Способ очистки легкого углеводородного сырья

Номер патента: 25710

Опубликовано: 16.04.2012

Автор: ФАРКАС ГАБРИЭЛЬ

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Описан способ получения очищенного алифатического продукта из содержащего ароматические углеводороды исходного сырья. В одном варианте изобретение обеспечивает способ получения минерального масла из содержащего легкие углеводороды исходного сырья. Способ включает стадии а) взаимодействия содержащего легкие углеводороды исходного сырья с экстракционным растворителем, (b) отделение фазы минерального масла от фазы экстракта, (с) взаимодействие фазы экстракта с водой с образованием фазы содержащего влагу растворителя и ароматической фазы, (d) отделение фазы содержащего влагу растворителя от ароматической фазы, (е) перегонку очищенного содержащего влагу растворителя с получением восстановленного растворителя и восстановленной воды, (f) взаимодействие ароматической фазы стадии (d) с восстановленной водой и взаимодействие фазы минерального масла стадии (b) с восстановленной водой для удаления следов растворителя из ароматической фазы стадии (d) и фазы минерального масла стадии (b). В предпочтительных вариантах растворитель содержит до 20% пропиленкарбоната в N-метилпирролидоне.

Текст

Смотреть все

(51) 10 21/08 (2011.01) 10 21/20 (2011.01) 10 21/16 (2011.01) 10 21/28 (2011.01) 07 7/10 (2011.01) 01 11/04 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ легкие углеводороды исходного сырья. Способ включает стадии а) взаимодействия содержащего легкие углеводороды исходного сырья с экстракционным растворителем,отделение фазы минерального масла от фазы экстракта, (с) взаимодействие фазы экстракта с водой с образованием фазы содержащего влагу растворителя и ароматической фазы,отделение фазы содержащего влагу растворителя от ароматической фазы, (е) перегонку очищенного содержащего влагу растворителя с получением восстановленного растворителя и восстановленной воды,взаимодействие ароматической фазы стадии с восстановленной водой и взаимодействие фазы минерального масла стадии с восстановленной водой для удаления следов растворителя из ароматической фазы стадиии фазы минерального масла стадии . В предпочтительных вариантах растворитель содержит до 20 пропиленкарбоната в метилпирролидоне.(74) Тагбергенова Модангуль Маруповна Тагбергенова Алма Таишевна Касабекова Найля Ертисовна(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЛЕГКОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ(57) Описан способ получения очищенного алифатического продукта из содержащего ароматические углеводороды исходного сырья. В одном варианте изобретение обеспечивает способ получения минерального масла из содержащего Минеральные масла представляют собой жидкие углеводородные продукты с очень малым (как правило, менее 1) содержанием ароматических соединений. Минеральные масла часто используют в качестве масел для детей, в буровых растворах для разработки нефтяных скважин,в низко ароматизированных промышленных и бытовых продуктах, для вальцевания алюминиевых изделий и для многих других назначений и продуктов. Воски и петролатум во многом идентичны минеральным маслам, но, как правило, имеют более высокую точку кипения и более высокую вязкость. Прежде минеральные масла получали сульфированием при помощи олеума позже из-за неприемлемости этого способа с экологической точки зрения от получения минеральных масел сульфированием отказались. В настоящее время чаще всего минеральные масла получают гидрированием,благодаря возможности использования данного способа в широких пределах,а также из-за высокой производительности процесса и чистоты получаемых продуктов. Но высокие капитальные затраты и потребность в высококвалифицированных операторах делают этот процесс экономически невыгодным. Синтез минеральных масел является одним из дополнительных аспектов основного производства крупных предприятий, и пока еще не приспособлен для средних и малых предприятий. Получение минеральных масел путем жидкостно-жидкостной экстракции(ЖЖЭ) исходных легких дистиллятов теоретически возможно. В обычном ЖЖЭ процессе ароматические углеводороды(включая ненасыщенные и полярные углеводороды) могут быть выделены из неполярных (насыщенных) углеводородов экстракцией полярным растворителем, несмешивающимся с неполярными углеводородами. В результате экстракции образуются две жидкие фазы, обычно называемые экстрактом (содержащим целевые углеводороды) и рафинатом (смесь, содержащая нежелательные виды углеводородов). При получении БТК (бензола,толуола, ксилола), а также смазочных масел из сырой нефти жидкостно-жидкостной экстракцией используется множество растворителей и их смесей. Как правило, по экономическим и экологическим причинам проводят регенерацию экстракционного растворителя из потока извлекаемых продуктов(экстракта). В некоторых случаях растворитель может быть восстановлен дистилляцией(фракционной перегонкой) рафината и/или экстракта. Однако, когда два или более продукта,включая растворитель, имеют одинаковый интервал кипения, восстановление растворителя перегонкой затрудняется. Например,высоко гидрофильный экстракционный растворитель может быть выделен из экстракта добавлением воды (или других растворителей или смесей растворителей) к потоку извлекаемых продуктов. В результате добавления воды образуется двухфазная система, в которой вода и экстракционный растворитель образуют водную 2 фазу и (частично очищенный) целевой продукт или экстракт образуют вторую фазу. В этом случае с целью извлечения экстракционного растворителя водная фаза может быть подвергнута фракционной перегонке. Кроме того, вода может быть использована для контролирования растворимости ароматических углеводородов в растворителе. Однако у процесса ЖЖЭ есть определенные трудности. Во-первых, фракционная перегонка больших количеств воды требует больших затрат энергии, что влияет на себестоимость процесса. Вовторых, смеси воды, углеводородов и растворителя могут образовывать эмульсии, вместо полного разделения на две фазы как описано выше эти эмульсии очень трудно разделить на составляющие. В-третьих, в процессе фракционной перегонки образуется ароматическая фаза, которая имеет низкую экономическую ценность из-за обычно значительного содержания неароматических углеводородов. Поэтому получение углеводородных продуктов с диапазоном температуры кипения,равным диапазону кипения экстракционного растворителя, и/или очень низким содержанием ароматических соединений обходится значительно дороже. Настоящее изобретение относится к усовершенствованным способам и системам для получения высокоочищенных минеральных масел. Предлагаемые способы и системы являются менее дорогими и более безопасными для окружающей среды по сравнению с ранее известными. Один аспект изобретения относится к усовершенствованному способу жидкостножидкостной экстракции, в котором при помощи смеси экстракционных растворителей получают минеральное масло с низким содержанием ароматических компонентов (например, менее 5 или предпочтительно менее 1) и очищенные ароматические соединения с низким содержанием минерального масла (например, менее 1). Предлагаемым способом можно эффективно производить очищенное минеральное масло и ценнейшие очищенные ароматические соединения. Следующий аспект изобретения относится к усовершенствованному способу, позволяющему контролировать образование эмульсий и осуществлять процесс экстракции с достижением требуемого результата. Еще один аспект изобретения относится к усовершенствованному способу, включающему современную технологию очистки, такую как обратный осмос, которая снижает эксплуатационные расходы. Один вариант изобретения относится к способу получения минерального масла из легкого углеводородного сырья. Процесс включает стадии а) взаимодействие легкого углеводородного сырья с экстракционным растворителемразделение фазы минерального масла и фазы экстракта (с) взаимодействие фазы экстракта с водой с образованием фазы содержащего влагу растворителя и ароматической фазыразделение фазы содержащего влагу растворителя и ароматической фазы (е) фракционную перегонку отделенного содержащего влагу растворителя с получением восстановленного растворителя и восстановленной воды, взаимодействие ароматической фазы стадиис восстановленной водой и взаимодействие фазы минерального масла стадиис восстановленной водой для удаления следов растворителя из ароматической фазы стадии и фазы минерального масла стадии . В предпочтительных вариантах растворитель содержит до 20 пропиленкарбоната в метилпирролидоне. В других вариантах способ далее включает стадиивзаимодействие ароматической фазы стадиис восстановленной водой стадии (е) с получением очищенной ароматической фазы и воды со следами растворителявзаимодействие фазы содержащего влагу растворителя стадиис очищенной ароматической фазой стадиис получением частично очищенного содержащего влагу растворителя и ароматической фазы и ,взаимодействие частично очищенного содержащего влагу растворителя стадиис легким углеводородным сырьем с получением очищенного содержащего влагу растворителя и модифицированного исходного сырья (например,сырья, обогащенного предельными углеводородами,извлеченными из растворителя). В некоторых вариантах воду со следами растворителя со стадии очищают обратным осмосом для удаления следов растворителя до ее взаимодействия с ароматической фазой стадиии фазой минерального масла стадии , т.е. очищенную обратным осмосом воду рециркулируют в процесс на стадию ). В определенных вариантах очищенный содержащий влагу растворитель стадиидалее обрабатывают нано-фильтрацией. Для более полного понимания и эффективного осуществления настоящего изобретения ниже приводится подробное описание, включающее не ограничивающие его примеры, со ссылками на приложенные чертежи, на которых Фиг. 1 - схема процесса, иллюстрирующая один вариант выполнения очистки предлагаемым способом. Фиг. 2 - схема процесса, иллюстрирующая другой вариант выполнения предлагаемого способа получения минеральных масел. Фиг. 3 - схема, иллюстрирующая пути прохождения потоков жидкостей в одном варианте настоящего изобретения. Настоящее изобретение относится, в общем, к усовершенствованным способам и системам получения минеральных масел из сырья на основе легких дистиллятов. Исходное углеводородное сырье, которое может быть обработано предлагаемым способом, является предпочтительно сырьем с низкими температурами кипения (такие как погоны, предпочтительно легкие дистилляты) из сырой нефти или синтетических материалов. В частности исходное сырье может быть получено из синтетической жидкости, такой как сланцевое масло, угольная жидкость или их смеси. Растворитель, используемый для экстракции исходного углеводородного сырья,является предпочтительно смесью -метилпирролидона(П) и пропиленкарбоната (ПК). П является превосходным экстракционным растворителем,эффективно растворяющим ароматические соединения с получением высококачественного,низко-ароматического минерального масла. П является также относительно гидрофильным следовательно, дополнение воды к системе Пароматический растворитель приводит к эффективному разделению и регенерации ароматических соединений. Кроме того, П относительно безопасен для окружающей среды,имеет низкую токсичность и кипит при умеренной температуре (особенно под вакуумом), поэтому высокотемпературная перегонка и связанные с ней затраты и риски не имеют места. В определенных вариантах смесь растворителей включает по меньшей мере 75 П и не более 25 ПК в предпочтительных вариантах смесь растворителей включает по меньшей мере 80 П и не более 20 ПК. ПК имеет низкое сродство к воде (например, оно достигает менее 10 воды в растворе ПК), и при смешивании до 20 ПК в П эта особенность проявляется незначительно в смеси П-ПК. Таким образом, в предпочтительных вариантах, ПК используется для управления селективностью,то есть минимизировать количество алифатического углеводорода, которое может раствориться в растворителе, и таким образом максимально увеличить чистоту ароматических соединений. Взаимодействие исходного сырья с растворителем(например,смешанным растворителем) и/или смесью растворителей выполняют выдерживанием при температуре от приблизительно 5 до приблизительно 20 С,предпочтительно приблизительно от 5 до 10 С,ниже критической температуры растворения смеси. Критическая температура растворения смеси является самой высокой температурой, при которой определенная смесь растворителей и исходного сырья становится совместимой,то есть растворители образуют единую гомогенную фазу. Температура, при которой взаимодействуют компоненты смеси, должна поддерживать систему растворитель-исходное сырье в виде двухфазной системы. Точные значения температуры для сохранения системы в двухфазном виде зависят от многих факторов, таких как конкретный вид используемых исходного сырья и системы растворителей. Кроме того, температура во время процесса взаимодействия должна быть достаточной для достижения относительно низких фазовых вязкостей в непрерывных противоточных башнях,если такие башни используются для извлечения растворителей. Одна из двух фаз, образующихся во время процесса взаимодействия, когда температура соответствует характеристикам образующейся фазы,называемой также экстрактом,содержит асфальтены,ароматические соединения и 3 небольшое количество низкомолекулярных полярных компонентов исходного сырья, а также большую часть растворителя. Вторая фаза,называемая фазой минерального масла, как правило,содержит неполярные молекулы (также известные как предельные углеводороды) и минимальное количество полярных компонентов исходного сырья наряду с некоторым количеством растворителя. Предлагаемый экстракционный процесс в частности приемлем для осуществления в непрерывном режиме согласно схематической диаграмме на фиг. 1. Как показано на фиг. 1 исходное сырье 30, поступающее по линии 2,взаимодействует в первой реакционной зоне 4 с растворителем 32, поступающим по линии 6. Первая реакционная зона 4 может представлять собой любое устройство, подходящее для получения тщательно перемешанной смеси исходного углеводородного сырья и растворителей при температуре до и выше 100, такое как реакционная колонна или смеситель-отстойник. Содержащую минеральное масло фазу 34 отводят, а оставшуюся фазу 36 (содержащую ароматические соединения и растворитель 40) перемещают по линии 8 через область 10 во вторую реакционную зону 12. Вторая реакционная зона 12 может быть любым устройством, пригодным для осуществления смешивания и разделения жидких фаз, таким как отстойник,где содержащая ароматические соединения фаза размещается у основания. К смеси второй реакционной зоны 12 добавляют воду 42,поступающую по линии 20 после чего содержащий ароматические соединения слой отделяют и выводят из второй реакционной зоны 12 по линии 14 в виде ароматических соединений 44. Оставшуюся фазу перемещают в зону разделения 18, где извлекают воду и возвращают во вторую реакционную зону 12 по линии 20, а растворитель регенерируют и возвращают по линии 6 для последующих экстракционных стадий. Зона разделения 18 предпочтительно включает перегонную колонну для отделения воды от экстракционного растворителя. Однако для разделения воды и П не требуется проведение перегонки вместо этого, перегнанная смесь воды и П может быть разделена в две стадии при помощи испарителя для восстановления растворителя до его исходного состояния (не более около 3 воды) и обратного осмоса для получения высокоочищенной воды. Для такого процесса обратного осмоса желательно использовать мембрану обратного осмоса, стойкую к действию П. Для смешивания реагентов может быть использовано множество известных обычных мешалок. Например,статические мешалки включают устройства марок , , и , , - и мешалки с винтовые роторами. Как правило, вода должна быть очищена до использования в удалении оставшихся следов растворителя в ароматических и алифатических 4 углеводородах. В то время как вода может быть очищена любым известным способом, довольно трудно полностью разделить чистую воду и растворители, такие как П, перегонкой. Преимущественно, вода может быть очищена в две стадии, например,взаимодействием воды с ароматическими соединениями (для удаления ароматических соединений из воды и удаления следов растворителя из ароматических соединений) иочисткой воды обратным осмосом для удаления следов растворителя из воды. Как отмечено выше, на второй стадии необходимо использовать мембрану обратного осмоса, стойкую к действию например,политетрафторэтиленовые полимерные мембраны являются относительно стойкими к действию . Известно,что при смешивании двух несмешивающихся фаз могут образовываться эмульсии. Образование эмульсий является нежелательным, потому что оно замедляет процесс и увеличивает вероятность загрязнения конечных продуктов. Также желательно до перегонки удалить содержащий влагу растворитель из ароматических и алифатических углеводородов. Удаление влаги может быть выполнено в три стадии Содержащий влагу растворитель смешивают с ароматическим соединением,идентичным получаемому предлагаемым способом,но предпочтительно очищенным от следов растворителя. На этой стадии соотношение ароматических веществ и растворителя может составлять приблизительно 21 поэтому должна использоваться схема рециркуляции содержащий влагу растворитель очищают от алифатических углеводородов путем взаимодействия содержащего влагу растворителя с исходным сырьем процесса. Алифатические углеводороды являются главной причиной образования эмульсий, особенно те из них, которые имеют большую плотность и из-за этого очень медленно разделяются в отстойниках. Ароматические соединения должны быть удалены до этой стадии (см. стадию ( и выведены из процесса. Если удалить только алифатические углеводороды (например, взаимодействием с сырым материалом (исходным сырьем, а ароматические соединения оставить в содержащем влагу растворителе,то некоторые ароматические соединения будут возвращены в процесс и потенциально снизят производительность процесса. Если стадийине достаточно для получения чистого содержащего влагу растворителя,для дальнейшего снижения содержания углеводородов в содержащем влагу растворителе может быть использована стадия нанофильтрации. Таким образом, в определенных вариантах изобретение обеспечивает способ, в котором дистиллированная вода не содержит растворителя и ароматических соединений, и регенерированный растворитель не содержит ароматических и алифатических углеводородов. Это может быть достигнуто без использования дополнительных веществ и устройств тщательно выполняемыми рециркуляцией и очисткой веществ (вода,растворитель, исходное сырье), используемых в процессе, например, как описано ниже. В других вариантах изобретение раскрывает способ,схематично изображенный на фиг. 2. Как показано на фиг. 2 экстракционный процесс начинается, когда исходное сырье и растворитель попадают на стадию 100. Растворитель и сырье должны быть тщательно перемешаны, например, до получения однородной массы, для более полного извлечения растворителем ароматических соединений. Затем растворитель и(также известный как алифатическая или насыщенная фаза) должны быть отделены,например, путем смешивания исходного сырья и растворителя в статическом смесителе и последующего отделения их отстаиванием в аппарате для декантации. Установлено, что для эффективной экстракции стадия 100 должна включать 3-6 стадий противоточной экстракции и растворитель должен составлять приблизительно 200 - 300 от веса исходного сырья. Однако при необходимости может использоваться большее количество растворителя или стадий противоточной экстракции (например, если исходное сырье содержит больше ароматических соединений). Также может быть использована колонка эквивалентного массообмена. Таким образом, на стадию 100 подают исходное сырье и растворитель получают растворитель с ароматическими соединениями (экстракт) и алифатическую фазу со следами растворителя. На стадии 200 на фиг. 2 алифатическую фазу подвергают дальнейшей очистке для удаления следов растворителя. В некоторых случаях полученный в результате растворитель может быть регенерирован и повторно использован, как описано. Алифатическую фазу и очищенную воду смешивают, например, в статическом смесителе, и затем разделяют, например, отстаиванием в аппарате для декантации. Установлено, что для эффективной экстракции стадия 200 должна включать 1-2 стадии противоточной экстракции и вода должна составлять приблизительно 100 - 200 от веса алифатического углеводорода. Также может быть использована колонка эквивалентного массообмена. Таким образом, на стадию 200 подают частично очищенные алифатические углеводороды и воду получают воду (с некоторым количеством растворителя) и очищенную алифатическую фазу. На стадии 300 на фиг. 2 ароматические соединения отделяют от растворителя. В некоторых случаях полученный растворитель может быть восстановлен и повторно использован,а ароматические соединения могут быть подвергнуты дальнейшей очистке для достижения их степени чистоты,достаточной для повторного использования или сбыта. Фазу растворителя стадии 200, например, в статическом смесителе, и затем разделяют, например, отстаиванием в аппарате для декантации. Установлено, что для эффективной экстракции стадия 300 должна включать одну стадию противоточной экстракции и вода должна составлять приблизительно 80 от веса фазы растворителя (экстракта). Также может быть использована колонка эквивалентного массообмена. Таким образом, на стадию 300 подают фазу растворителя (экстракт) со стадии 100 и воду со следами растворителя со стадий 200 и 600 получают содержащий влагу растворитель (со следами углеводородов) и ароматические соединения (со следами растворителя). На стадии 400 на фиг. 2 ароматические соединения подвергают очистке. На данной стадии следы растворителя, оставшегося в ароматической фазе, могут быть извлечены, и все ароматические соединения, оставшиеся в дистиллированной воде,перемещены в ароматическую фазу. Ароматические соединения со стадии 300 смешивают с водой,например, в статическом смесителе, и затем разделяют, например, отстаиванием в аппарате для декантации. Установлено, что для эффективной экстракции стадия 400 должна включать одну стадию противоточной экстракции и вода должна составлять приблизительно 100 - 200 от веса ароматической фазы. Также может быть использована колонка эквивалентного массообмена. Таким образом, на стадию 400 подают ароматическую фазу и воду получают воду (со следами растворителя) и очищенные ароматические соединения. На стадии 500 на фиг. 2 содержащий влагу растворитель очищают от следов ароматических соединений до фракционной перегонки для предотвращения загрязнения алифатической фазы со стадии 200 и получения растворителя,приемлемого для повторного использования на стадии 100. Очищенные на стадии 400 ароматические соединения смешивают с содержащим влагу растворителем со стадии 300,например, в статическом смесителе, и затем разделяют, например, отстаиванием в аппарате для декантации. Установлено, что для эффективной экстракции стадия 500 должна включать одну экстракционную стадию и содержащий влагу растворитель должен составлять приблизительно 50 100 от веса ароматической фазы. Предпочтительно должна использоваться схема циркуляции в замкнутой системе. Также может быть использована колонка эквивалентного массообмена. Таким образом, на стадию 500 подают ароматическую фазу и содержащий влагу растворитель получают очищенные ароматические соединения(со следами растворителя) и содержащий влагу растворитель только со следами алифатических соединений. На стадии 600 на фиг. 2 ароматические соединения подвергают повторной очистке для извлечения (и повторного использования) остатков растворителя и получения ароматических соединений чистоты, требуемой для повторного 5 использования или сбыта. Ароматические соединения со стадии 500 смешивают с чистой водой, например, в статическом смесителе, и затем разделяют, например, отстаиванием в аппарате для декантации. Установлено, что для эффективной экстракции стадия 600 должна включать одну экстракционную стадию и вода должна составлять приблизительно 100 - 200 от веса ароматической фазы. Также может быть использована колонка эквивалентного массообмена. Таким образом, на стадию 600 подают ароматическую фазу со стадии 500 и чистую воду получают очищенные ароматические соединения и воду со следами растворителя. На стадии 700 на фиг. 2 дистиллированную воду очищают до использования на стадиях 200 и 600 и получения воды, не содержащей растворителя. Воду очищают обратным осмосом с устойчивой к действию П мембраной. Таким образом, на стадию 700 подают воду со следами растворителя получают очищенную воду и отработанную воду с более высокими концентрациями растворителя. На стадии 800 на фиг. 2 содержащий влагу растворитель очищают для удаления следов алифатических соединений,который могут загрязнять растворитель в процессе дистилляции растворителя. Содержащий влагу растворитель со стадии 500 смешивают с исходным сырьем,например, в статическом смесителе, и затем разделяют, например, отстаиванием в аппарате для декантации. Установлено, что для эффективной экстракции стадия 800 должна включать одну экстракционную стадию и исходное сырье должно составлять приблизительно 100-200 от веса содержащего влагу растворителя. Также может быть использована колонка эквивалентного массообмена. Таким образом, на стадию 800 подают сырье и содержащий влагу растворитель со следами алифатических углеводородов получают сырье и очищенный содержащий влагу растворитель. При необходимости может быть осуществлена дополнительная стадия 900 (не показана на фиг. 2),на которой содержащий влагу растворитель очищают ультрафильтрацией. Изобретение обеспечивает несколько преимуществ. Предлагаемым способом могут быть получены ароматические и алифатические углеводороды высокой чистоты (такие как минеральное масло),при этом предлагаемый способ не требует больших материальных затрат, экологически безвреден и безопасен по сравнению с ранее известными процессами (т.е. сульфирование и гидрирование). Таким образом,настоящее изобретение обеспечивает эффективный, экономичный и экологически безопасный способ получения алифатических и ароматических продуктов из исходного сырья. В отдельных случаях полученные предлагаемым способом ароматические углеводороды могут содержать не более 10 алифатических соединений,более предпочтительно не более 5 алифатических соединений после очистки согласно предлагаемому способу. Более высокой степени очистки 6 ароматические углеводороды, как правило, могут быть реализованы на рынке по более высокой цене по сравнению с ароматическими соединениями с меньшей степенью очистки. Кроме того, более высокий выход алифатических углеводородов из сырья увеличивает общую производительность процесса. В некоторых случаях использованная в экстракционном процессе вода содержит после очистки не более 0,5 П и до рециркуляции в процесс и повторного использования. В определенных вариантах вода содержит после очистки не более 0,1 - 0,2 П до рециркуляции в процесс и повторного использования. Низкое содержание П в воде позволяет достичь лучшего извлечения П из конечных продуктов, тем самым снижая эксплуатационные расходы. В определенных вариантах использованная в экстракционном процессе вода содержит после очистки не более 1 углеводородов и до рециркуляции в процесс и повторного использования. В предпочтительных вариантах вода содержит после очистки не более 0,1-0,5 углеводородов и до рециркуляции в процесс и повторного использования. В результате предлагаемый способ позволяет получать алифатические продукты с очень низким содержанием ароматических соединений (например,менее 1000 млн.долей, 500 млн.долей или 100 млн.долей). В определенных вариантах использованный в экстракционном процессе растворитель (П) содержит после очистки не более 1 углеводородов и до рециркуляции в процесс и повторного использования. В определенных вариантах вода содержит после очистки не более 0,1-0,5 углеводородов и до рециркуляции в процесс и повторного использования. Таким образом,настоящее изобретение позволяет использовать значительно меньшие количества растворителя и,следовательно, снизить количество энергии,используемой для испарения и восстановления воды из-за более низкого соотношения растворителя и сырья. Количество загрязняющих примесей,присутствующих в алифатических и ароматических углеводородах, воде и растворителе, может быть определено согласно известным методикам,например, газовой хроматографией (ГХ), массспектрометрией (МС), спектроскопией ядерного магнитного резонанса(ЯМР) или комбинированными методиками, такими как ГХ/МС. Пример 1 На фиг. 3 изображена схематическая диаграмма системы согласно одному варианту настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг. 3 В реакционное устройство 100 подают исходное углеводородное сырье по трубопроводу или трубе 8 А для жидких компонентов экстракционный растворитель также подается через трубопровод для жидких компонентов, например, трубопровод от дистиллятора 1000 как показано на фиг. 3. После смешивания исходного сырья с экстракционным(минеральное масло) фракцию (которая на данном этапе содержит следы растворителя) и перемещают по трубопроводу 1 А в реакционное устройство 200,в то время как фазу экстракционного растворителя(которая также содержит ароматические соединения, извлеченные из исходного сырья) перемещают в реакционное устройство 300. В реакционном устройстве 200 воду (полученная из реакционного устройства (например, установка обратного осмоса) 700 по трубопроводу 7 В) смешивают с алифатической фракцией из реакционного устройства 100 фазы разделяют,удаляя большую часть оставшихся следов экстракционного растворителя из алифатической фракции(и предпочтительно регенерируя растворитель для повторного использования с водной фракцией). После разделения алифатическую фракцию отводят по трубопроводу и готовят для дальнейшей переработки или сбыта, в то время как водную фракцию (которая содержит некоторое количество растворителя, извлеченного из алифатических углеводородов) перемещают по трубопроводу 2 В в реакционное устройство 300. В реакционном устройстве 300 водную фракцию из реакционного устройства 200 смешивают с водной фракцией из реакционного устройства 600 и фазой экстракционного растворителя из реакционного устройства 100. При необходимости может быть добавлен содержащий влагу растворитель из установки обратного осмоса 700 по трубопроводу 7 А, и может быть добавлено дополнительное количество регенерированных углеводородов из смесителя 900 по трубопроводу 9 А. После перемешивания фазы разделяют и содержащую ароматические соединения фазу (также содержащую некоторые следы растворителя) перемещают по трубопроводу 3 А в реакционное устройство 400. Содержащую растворитель фазу перемещают в реакционное устройство 500 по трубопроводу 3 В. В реакционном устройстве 400 воду из дистиллятора 1000 добавляют к содержащей ароматические соединения фазе из реакционного устройства 300 для удаления следов экстракционного растворителя из ароматической фазы и перемещения остатков углеводородов из дистиллированной воды в ароматическую фазу. После перемешивания водную фазу (содержащую следы экстракционного растворителя) подают по трубопроводу 4 В в установку обратного осмоса 700,в то время как очищенную ароматическую фазу перемещают по трубопроводу 4 А в реакционное устройство 500. В реакционном устройстве 500, которое предпочтительно приспособлено для рециркуляции больших объемов ароматической фазы из реакционного устройства 400, ароматическую фазу смешивают с содержащей растворитель фазой из реакционного устройства 300 для извлечения следов ароматических соединений из содержащей растворитель фазы. После разделения фаз ароматическую фазу (со следами экстракционного растворителя) перемещают по трубопроводу 5 А в реакционное устройство 600, в то время как содержащую растворитель фазу (со следами алифатических углеводородов, но из которой извлечена большая часть ароматических соединений) подают в реакционное устройство 800 по трубопроводу 5 В. В реакционном устройстве 600 ароматическую фазу из реакционного устройства 500 объединяют с водой, полученной по трубопроводу 7 С из установки обратного осмоса 700. После смешивания и разделения ароматическую фазу, не содержащую в значительной степени экстракционного растворителя, выводят по трубопроводу 6 и собирают для дальнейшей переработки или сбыта. В реакционном устройстве 700 экстракционный растворитель, содержащийся в водной фазе,извлеченной из реакционного устройства 400,отделяют от воды обратным осмосом. Отделенный экстракционный растворитель может быть возвращен, например, в реакционное устройство 300 по трубопроводу 7 А. После обработки обратным осмосом очищенную воду возвращают, например, в реакционные устройства 200 и 600 по трубопроводам 7 В и 7 С. В реакционном устройстве 800 содержащий влагу растворитель, полученный из реакционного устройства 500 по трубопроводу 5 В, смешивают с исходным углеводородным сырьем. При перемешивании удаляются следы углеводородов из экстракционного растворителя после разделения фаз эти углеводороды извлекаются в исходное сырье и подаются вместе с исходным сырьем в реакционное устройство 100 по трубопроводу 8 А. Содержащий влагу растворитель по трубопроводу 8 В подают в реакционное устройство 900. В реакционном устройстве 900 экстракционный растворитель обрабатывают ультрафильтрацией для удаления следов углеводородов из экстракционного растворителя. Эти восстановленные углеводороды могут быть выведены или возвращены в процесс,например, перемещением в реакционное устройство 300 по трубопроводу 9 А. Содержащий влагу растворитель, в значительной степени свободный от углеводородов, извлекают для рециркуляции или повторного использования. Например, вода может быть извлечена из содержащего влагу экстракционного растворителя дистилляцией как описано ниже. Содержащий влагу растворитель проходит по трубопроводу в дистиллятор 1000, где содержащий влагу растворитель нагревают, чтобы вызвать испарение и отделение растворителя от оставшейся воды. Процесс дистилляции может быть выполнен при пониженном давлении для снижения точки кипения компонентов и таким образом минимизирования разрушения растворителя. Кроме того, дистиллят может быть фракционирован при помощи дистилляционной колонки или других средств для полного разделения компонентов. Существует несколько современных технологий дистилляции с очень низкими эксплуатационными расходами, например, за счет возврата тепла 7(потребляемая энергия). Известные технологии возвращают до 95 поглощаемого тепла в процессе получения пресной воды из морской воды, и такие технологии могут быть использованы для снижения затрат энергии. Восстановленный растворитель может быть возвращен по трубопроводу 10 А в реакционное устройство 100 для повторного использования точно так же регенерированная вода может быть возвращена по трубопроводу 10 В в реакционное устройство 400 для повторного использования. Описания каждого патента, патентной заявки и публикации, процитированные здесь, включены в качестве ссылок в полном объеме. Хотя в подробном описании приведены лишь предпочтительные варианты, после ознакомления с изобретением специалистам будет ясно, что возможны различные другие варианты в пределах сущности и объема изобретения, охватываемые приведенной формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ очистки легкого углеводородного сырья, включающий стадии- взаимодействия легкого углеводородного сырья с экстракционным растворителем с получением первой алифатической фазы со следами растворителя и первой фазы экстракта ароматических соединений в растворителе,- отделения первой алифатической фазы от первой фазы экстракта ароматических соединений в растворителе,отличающийся тем, что далее включает стадии- взаимодействия первой фазы экстракта ароматических соединений в растворителе с первым водным потоком с получением первого содержащего влагу растворителя со следами углеводородов и второй ароматической фазы со следами растворителя- отделения первого содержащего влагу растворителя от второй ароматической фазы- взаимодействия первой алифатической фазы со вторым водным потоком для удаления следов растворителя из первой алифатической фазы с получением, таким образом, второй очищенной алифатической фазы и третьего водного потока со следами растворителя- отделения второй очищенной алифатической фазы от третьего водного потока- взаимодействия второй ароматической фазы с четвертым водным потоком для удаления следов растворителя из второй ароматической фазы и перемещения следов углеводородов из четвертого водного потока с получением, таким образом,пятого водного потока со следами растворителя и третьей очищенной ароматической фазы- отделения третьей очищенной ароматической фазы от пятого водного потока- взаимодействия первого содержащего влагу растворителя с третьей очищенной ароматической фазой для удаления следов ароматических соединений из первого содержащего влагу 8 растворителя с получением, таким образом, второго содержащего влагу растворителя со сниженным содержанием следов ароматических соединений и четвертой очищенной ароматической фазы- отделения второго содержащего влагу растворителя от четвертой очищенной ароматической фазы причем растворитель содержит до 20 пропиленкарбоната в-метилпирролидоне. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает стадии- взаимодействия второго содержащего влагу растворителя с легким углеводородным сырьем для удаления следов углеводородов во второй содержащий воду растворитель с получением, таким образом, третьего очищенного содержащего влагу растворителя и модифицированного исходного сырья и- отделения третьего очищенного содержащего влагу растворителя от модифицированного исходного сырья. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию обработки третьего очищенного содержащего влагу растворителя нанофильтрацией для удаления следов углеводородов из третьего очищенного содержащего влагу растворителя с получением, таким образом, нанофильтрованного содержащего влагу растворителя и потока восстановленных углеводородов. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию рециркуляции потока восстановленных углеводородов в первую фазу экстракта ароматических соединений в растворителе до взаимодействия первой фазы экстракта ароматических соединений в растворителе с первым водным потоком. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно включает стадии перемещения нано-фильтрованного растворителя в дистилляционную колонку и- нагревания нано-фильтрованного растворителя с получением дистиллированного растворителя и дистиллированного водного потока и- отделения нано-фильтрованного растворителя от дистиллированного водного потока. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию рециркуляции дистиллированного растворителя в экстракционный растворитель до взаимодействия легкого углеводородного сырья с экстракционным растворителем. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию рециркуляции дистиллированного водного потока с получением,по меньшей мере, части четвертого водного потока до взаимодействия второй ароматической фазы с четвертым водным потоком. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает стадии взаимодействия четвертой очищенной ароматической фазы с шестым водным потоком для удаления следов растворителя из четвертой очищенной ароматической фазы с получением, 25710 таким образом, пятой очищенной ароматической фазы и седьмого водного потока со следами растворителя и- отделения пятой очищенной ароматической фазы от седьмого водного потока. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что седьмой водный поток рециркулируют с получением, по меньшей мере, части первого водного потока. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию обработки пятого водного потока обратным осмосом для удаления следов растворителя из первого водного потока с получением, таким образом, восьмого очищенного водного потока и обработанного обратным осмосом потока растворителя,11. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию рециркуляции, по меньшей мере, части восьмого очищенного водного потока с получением, по меньшей мере, части второго водного потока до взаимодействия первой алифатической фазы со вторым водным потоком. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию рециркуляции, по меньшей мере, части восьмого очищенного водного потока с получением, по меньшей мере, части шестого водного потока до взаимодействия четвертой очищенной ароматической фазы с шестым водным потоком. 13. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию рециркуляции обработанного обратным осмосом потока растворителя с получением, по меньшей мере, части первой фазы экстракта ароматических соединений в растворителе до взаимодействия первой фазы экстракта ароматических соединений в растворителе с первым водным потоком. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию рециркуляции третьего водного потока с получением, по меньшей мере, части первого водного потока до взаимодействия первой фазы экстракта ароматических соединений в растворителе с первым водным потоком.

МПК / Метки

МПК: C07C 7/10, C10G 21/20, C10G 21/28, B01D 11/04, C10G 21/08, C10G 21/16

Метки: углеводородного, очистки, сырья, легкого, способ

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/10-25710-sposob-ochistki-legkogo-uglevodorodnogo-syrya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ очистки легкого углеводородного сырья</a>

Похожие патенты