппарате самотеком, образуя свободный уровень в каждой секции. According to the known method, the molten paraffin-containing feed is fed into the first section of a horizontal multi-section apparatus, where it is cooled by mixing with a cold solvent, a filtrate solution or a mixture thereof. The raw material mixture moves by gravity in the apparatus, forming a free level in each section.

Перемешивание в каждой секции, разделенной на две зоны, производят путем пульсационного воздействия (с заданной частотой) на одну из зон каждой секции, обеспечивая возвратно-поступательное движение сырьевой смеси из одной зоны секции в другую с одновременной подачей в сырьевую смесь холодного растворителя, раствора фильтрата или их смеси. Mixing in each section, divided into two zones, is carried out by pulsating action (with a given frequency) on one of the zones of each section, providing reciprocating movement of the raw material mixture from one zone of the section to another with the simultaneous supply of a cold solvent and a filtrate solution to the raw material mixture or mixtures thereof.

Полученную в аппарате суспензию доохлаждают в скребковых кристаллизаторах до температуры фильтрования и затем на вакуумных барабанных фильтрах отделяют раствор масла от кристаллов парафина. The suspension obtained in the apparatus is further cooled in scraper molds to a filtering temperature, and then an oil solution is separated from paraffin crystals on vacuum drum filters.

К недостаткам этого способа следует отнести то, что режим перемещения сырьевого потока из секций в секцию и смешения потока с холодным растворителем приводит к созданию ступенчатого температурного профиля в аппарате. Сырьевая смесь, попадая из предыдущей секции в следующую, имеющую во всем объеме более низкую температуру, испытывает шоковое охлаждение. В результате образуется суспензия с неоднородным гранулометрическим составом кристаллов парафина, при фильтрации которой снижается скорость фильтрования и эффективность разделения суспензии - выход депарафинированного масла при повышении скорости масла в гаче (парафине). The disadvantages of this method include the fact that the mode of moving the feed stream from section to section and mixing the stream with a cold solvent leads to the creation of a stepwise temperature profile in the apparatus. The raw material mixture, falling from the previous section to the next, which has a lower temperature in the entire volume, experiences shock cooling. As a result, a suspension is formed with a non-uniform particle size distribution of paraffin crystals, during filtration of which the filtration rate and the separation efficiency of the suspension are reduced — the yield of dewaxed oil is increased with an increase in the speed of oil in the wax (paraffin).

Кроме того, необходимость пульсационного воздействия во всех секциях аппарата приводит к значительным энергозатратам на осуществление процесса. In addition, the need for pulsating effects in all sections of the apparatus leads to significant energy costs for the implementation of the process.

Цель изобретения - обеспечение более высоких скоростей фильтрования, повышение выхода депарафинированного масла, улучшение качества парафинов и снижение энергозатрат в процессе депарафинизации и обесмасливания нефтяного сырья. The purpose of the invention is the provision of higher filtration rates, increasing the yield of dewaxed oil, improving the quality of paraffins and reducing energy consumption in the process of dewaxing and oiling of crude oil.

Поставленная цель достигается тем, что смешение сырья с холодным растворителем, фильтратом или их смесью осуществляют путем пульсационного воздействия на весь объем сырьевой смеси, заполняющей вертикально установленный многосекционный аппарат, обеспечивая возвратно-поступательное движение сырьевой смеси с перетоках между секциями, с одновременной непрерывной подачей в эти перетоки холодного растворителя, фильтрата или их смеси. This goal is achieved in that the mixing of raw materials with a cold solvent, filtrate or their mixture is carried out by pulsating action on the entire volume of the raw material mixture filling a vertically mounted multi-section apparatus, providing reciprocating movement of the raw material mixture from flows between sections, with simultaneous continuous supply to these flows of cold solvent, filtrate or mixtures thereof.

Пульсационное воздействие на сырьевую смесь сообщают известными методами, в частности с помощью импульсов инертного газа, периодически подаваемых в пульсокамеру, соединенную с аппаратом под нижней секций. Частота пульсации инертного газа лежит в пределах 30 - 90 мин-1. Возвратно-поступательное движение в перетоках и конфигурация секций обеспечивает создание режима перемешивания, исключающего шоковое охлаждение сырьевой смеси в аппарате. The pulsation effect on the raw material mixture is reported by known methods, in particular by using inert gas pulses periodically supplied to a pulse chamber connected to the apparatus under the lower sections. The inert gas pulsation frequency is in the range of 30 - 90 min-1. The reciprocating movement in the flows and the configuration of the sections provides the creation of a mixing mode that excludes shock cooling of the raw material mixture in the apparatus.

Кристаллы парафина, образующиеся в соответствии с предлагаемым способом имеют однородный гранулометрический состав, и полученная в аппарате суспензия после доохлаждения в скребковых кристаллизаторах обладает высокими фильтрационными свойствами. Кроме того, пульсационное воздействие, осуществляемое во всем аппарате посредством одной пульсокамеры, существенно снижает энергозатраты на перемешивание сырьевой смеси. Paraffin crystals formed in accordance with the proposed method have a uniform particle size distribution, and the suspension obtained in the apparatus after post-cooling in scraper molds has high filtration properties. In addition, the pulsating effect, carried out throughout the apparatus by means of a single pulse chamber, significantly reduces the energy consumption for mixing the raw mixture.

Сущность способа поясняется схемами, приведенными на фиг. 1, 2. Сырье 1, (см. фиг. 1) разогретое до температуры, превышающей температуре насыщения парафином, подают в кристаллизатор 2, представляющий собой вертикальную колонну, соединенную с пульсокамерой 3 трубопроводом 4. Аппарат оснащен перегородками 5 с перетоками 6 и перегородками 7 с перетоками - соплами 8. Чередование этих перегородок образует секции. Сопла 8 соединены с вводами холодного растворителя 9. Кристаллизатор заполнен сырьевой смесью до уровня выхода суспензии 10. Пульсационное воздействие 25 на сырьевую смесь в пульсокамере 3 осуществляют пульсатором 23, который с частотой 30 - 90 мин^-1 поочередно соединяет полость пульсокамеры с линией сжатия газа 24 и линией выхлопа 26, в которой поддерживается атмосферное давление.The essence of the method is illustrated by the diagrams shown in FIG. 1, 2. Raw materials 1, (see Fig. 1) heated to a temperature exceeding the paraffin saturation temperature, are fed to a crystallizer 2, which is a vertical column connected to a pulse chamber 3 by a pipe 4. The device is equipped with partitions 5 with overflows 6 and partitions 7 with flows - nozzles 8. The alternation of these partitions forms sections. The nozzles 8 are connected to the inlets of the cold solvent 9. The mold is filled with the raw mixture to the level of suspension output 10. The pulsation effect 25 on the raw mixture in the pulse chamber 3 is carried out by a pulsator 23, which alternately connects the pulse chamber cavity with a gas compression line 24 with a frequency of 30 - 90 min ^-1 and an exhaust line 26 in which atmospheric pressure is maintained.

Во время импульса давления в пульсокамере 3 движение вытесняемой из пульсокамеры жидкость обеспечивает переток сырьевой смеси в верх по колонне. При этом высокоскоростное течение в соплах 8 приводит к интенсивному перемешиванию холодного растворителя, поступающего в вводы 9, с сырьевым потоком. При выхлопе газа из пульсокамеры происходит переток сырьевой смеси (за счет перепада уровней в колонне и пульсокамере) в обратном направлении - вниз по колонне. При этом также обеспечивается перемешивание холодного растворителя, поступающего в сопла 8 через вводы, с сырьевым потоком. During the pressure pulse in the pulse chamber 3, the movement of the liquid displaced from the pulse chamber provides the flow of the raw material mixture to the top of the column. At the same time, the high-speed flow in the nozzles 8 leads to intensive mixing of the cold solvent entering the inlets 9 with the feed stream. When gas is exhausted from the pulse chamber, the raw material mixture flows (due to the difference in levels in the column and pulse chamber) in the opposite direction - down the column. This also ensures mixing of the cold solvent entering the nozzles 8 through the inlets with the feed stream.

Совершая пульсационные колебания, сырьевая смесь движется вверх по колонне - это движение обусловлено непрерывным поступлением в колонну сырья и холодного растворителя. Making pulsating vibrations, the raw material mixture moves up the column - this movement is due to the continuous flow of raw materials and cold solvent into the column.

Сырьевой поток, двигаясь вверх от секции к секции, охлаждается по мере разбавления холодным растворителем (раствором фильтрата) и переливается через выход суспензии 10. The feed stream, moving upward from section to section, is cooled as it is diluted with a cold solvent (filtrate solution) and poured through the outlet of the suspension 10.

Схема пресса получения парафинов и масел, осуществляемого в соответствии в предлагаемыми способом показана на фиг. 2. Суспензию из кристаллизатора 2 подают в испарительные скребковые кристаллизаторы 11 для доохлаждения до температуры фильтрации. The press scheme for producing paraffins and oils, carried out in accordance with the proposed method, is shown in FIG. 2. The suspension from the crystallizer 2 is fed into the evaporative scraper crystallizers 11 for further cooling to the filtration temperature.

Соотношение растворитель: сырье в суспензии, подаваемой на первую ступень фильтрации, находится в пределах от 1,5 : 1 до 10 : 1 мас. ч. (с учетом растворителя, поступающего в кристаллизатор с фильтратом второй ступени). В качестве избирательного растворителя могут быть использованы кетоны с 3 - 6 атомами углерода в молекуле, их смеси друг с другом, с ароматическими углеводородами, эфирами, а также смеси галогенпроизводных углероводородов. The ratio of solvent: raw materials in the suspension supplied to the first stage of filtration is in the range from 1.5: 1 to 10: 1 wt. hours (taking into account the solvent entering the crystallizer with the filtrate of the second stage). Ketones with 3 to 6 carbon atoms in a molecule, their mixtures with each other, with aromatic hydrocarbons, ethers, and also mixtures of halogenated hydrocarbons can be used as a selective solvent.

Суспензию подают на фильтры первой ступени фильтрации 12, фильтруют, осадок парафина промывают холодным растворителем 13. The suspension is fed to the filters of the first filtration stage 12, filtered, the paraffin precipitate is washed with a cold solvent 13.

Осадок с фильтром первой ступени фильтрации 15 после разбавления растворителем 13 подают на фильтры второй ступени фильтрации 16. Осадок парафина на фильтрах второй ступени фильтрации промывают растворителем 13, затем этот осадок подают на регенерацию растворителя по линии 17. The precipitate with the filter of the first filtration stage 15 after dilution with solvent 13 is fed to the filters of the second filtration stage 16. The precipitate of paraffin on the filters of the second filtration stage is washed with solvent 13, then this precipitate is fed to the regeneration of the solvent through line 17.

Фильтрат первой ступени фильтрации 19 подают в теплообменник 20 для охлаждения растворителя 14, который затем после смешения с фильтратом второй ступени фильтрации 18 и доохлаждения в испарительном холодильнике 21 поступает в кристаллизатор 2 для смешения с сырьем. Фильтрат первой ступени фильтрации 19 после теплообменника 20 поступает на блок регенерации растворителя, где осуществляется отделение растворителя от масла. The filtrate of the first filtration stage 19 is fed to a heat exchanger 20 for cooling the solvent 14, which then, after mixing with the filtrate of the second filtration stage 18 and after cooling in the evaporative cooler 21, enters the crystallizer 2 for mixing with the raw material. The filtrate of the first filtration stage 19 after the heat exchanger 20 enters the solvent regeneration unit, where the solvent is separated from the oil.

Предлагаемый способ был проверен в лабораторных условиях и дал положительные результаты. The proposed method was tested in laboratory conditions and gave positive results.

В качестве сырья процесса деперафинизации используют рафинат фр. 420 - 490^оС смеси западно-сибирских нефтей с температурой плавления 35^оС и массовой долей парафина 17% .As a raw material of the process of deferafization use raffinate FR. 420 - 490 ^о С a mixture of West Siberian oils with a melting point of 35 ^о С and a mass fraction of paraffin of 17%.

П р и м е р 1. Расплавленный рафинат, имеющий температуру 60^оС, подавали в лабораторную модель шестнадцатисекционного кристаллизатора, моделирующего способ, принятый за прототип. В кристаллизаторе сырье смешивали с холодным растворителем (метилэтилкетон : толуол 60 : 40 об. % ) и раствором фильтрата второй ступени. Суммарная кратность разбавления рафината составляла 3 мас. ч. на 1 мас. ч. сырья - 2 части приходится на холодный растворитель, одна часть на раствор фильтрата второй ступени фильтрации.PRI me R 1. A molten raffinate having a temperature of 60 ^about With served in the laboratory model of the sixteen-section mold, simulating the method adopted for the prototype. In the crystallizer, the feed was mixed with a cold solvent (methyl ethyl ketone: toluene 60: 40 vol.%) And a solution of the filtrate of the second stage. The total dilution ratio of the raffinate was 3 wt. hours for 1 wt. including raw materials - 2 parts falls on a cold solvent, one part on a filtrate solution of the second stage of filtration.

Температура охлажденной смеси растворителя с раствором фильтрата второй ступени - минус 20^оС. Перемешивание осуществляли пульсацией инертного газа с частотой 40 мин^-1. Импульсы подавали в 16 пульсокамер, которыми оснащен горизонтальный кристаллизатор.The temperature of the cooled mixture with a solvent solution of the filtrate of the second stage - minus 20 ° ^C. Stirring was carried out with an inert gas pulsation frequency of 40 min ^-1. The pulses were applied to 16 pulse chambers, which are equipped with a horizontal crystallizer.

Температура суспензии на выходе из пульсационного кристаллизатора - минус 8^оС. Средняя скорость охлаждения в секциях аппарата не превышала 2 град/м ин, снижение температуры в каждой секции находилось в пределах 2,8 - 5,0^оС. Полученную суспензию доохлаждали в лабораторном кристаллизаторе до температуры минус 25^оС. Такую же температуру имел свежий растворитель (МЭК : толуол 60 : 40 об. % ), который использовали для промывки осадка и разбавления осадка перед последующей ступенью разделения. Осадок на первой ступени фильтрации промывали 1,3 мас. ч. на сырье свежего растворителя. Затем осадок разбавляли растворителем в соотношении 1,2 мас. ч. на сырье. На второй ступени температура фильтрации составляла минус 20^оС, осадок промывали свежим растворителем, имеющим такую же температуру, в соотношении 0,25 мас. ч. на сырье.Temperature of the slurry at the outlet of the pulsation of the mold - minus 8 ° ^C. The average cooling rate in the unit sections is not greater than 2 ° C / m in, the temperature decrease in each section is within the range of 2.8 - 5.0 ^of doohlazhdali C. The resulting suspension in a laboratory crystallizer to a temperature of minus 25 ° ^C. the same temperature was fresh solvent (MEK: toluene 60: 40 vol.%), which was used for dilution and washing of the precipitate cake before the subsequent separation step. The precipitate in the first stage of filtration was washed with 1.3 wt. including raw materials of fresh solvent. Then the precipitate was diluted with a solvent in a ratio of 1.2 wt. hours on raw materials. The second stage filtration temperature was minus 20 ^{° C,} the precipitate was washed with fresh solvent, having the same temperature, in a ratio of 0.25 wt. hours on raw materials.

Результаты опроса: скорость фильтрации, содержанием масла в осадке второй ступени фильтрации (гаче), выход депарафинированного масла приведена в таблице. Survey results: filtration rate, oil content in the sediment of the second stage of filtration (gache), the yield of dewaxed oil is shown in the table.

П р и м е р 2. Расплавленный рафинат с температурой 60^оС подавали в лабораторную модель шестнадцатисекционного кристаллизатора, обеспечивающего моделирование предлагаемого способа. В кристаллизаторе сырье смешивали с холодным растворителем (состав которого тот же, что в примере 1) и раствором фильтрата второй ступени.PRI me R 2. A molten raffinate with a temperature of 60 ^about With served in the laboratory model of the sixteen-section mold, providing simulation of the proposed method. In the mold, the feed was mixed with a cold solvent (the composition of which is the same as in Example 1) and a solution of the filtrate of the second stage.

Суммарная кратность разбавления рафината и соотношение между количеством растворителя и раствором фильтрата второй ступени фильтрации, температуры холодного растворителя и раствора фильтрата второй ступени те же, что в примере 1. The total dilution ratio of the raffinate and the ratio between the amount of solvent and the filtrate solution of the second filtration stage, the temperature of the cold solvent and the filtrate solution of the second stage are the same as in example 1.

Перемешивание осуществляли пульсацией инертного газа в пульсокамере, соединенной с нижней частью кристаллизатора. Частота пульсации, средняя скорость охлаждения в секциях кристаллизатора, снижение температуры в секциях, режим фильтрации осадков на обеих ступенях те же, что в примере 1. Stirring was carried out by pulsation of an inert gas in a pulse chamber connected to the bottom of the mold. The pulsation frequency, the average cooling rate in the sections of the mold, the decrease in temperature in the sections, the filtering mode of precipitation at both stages are the same as in example 1.

Результаты определения скорости фильтрации, содержания масла в осадке второй ступени фильтрации (гаче), выхода депарафинированного масла приведены в таблице. The results of determining the filtration rate, the oil content in the sediment of the second stage of filtration (gache), the yield of dewaxed oil are shown in the table.

Данные, представленные в таблице, позволяют сделать вывод, что депарафинизация сырья в соответствии с предлагаемым способом обеспечивает повышение относительной скорости фильтрования на 15 - 20% , увеличение отбора депарафинированного масла на 2,8% по сравнению с известным способом.
Кроме этого расчета показали, что пульсационное перемешивание всего объема сырьевой смеси посредством одной пульсационной камеры вместо пульсационного воздействия в каждой секции, оборудованной пульсокамерой, позволяет снизить расход инертного газа на пульсацию и, соответственно, - расход электроэнергии на его компремирование в 5 - 7 раз.The data presented in the table allow us to conclude that the dewaxing of raw materials in accordance with the proposed method provides an increase in the relative filtration rate by 15 - 20%, an increase in the selection of dewaxed oil by 2.8% compared with the known method.
In addition to this calculation, it was shown that the pulsating mixing of the entire volume of the raw material mixture through one pulsation chamber instead of the pulsating effect in each section equipped with a pulsation chamber allows to reduce the inert gas consumption for pulsation and, accordingly, the energy consumption for its compression by 5 - 7 times.

Экономическая эффективность предлагаемого способа может быть ориентировочно оценена по увеличению выработки целевого продукта - депарафинированного масла - за счет повышения его отбора и увеличения производительности по сырью, обусловленного ростом скорости фильтрования суспензии. (56) Патент ФРГ N 2117174, кл. C 10 G 43/08, 1972. The economic efficiency of the proposed method can be roughly estimated by increasing the production of the target product - dewaxed oil - by increasing its selection and increasing the productivity of raw materials, due to the increase in the speed of filtering the suspension. (56) Patent of Germany N 2117174, cl. C 10 G 43/08, 1972.

Патент США N 4145275, кл. 208-33, 1979. U.S. Patent No. 4,145,275, class. 208-33, 1979.

Авторское свидетельство СССР N 977479, кл. C 10 G 73/06, 1982. USSR copyright certificate N 977479, cl. C 10 G 73/06, 1982.

Патент США N 4514280, кл. 208-33, 1985. U.S. Patent 4,514,280, cl. 208-33, 1985.

Авторское свидетельство СССР N 1735344, кл. C 10 G 73/06, 1990. USSR author's certificate N 1735344, cl. C 10 G 73/06, 1990.

Claims

METHOD FOR PRODUCING OILS AND PARAFFINS by stepwise mixing paraffin-containing raw materials with a cold solvent, a filtrate solution or their mixture in a multi-sectional apparatus with a pulsating effect on the raw material mixture with a frequency of 30 - 90 min ^-1 followed by cooling of the resulting suspension, filtering the released paraffin and regenerating the solvent, which differs the fact that the mixing is carried out in a vertical multisection apparatus equipped with partitions with overflows, with a pulsating effect on the entire volume of raw materials mixture with reciprocating motion in the raw mix overflows between sections with concurrent continuous feed to the flows of cold solvent permeate solution or mixtures thereof.