ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2148070
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
Имя изобретателя: Сомов В.Е.; Залищевский Г.Д.; Гайле А.А.; Семенов Л.В.; Варшавский О.М.; Колдобская Л.Л.
Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Производственное объединение "КИРИШИНЕФТЕОРГСИНТЕЗ"
Адрес для переписки: 187110, Ленинградская обл., Кириши, ш.Энтузиастов, 1, ООО "ПО КИРИШИНЕФТЕОРГСИНТЕЗ"
Дата начала действия патента: 1999.02.15
Изобретение относится к
нефтеперерабатывающей промышленности и
может быть использовано для выделения
ароматических углеводородов из дизельной
фракции. Способ заключается в жидкостной
многоступенчатой противоточной экстракции
ароматических углеводородов и
сероорганических соединений из
гидроочищенной дизельной фракции
гетерогенной смесью растворителей,
содержащей ацетонитрил или ацетонитрил с 2-5
мас.% воды и пентан при соотношении
ацетонитрила к сырью 3-5:1 по массе,
соотношении пентана к сырью 0,5-1,5:1 по массе и
температуре процесса 30-50°С. Технический
результат - получение экологически чистого
дизельного топлива.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
нефтеперерабатывающей промышленности и
может быть использовано для выделения
ароматических углеводородов из дизельной
фракции с целью получения экологически
чистого дизельного топлива.
В результате процесса гидроочистки
прямогонных дизельных фракций содержание
серы снижается до 0,05 - 0,2 мас.%, а
ароматические углеводороды практически не
гидрируются, их концентрация в
гидроочищенной дизельной фракции остается
на уровне 25-35 мас.%. В то же время, в
соответствии с ТУ 38.1011348-90, изм. 1, содержание
ароматических углеводородов в дизельном
летнем экологически чистом топливе ДЛЭЧ-В
не должно превышать 20 мас.% [1], а за рубежом
эти ограничения еще более жесткие - до 10 мас.%,
а в Швеции - не более 5 мас.% [2]. Очень жесткие
требования предъявляются за рубежом к
дизельным топливам для городских условий
по содержанию серы - не более 0,005 мас.% [3].
Для экстракции аренов из
среднедистиллятных нефтяных фракций, в
частности из дизельных фракций, предложены
различные экстрагенты [4]: фурфулол,
производные имидазолина, N, N-диметилимидазолидон,
b-метоксипропионитрил
и др. Наиболее близок по технической
сущности и достигаемому эффекту к
предлагаемому изобретению способ
выделения ароматических углеводородов из
керосино-газойлевых фракций экстракцией
эфирами алифатических дикарбоновых кислот
- диметилмалонатом и диметилсукцинатом [5],
выбранный нами в качестве прототипа.
Основной недостаток всех предложенных
экстрагентов - высокая температура кипения
(диметилмалонат 181oC, диметилсукцинат
195oC), образование азеотропных смесей с
насыщенными углеводородами дизельной
фракции и, как следствие, невозможность
использования наиболее простого метода
регенерации экстрагентов - ректификации.
С целью повышения селективности процесса
экстракции и облегчения регенерации
экстрагента для выделения ароматических
углеводородов из гидроочищенной дизельной
фракции предлагается использовать
гетерогенную смесь растворителей
ацетонитрил - вода - пентан. Ацетонитрил (т.кип.
81,6oC) не образует азеотропные смеси с
компонентами дизельной фракции и, как и
пентан, может быть удален из экстрактной и
рафинатной фаз ректификацией.
Как следует из результатов экстракции
метилнафталинов (смеси a-
и b-изомеров)
из смеси с тридеканом при концентрации
метилнафталинов 35 мас. %, соотношении
растворитель: сырье 1,5:1 по массе и
температуре 30oC предложенная
экстракционная система, состоящая из
ацетонитрила с 2 мас.% воды и пентана при
соотношении последнего к сырью 0,5:1 по массе,
более эффективна, чем диметилмалонат,
диметилсукцинат и фурфурол (см. табл. 1).
В качестве сырья для получения
экологически чистого дизельного топлива
использовали гидроочищенную дизельную
фракцию 222-375oC с показателем
преломления nD20 1,4700, плотностью r240
0,8414, вязкостью 5,87 (20oC) и 3,0 (50oC) мм2/с,
содержащую 27,1 мас.% ароматических
углеводородов и 0,03 мас.% серы.
Результаты пятиступенчатой противоточной
экстракции аренов из гидроочищенной
дизельной фракции предлагаемой
экстракционной системой представлены в
табл. 2. Практически при любых условиях
процесса (за исключением опыта N 4) получен
рафинат, удовлетворяющий по содержанию
аренов требованиям к топливу ДЛЭЧ-В. При
необходимости получения этого топлива в
качестве оптимальных условий процесса
можно рекомендовать условия опыта N 2, при
которых извлекается свыше 50 мас.% аренов при
достаточно высокой их концентрации в
экстракте. Характеристика рафината и
экстракта, полученных в условиях опыта N 2,
представлены в табл. 3. Как следует из
приведенных данных, наряду с аренами хорошо
экстрагируются сероорганические
соединения - рафинат по содержанию серы
удовлетворяет требованиям к зарубежным
дизельным топливам для городских условий.
При проведении процесса экстракции в
условиях опытов N 1 и 5 (табл. 2) содержание
аренов в рафинате снижается до уровня менее
10 мас.%, соответствующего экологически
чистому зарубежному дизельному топливу.
При этом условия опыта N 5 более
предпочтительны из-за более селективного
извлечения ароматических углеводородов -
концентрация их в экстракте значительно
выше при более высоком выходе рафината.
Пример 1
В герметичную емкость, снабженную
магнитной мешалкой, помещают 10 г сырья,
содержащего 35 мас. % метилнафталинов и 65%
тридекана; 15 г ацетонитрила, содержащего 2
мас.% воды, и 5 г пентана. Емкость
термостатируют при перемешивании 20 мин при
30oC. После отстаивания образовавшиеся
две фазы разделяют, взвешивают и
анализируют хроматографически. Верхний
слой (рафинатная фаза) содержит: 1,18 г
метилнафталинов, 6,31 г тридекана, 0,73 г
ацетонитрила и 4,78 г пентана. Нижний слой (экстрактная
фаза) содержит: 2,32 г метилнафталинов, 0,19 г
тридекана, 0,3 г воды, 13,97 г ацетонитрила и 0,22
г пентана. Концентрация метилнафталинов в
экстракте составила 92,4 мас.%. Степень
извлечения 66,3%.
Пример 2
В нижнюю часть насадочной экстракционной
колонны эффективностью 5 теоретических
ступеней подают при температуре 30oC
гидроочищенную дизельную фракцию (расход 100
г/ч) и пентан (100 г/ч), а в верхнюю часть -
ацетонитрил с 2 мас. % воды (расход 300 г/ч). В
результате противоточной экстракции после
выхода на стабильный режим отбирается
одновременно рафинатная фаза (192,3 г/ч) и
экстрактная фаза (307,7 г/ч). Ректификацией на
колонке эффективностью 20 теоретических
тарелок из 192,3 г рафинатной фазы отгоняется
92,3 г пентана и 17 г водного ацетонитрила (в
том числе 16,7 г ацетонитрила и 0,3 г воды). В
кубовом остатке остается 83,0 г рафината,
содержащего 14,3 мас.% аренов. Состав
рафинатной фазы, мас. %: ацетонитрил 8,68; вода
0,16; пентан 48,00; арены 6,19; насыщенные
углеводороды дизельной фракции 36,97.
Из 307,7 г экстрактной фазы на
ректификационной колонке отгоняют 7,7 г
пентана, 283 г водного ацетонитрила (в том
числе 277,3 г ацетонитрила и 5,7 г воды). В
кубовом остатке получают 17,0 г экстракта,
содержащего 89,8 мас.% аренов. Состав
экстрактной фазы, мас.%: ацетонитрил 90,12;
вода 1,85; пентан 2,50; арены 4,94; насыщенные
углеводороды дизельной фракции 0,59.
Остальные опыты, результаты которых
представлены в табл. 2, проведены по
методике, описанной в примере 2.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Чулков П. В. , Чулков И.П. Топлива и
смазочные материалы. М.: Политехника, 1996. - 304
с.
2. Нефтегазовые технологии. 1995. - N 2. - С. 52.
3. Erdol - Erdgas - Kohle. - 1998. - Bd. 114, N 4. - S. 176.
4. Красногорская Н.Н., Габдикеева А.Р.,
Грушевенко А.Э., Хлесткин Р.Н. Экстракция
средних нефтяных фракций. - М.: Химия, 1989. - 72 с.
5. Авт. св. 432116 (СССР), МКИ C 07 C 7/10, C 07 C 15/00; БИ N 22,
1974 (прототип).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения экологически
чистого дизельного топлива путем
жидкостной многоступенчатой
противоточной экстракции ароматических
углеводородов и сероорганических
соединений из гидроочищенной дизельной
фракции, отличающийся тем, что в качестве
экстрагента используют гетерогенную
смесь растворителей, содержащую
ацетонитрил или ацетонитрил с 2 - 5 мас.%
воды, и пентан при соотношении
ацетонитрила к сырью 3 - 5 : 1 мас.%,
соотношении пентана к сырью 0,5 - 1,5 : 1 мас.%
и температуре процесса 30 - 50oC.
Версия для печати
Дата публикации 09.04.2007гг
вверх
|
