Способ получения смазочно-охлаждающих жидкостей
Владельцы патента RU 2297441:
Открытое акционерное общество "Ангарская нефтехимическая компания" (ОАО "АНХК") (RU)
Использование: изобретение относится к технологии производства смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) путем переработки продуктов термических и термокаталитических процессов нефтепереработки и может быть использовано для получения СОЖ для электроэрозионных станков и прокатки алюминиевой фольги. Сущность: смесь легкого газойля каталитического крекинга, дизельной фракции процесса замедленного коксования, легкого газойля процесса замедленного коксования и прямогонной дизельной фракции утяжеленного фракционного состава подвергают гидрированию, защелачиванию и атмосферно-вакуумной ректификации. Технический результат: упрощение и удешевление процесса. 6 табл.
Изобретение относится к технологии производства смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) путем переработки продуктов термических и термокаталитических процессов нефтепереработки и может быть использовано для получения СОЖ для электроэрозионных станков и прокатки алюминиевой фольги.
Известно, что в качестве СОЖ для электроэрозионных станков используют рабочую жидкость РЖ-3 по ТУ 38.101964-83 с изм.1, 2, для прокатки алюминиевой фольги используют «Саянол» по ТУ 0258-307-05742746-96.
Единственный способ (прототип) получения СОЖ РЖ-3 и «Саянол» упомянут в ТУ 38.101964-83 с изменениями 1, 2 «Рабочая жидкость РЖ-3 для электроэрозионных станков», ТУ 0258-307-05742746-96 «Смазочно-охлаждающая жидкость «Саянол»», Патент RU 2159265, 2000 г. и включает три стадии:
1. Глубокое гидрирование прямогонной керосиновой фракции;
2. Защелачивание гидрогенизата прямогонной керосиновой фракции для удаления сероводорода и меркаптанов;
3. Выделение из защелаченного гидрогенизата фракции с температурой вспышки 80-86°С.
Недостатками данного способа получения СОЖ являются:
- высокая стоимость сырья - прямогонной керосиновой фракции и, как следствие, удорожание СОЖ;
- низкий выход СОЖ - 10-20% мас. на гидрогенизат при переработке прямогонной керосиновой фракции;
- высокие энергозатраты на производство СОЖ;
- снижение выхода светлых и глубины переработки нефти на НПЗ при таком варианте производства СОЖ, так как часть прямогонной керосиновой фракции превращается в газы и компонент мазута.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения СОЖ с качественными характеристиками, соответствующими ТУ 38.101964-83 «Рабочая жидкость РЖ-3 для электроэрозионных станков» и ТУ 0258-307-05742746-96 «Смазочно-охлаждающая жидкость «Саянол»» с использованием в качестве сырья фракций термических и термокаталитических процессов, расширение ассортимента компонентов сырья для производства СОЖ.
Технический результат изобретения заключается в:
- уменьшении затрат на производство СОЖ;
- квалифицированном использовании дизельной фракции замедленного коксования и легкого газойля каталитического крекинга, применяемых обычно для производства дизельных топлив, стоимость которых в 1,5-2 раза ниже стоимости СОЖ;
- увеличении глубины переработки нефти за счет вовлечения в сырье для производства СОЖ компонентов топочного мазута (легкий газойль процесса замедленного коксования, прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава).
Заявляемый технический результат по способу получения СОЖ путем гидрирования сырья, защелачивания гидрогенизата и последующего выделения из него в процессе атмосферно-вакуумной ректификации фракции, удовлетворяющей требованиям качества СОЖ, достигают за счет того, что в качестве сырья используют смесь нефтепродуктов (таблица 1), характеризующуюся следующими качественными характеристиками:
- фракционный состав: 50% об. перегоняется при температуре не выше 315°С, 96% об. перегоняется при температуре не выше 385°С;
- суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой - не более 75%;
- йодное число - не более 40 г I2/100 г.
Гидрирование смесевого сырья осуществляют:
- на никель-вольфрамовом катализаторе;
- при температуре 300-420°С;
- давлении на входе в реактор 260-300 кгс/см2;
- объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч-1;
- соотношении циркуляционный газ:сырье не менее 2000:1 нм3/м3;
- содержании водорода в циркуляционном газе не менее 75% об.
Таблица 1 | |||||
Наименование нефтепродуктов | Фракционный состав по ГОСТ 2177, °С | Суммарная массовая доля угле водородов, прореагировавших с серной кислотой по методике 1207, % | число по ГОСТ 2070, г I2/100 г | ||
50% об. | 96% об. | до 360°С перегоняется, % (об.), не менее | |||
Легкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК) | 290 | 360 | - | 85 | 25 |
Дизельная фракция процесса замедленного коксования (ДФЗК) | 280 | 360 | - | 60 | 55 |
Легкий газойль процесса замедленного коксования (ЛГЗК) | 340 | - | 80 | 60 | 55 |
Прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава (ПДФУ) | 340 | 410 | - | 35 | 5 |
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показывает, что их общими признаками являются стадии процесса получения СОЖ: гидрирование сырья, защелачивание гидрогенизата, выделения из гидрогенизата в процессе атмосферно-вакуумной ректификации фракции, удовлетворяющей требованиям качества СОЖ.
Отличиями заявляемого изобретения от известного являются:
- использование в качестве сырья для получения СОЖ смеси следующих нефтепродуктов: легкого газойля каталитического крекинга, дизельной фракции процесса замедленного коксования, легкого газойля процесса замедленного коксования, прямогонной дизельной фракции утяжеленного фракционного состава,
- условия гидрирования смесевого сырья, которое проводят на никель-вольфрамовом катализаторе при температуре 300-420°С, давлении на входе в реактор 260-300 кгс/см2, объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч-1, соотношении циркуляционный газ:сырье не менее 2000:1 нм3/м3, содержании водорода в циркуляционном газе не менее 75% об.
Реализация предлагаемого способа позволяет снизить затраты на производство СОЖ, увеличить глубину переработки нефти, расширить ассортимент компонентов сырья для производства СОЖ, получить значительный экономический эффект.
Эффективность предлагаемого способ получения СОЖ подтверждена в результате лабораторных исследований и промышленных испытаний.
Примеры:
1. Подготовка сырья
В качестве компонентов сырья для производства СОЖ используют:
- легкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК) уст. ГК-3;
- дизельная фракция процесса замедленного коксования (ДФЗК) уст. 21-10/3М;
- легкий газойль процесса замедленного коксования (ЛГЗК) уст. 21-10/3М;
- прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава (ПДФУ) уст. АТ-ГК-3.
Характеристики компонентов сырья для производства СОЖ представлены в таблице 2.
Характеристики смесевого сырья для производства СОЖ представлены в таблице 3.
2. Гидрирование смесевого сырья
Процесс гидрирования смесевого сырья осуществляют последовательно в трех реакторах в присутствии водорода на никель-вольфрамовом катализаторе при следующих условиях (таблица 4):
Таблица 4 | |
Параметры | Показатели |
Давление, кгс/см2 | 264÷288 |
Температура на входе/выходе в Р-1, °С | 321÷346/364÷402 |
температура на входе/выходе в Р-2, °С | 343÷393/375÷400 |
температура на входе/выходе в Р-3, °С | 363÷396/360÷397 |
Объемная скорость сырья, ч-1 | 0,3÷1,0 |
Соотношение циркуляционный газ:сырье, нм3/м3 | 2575:1÷4625:1 |
Содержание водорода в циркуляционном газе, % об. | 75÷95 |
3. Защелачивание и водная отмывка гидрогенизата
Защелачивание гидрогенизата для удаления сероводорода и меркаптанов проводят с использованием водного раствора едкого натра в концентрации 8-12% (мас.). После этого проводят водную отмывку от следов щелочи дистиллированной водой.
4. Выделение СОЖ из защелоченного гидрогенизата
СОЖ РЖ-3 и «Саянол» выделяют путем последовательной атмосферно-вакуумной ректификации по двухколонной схеме: на первой колонне выделяют легкую бензиновую фракцию, на второй колонне из отбензиненного гидрогенизата выделяют целевую фракцию СОЖ, соответствующую требованиям качества для РЖ-3 и «Саянол» (качественные характеристики полученных СОЖ приведены в таблицах 5, 6).
Выход СОЖ составлял 29-45% (мас.) на гидрогенизат.
Таким образом, приведенные примеры показывают возможность получения предложенным способом СОЖ с качественными характеристиками, соответствующими требованиям, предъявляемым к РЖ-3 и «Саянол».
Таблица 2 | ||||||||||||||||
Характеристики компонентов сырья для производства СОЖ | ||||||||||||||||
№ пробы | Фракционный состав по ГОСТ 2177, °С | Суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой по методике 1207, % | Йодное число по ГОСТ 2070, г I2/100 г | |||||||||||||
50% об. | 96% об. | до 360°С перегоняется, % (об.), не менее | ||||||||||||||
ЛГКК | ДФЗК | ЛГЗК | ПДФУ | ЛГКК | ДФЗК | ПДФУ | ЛГЗК | ЛГКК | ДФЗК | ЛГЗК | ПДФУ | ЛГКК | ДФЗК | ЛГЗК | ПДФУ | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
1 | 269 | 252 | 331 | 335 | 350 | 317 | 406 | 89 | 76 | 41 | 53 | 23 | 13 | 47 | 32 | 2,3 |
2 | 274 | 249 | 334 | 330 | 356 | 315 | 395 | 83 | 78 | 42 | 52 | 24 | 17 | 40 | 35 | 3,0 |
3 | 259 | 250 | 335 | 340 | 346 | 321 | 405 | 85 | 76 | 40 | 53 | 24 | 15 | 42 | 33 | 2,3 |
4 | 269 | 248 | 331 | 323 | 351 | 316 | 398 | 86 | 75 | 39 | 54 | 25 | 18 | 40 | 27 | 2,5 |
5 | 274 | 252 | 337 | 312 | 353 | 318 | 380 | 81 | 75 | 42 | 50 | 23 | 19 | 42 | 35 | 4,1 |
6 | 261 | 248 | 338 | 317 | 344 | 314 | 396 | 81 | 74 | 41 | 51 | 25 | 16 | 37 | 36 | 4,1 |
7 | 281 | 246 | 335 | 301 | 351 | 313 | 373 | 81 | 75 | 45 | 51 | 25 | 14 | 44 | 35 | 3,7 |
8 | 281 | 249 | 338 | 306 | 354 | 323 | 381 | 82 | 77 | 39 | 53 | 25 | 18 | 48 | 30 | 3,6 |
9 | 268 | 248 | 335 | 307 | 339 | 315 | 377 | 84 | 76 | 39 | 51 | 25 | 14 | 38 | 32 | 3,6 |
10 | 280 | 241 | 333 | 300 | 340 | 309 | 369 | 85 | 79 | 42 | 52 | 27 | 17 | 48 | 40 | 4,5 |
11 | 266 | 252 | 326 | 312 | 337 | 322 | 381 | 90 | 75 | 41 | 50 | 25 | 14 | 45 | 35 | 4,1 |
12 | 268 | 241 | 339 | 319 | 319 | 309 | 403 | 82 | 78 | 40 | 51 | 24 | 14 | 45 | 36 | 1,6 |
13 | 281 | 234 | 337 | 313 | 350 | 314 | 386 | 85 | 80 | 42 | 52 | 24 | 14 | 49 | 35 | 4,3 |
14 | 284 | 242 | 337 | 320 | 353 | 320 | 388 | 85 | 73 | 48 | 52 | 24 | 14 | 47 | 35 | 4,3 |
15 | 283 | 230 | 339 | 317 | 354 | 301 | 390 | 84 | 76 | 44 | 51 | 25 | 14 | 50 | 34 | 1,6 |
16 | 289 | 256 | 336 | 320 | 359 | 339 | 402 | 83 | 75 | 53 | 53 | 27 | 14 | 45 | 34 | 1,6 |
17 | 281 | 271 | 337 | 324 | 350 | 343 | 400 | 75 | 74 | 44 | 42 | 25 | 12 | 46 | 30 | 1,6 |
18 | 283 | 250 | 334 | 327 | 358 | 341 | 396 | 86 | 74 | 41 | 52 | 25 | 18 | 50 | 31 | 1,4 |
19 | 280 | 267 | 334 | 320 | 352 | 341 | 402 | 86 | 73 | 43 | 39 | 27 | 10 | 42 | 38 | 1,6 |
20 | 270 | 259 | 331 | 335 | 341 | 340 | 403 | 86 | 78 | 42 | 50 | 25 | 17 | 46 | 26 | 1,7 |
21 | 284 | 236 | 333 | 327 | 349 | 312 | 394 | 86 | 70 | 49 | 49 | 25 | 11 | 45 | 28 | 1,5 |
Продолжение таблицы 2 | ||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
22 | 266 | 223 | 300 | 311 | 337 | 299 | 383 | 94 | 75 | 42 | 44 | 25 | 14 | 52 | 34 | 3,5 |
23 | 276 | 247 | 337 | 311 | 348 | 311 | 377 | 84 | 70 | 52 | 49 | 25 | 16 | 36 | 28 | 3,7 |
24 | 271 | 256 | 330 | 322 | 343 | 339 | 390 | 84 | 73 | 53 | 51 | 24 | 14 | 45 | 32 | 2,5 |
25 | 284 | 277 | 331 | 343 | 350 | 359 | 403 | 78 | 77 | 42 | 51 | 27 | 18 | 46 | 33 | 2,0 |
Таблица 3 | ||||||||||||||||
Характеристика смесевого сырья для производства СОЖ РЖ-3 и «Саянол» | ||||||||||||||||
№ отбора | Фракционный состав по ГОСТ 2177, °С | Суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой по методике 1207, % | Йодное число по ГОСТ 2070, г I2/100 г | |||||||||||||
50% об. | 96% об. | |||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||||||||||||
1 | 304 | 363 | 59 | 27 | ||||||||||||
2 | 277 | 365 | 53 | 35 | ||||||||||||
3 | 278 | 357 | 52 | 18 | ||||||||||||
4 | 273 | 360 | 53 | 22 | ||||||||||||
5 | 270 | 348 | 56 | 24 | ||||||||||||
6 | 271 | 352 | 53 | 40 | ||||||||||||
7 | 295 | 344 | 59 | 11 | ||||||||||||
8 | 297 | 385 | 53 | 17 | ||||||||||||
9 | 288 | 375 | 52 | 13 | ||||||||||||
10 | 292 | 355 | 43 | 8 | ||||||||||||
11 | 291 | 358 | 54 | 8 | ||||||||||||
12 | 289 | 359 | 67 | 14 | ||||||||||||
13 | 282 | 354 | 70 | 16 | ||||||||||||
14 | 274 | 347 | 67 | 20 | ||||||||||||
15 | 271 | 346 | 73 | 19 | ||||||||||||
16 | 270 | 336 | 77 | 12 | ||||||||||||
17 | 289 | 358 | 71 | 22 | ||||||||||||
18 | 296 | 365 | 67 | 18 | ||||||||||||
19 | 290 | 381 | 52 | 16 | ||||||||||||
20 | 267 | 345 | 56 | 24 | ||||||||||||
21 | 297 | 385 | 53 | 17 | ||||||||||||
22 | 290 | 365 | 54 | 11 | ||||||||||||
23 | 284 | 362 | 50 | 11 | ||||||||||||
24 | 282 | 363 | 56 | 10 | ||||||||||||
25 | 280 | 359 | 46 | 9 |
Таблица 6 | ||||||||||||||
Характеристика СОЖ «Саянол» | ||||||||||||||
№ пробы | Внешний вид | Плотность при 20°С по ГОСТ 3900, кг/м3 | Вязкость при 20°С по ГОСТ 33, мм2/с | Температура, °С | Фракционный состав по ГОСТ 2177, °С | Зольность по ГОСТ 1461, % | Массовая доля водорастворимых кислот и щелочей по ГОСТ 6307, % | Кислотное число по ГОСТ 5985, мг КОН на 100 см3 жидкости | Массовая доля воды по ГОСТ 2477, % | Массовая доля серы по ГОСТ 19121, % | Коррозионное воздействие на алюминий по ГОСТ 11069 | Массовая доля ароматических углеводородов по ГОСТ 6994, % | ||
вспышки в з.т. по ГОСТ 6356 | застывания по ГОСТ 20287 | НК | 98% об. | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
Норма по ТУ 0258-307-05742746-96 на «Саянол А» | Однородная бесцветная или светло-желтого цвета жидкость | Не менее 800 | Не более 3,0 | Не менее 75 | Не выше минус 12 | Не ниже 200 | Не выше 270 | Не более 0,003 | Отсутствие | Не более 0,03 | следы | Не более 0,03 | выдерживает | Не нормируется |
1 | бесцветная | 836 | 2,6 | 79 | -53 | 204 | 256 | 0,001 | Отсутствие | 0,03 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 5,0 |
2 | бесцветная | 837 | 2,7 | 79 | -56 | 206 | 253 | 0,001 | Отсутствие | 0,03 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 4,5 |
3 | бесцветная | 838 | 2,9 | 80 | -52 | 206 | 258 | 0,001 | Отсутствие | 0,03 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 4,3 |
Продолжение таблицы 6 | ||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
4 | бесцветная | 839 | 3,0 | 84 | -54 | 209 | 266 | 0,001 | Отсутствие | 0,03 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 3,2 |
5 | бесцветная | 837 | 2,8 | 80 | -56 | 205 | 253 | 0,001 | Отсутствие | 0,03 | отсутствие | Менее 0.02 | выдерживает | 2,3 |
6 | бесцветная | 837 | 3,0 | 83 | -51 | 213 | 261 | 0,001 | Отсутствие | 0,03 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 2,0 |
Норма по ТУ 0258-307-05742746-96 на «Саянол В» | Однородная бесцветная или светло-желтого цвета жидкость | Не менее 800 | Не более 2,6 | Не менее 75 | Не выше минус 30 | Не ниже 200 | Не выше 255 | Не более 0,002 | Отсутствие | Не более 0,02 | Отсутствие | Не более 0,03 | выдерживает | Не более 10 |
1 | бесцветная | 836 | 2,6 | 79 | -55 | 202 | 249 | 0,001 | Отсутствие | 0,02 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 5,0 |
2 | бесцветная | 836 | 2,6 | 79 | -55 | 204 | 245 | 0,001 | Отсутствие | 0,02 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 3,0 |
3 | бесцветная | 836 | 2,5 | 78 | -54 | 203 | 248 | 0,001 | Отсутствие | 0,02 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 2,6 |
4 | бесцветная | 838 | 2,6 | 80 | -54 | 206 | 247 | 0,001 | Отсутствие | 0,02 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 3,2 |
5 | бесцветная | 837 | 2,6 | 80 | -56 | 205 | 253 | 0,001 | Отсутствие | 0,02 | отсутствие | Менее 0,02 | выдерживает | 2,3 |
Способ получения смазочно-охлаждающих жидкостей путем гидрирования сырья, защелачивания гидрогенизата и его атмосферно-вакуумной ректификации, отличающийся тем, что в качестве сырья используют смесь следующих нефтепродуктов:
легкий газойль каталитического крекинга - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 290°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 360°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 85%; йодное число не более 25 гI2/100 г;
дизельная фракция процесса замедленного коксования - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 280°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 360°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 60%; йодное число не более 55 гI2/100 г;
легкий газойль процесса замедленного коксования - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 340°С, до 360°С перегоняется не менее 80 об.%; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 60%; йодное число не более 55 гI2/100 г;
прямогонная дизельная фракция утяжеленного фракционного состава - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 340°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 410°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 35%; йодное число не более 5 гI2/100 г, которая характеризуется качественными характеристиками - фракционный состав: 50 об.% перегоняется при температуре не выше 315°С, 96 об.% перегоняется при температуре не выше 385°С; суммарная массовая доля углеводородов, прореагировавших с серной кислотой, не более 75%; йодное число не более 40 гI2/100 г и гидрирование которой осуществляют на никельвольфрамовом катализаторе при температуре 300-420°С, давлении на входе в реактор 260-300 кгс/см2, объемной скорости подачи сырья 0,3-1,0 ч-1, соотношении циркуляционный газ: сырье не менее 2000:1 нм3/м3, содержании водорода в циркуляционном газе не менее 75 об.%.