Способ депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций и устройство для его осуществления

(51) 10 73/02 (2006.01) 10 73/32 (2006.01) 10 73/34 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Способ депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций и устройство для его осуществления можно использовать при производстве различных минеральных масел,дизельного топлива, керосина и др. Данный способ можно использовать как самостоятельно, так и в комплексе с уже известными способами депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций. Данный способ и устройство можно использовать при производстве различных солей(глауберовой и др.), имеющих низкую температуру кристаллизации. Опытные испытания предлагаемого способа и устройства показали их работоспособность, и подтвердили технические результаты цели изобретения.(54) СПОСОБ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ И ОБЕЗМАСЛИВАНИЯ НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к нефтехимии, в частности к депарафинизации и обезмасливанию нефтяных фракций, а также может быть использовано при производстве продуктов,имеющих низкотемпературную кристаллизацию. Целью изобретения является повышение качества конечного продукта, производительности труда, безопасности производства, снижение себестоимости конечного продукта, трудоемкости и энергоемкости производства. 21706 Изобретение относится к нефтехимии, в частности к депарафинизации и обезмасливанию нефтяных фракций, а также может быть использовано при производстве продуктов,имеющих низкотемпературную кристаллизацию. Известен способ выделения парафиновых углеводородов нормального строения из нефтепродуктов с применением кристаллического карбамида (в слое адсорбента). Кристаллы карбамида образуют кристаллические поры, настолько узкие,что в них проникают углеводороды нормального строения, но не могут проникнуть углеводороды с разветвленной цепью. Поэтому кристаллы карбамида адсорбируют из смеси лишь углеводороды нормального строения, которые после растворения карбамида отделяются от водного слоя. (См. А.с. СССР 806743, кл. 10 73/02, 05 27/00 от 22.02.78 г., опубл. 23.02.81 г., бюллетень 7. Недостатком данного способа является сложность регулирования исходных компонентов при приготовлении смеси, сложность регулирования расхода катализатора в заданном соотношении, при колебании концентрации жидких парафинов в исходном сырье во времени. И как результат низкое качество получаемого продукта,перерасход компонентов, участвующих в процессе, увеличение трудоемкости, энергоемкости и себестоимости получаемого готового продукта при низкой производительности. Известен способ депарафинизации в охлаждаемых теплообменниках-кристаллизаторах путем смешения нефтяных фракций с растворителями с последующим охлаждением смеси при подаче хладагента до получения размеров кристаллов парафиновых углеводородов величины, достаточной для оседания под действием гравитационных сил.(См. Холодильные установки, авт. И.Г. Чумак, В.П. Чепурненко, С.Г. Чуклин, Москва, изд. Легкая и пищевая промышленность, 1981 г., стр. 267-268.) Известная установка состоит из каскада испарителей, отделителей, компрессорных установок,конденсаторов-испарителей,ресиверов,переохладителей. (См. Холодильные установки, авт. И.Г. Чумак, В.П. Чепурненко, С.Г. Чуклин, Москва,изд. Легкая и пищевая промышленность, 1981 г., стр. 267-268.) Недостатком данного способа и установки является сложность технологической схемы удаления парафиновых углеводородов из смеси перерабатываемого нефтепродукта, а также и самой установки, где собрано в единое целое каскады оборудования, компрессорные установки, ряд температурных уровней, и как следствие высокая энергоемкость, трудоемкость, низкая безопасность производства, низкая производительность. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций путем смешения их с избирательными растворителями, последующего охлаждения смеси путем подачи хладагента в каждый элемент кристаллизатора отдельными потоками, поддерживая уровень хладагента 60-80 от его высоты. 2 Испарившийся хладагент направляют в вертикальный аккумулятор, расположенный над элементами кристаллизатора, и жидкий хладагент, отделившийся в вертикальном аккумуляторе,возвращают в межтрубное пространство элемента кристаллизатора.(См. А.с.1437384 А 1, кл. 10 73/32 от 25.08.83 г.,опубл. 15.11.88 г., бюллетень 42.) Недостатком данного способа является сложность технологической схемы удаления парафиновых углеводородов и обезмасливания нефтяных фракций,заключающаяся в изменении тепловых нагрузок на теплообменные аппараты, увеличивая скорость охлаждения в 1,5-2 раза для снижения температуры смеси сырья, и как следствие увеличение нагрузки на компрессоры, снижая тем самым безопасность эксплуатации оборудования и холодильных установок. Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а также создание такого способа и устройства, которые обеспечили бы получение следующих технических результатов-повышение качества получаемого готового продукта-снижение себестоимости получаемого готового продукта-снижение трудоемкости,энергоемкости производства. Поставленная задача достигается тем, что исходное сырье пересыщают до формирования зародышей кристаллов парафиновых углеводородов,низкотемпературно аэрируют, осуществляя рост зародышей кристаллов парафиновых углеводородов до необходимых размеров на поверхности воздушных пузырьков, движущихся снизу вверх к поверхности(всплывая) с образованием воздушно-парафиновой пены с последующим ее удалением. Поставленная задача достигается тем, что устройство для осуществления данного способа снабжено, например, емкостью - кристаллизатором, в которой установлены холодильник для формирования зародышей кристаллов парафиновых углеводородов,аэратор, с встроенным холодильником, пеносъемник,входной и сливной патрубки, сепаратор. Аэратор может быть выполнен механическим,пневмомеханическим, пневматическим или другой конструкции и установлен горизонтально или вертикально в емкости - кристаллизаторе. Устройство может состоять из одной или нескольких емкостей кристаллизаторов, и эксплуатироваться в циклическом или непрерывном режиме. На фиг.1 - изображено устройство для депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций, вид сбоку на фиг.2 - изображен процесс депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций, вид сбоку на фиг.3 - изображен рост кристаллов парафиновых углеводородов на поверхности воздушного пузырька. На фиг. 1,2,3 устройство, процесс и воздушный пузырек условно разрезаны. Устройство для депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций содержит входной 21706 патрубок 1, емкость - кристаллизатор 2, холодильник 3, аэратор 4 с встроенным в нем холодильником 5,пеносъемник 6, сепаратор 7, сливной патрубок 8. Способ депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций осуществляется следующим образом. Через входной патрубок 1 наполняется емкость кристаллизатор 2 исходным сырьем до заданного уровня. Холодильник 3 охлаждает исходное сырье до температуры образования зародышей кристаллов парафиновых углеводородов, после чего аэратор 4 осуществляет подачу диспергированного воздуха в исходное сырье. Температура подаваемого диспергированного воздуха регулируется холодильником 5, изменяя в большую или меньшую стороны, регулируя тем самым рост кристаллов парафиновых углеводородов на поверхности воздушных пузырьков, которые контактируют с зародышами кристаллов в исходном сырье, и образование новых зародышей кристаллов парафиновых углеводородов. Воздушные пузырьки, с нарастающими на их поверхности кристаллами парафиновых углеводородов за счет контакта и разницы температуры исходного сырья и воздушных пузырьков, движутся снизу вверх к поверхности(всплывая), образуя воздушно-парафиновую пену,которая удаляется пеносъемником 6 через сепаратор 7,из которого часть исходного сырья, попавшая вместе с воздушно-парафиновой пеной возвращается обратно в емкость - кристаллизатор 2. Готовый продукт сливают через сливной патрубок 8. Изменяя (регулируя) температуру и количество подаваемого диспергированного воздуха в исходное сырье,регулируют скорость процесса депарафинизации и обезмасливания исходного сырья,а также качество готового продукта. Пример. Через входной патрубок 1 до заданного уровня наполняют емкость - кристаллизатор 2 исходным сырьем. Холодильником 3 охлаждают исходное сырье до температуры, например, -7 С(температура образования зародышей кристаллов парафиновых углеводородов в исходном сырье). Аэратором 4 осуществляют подачу диспергированного воздуха в исходное сырье. Температуру подаваемого диспергированного воздуха понижают холодильником 5, например, до -18-20 С. Воздушные пузырьки, перемещаясь снизу вверх к поверхности,контактируют с зародышами кристаллов парафиновых углеводородов(так называемые центры кристаллизации). За счет контакта и разницы температур исходного сырья и воздушных пузырьков на поверхности воздушных пузырьков интенсивно происходит нарост кристаллов парафиновых углеводородов. Воздушные пузырьки,с нарастающими на их поверхности кристаллами парафиновых углеводородов, поднимаются на поверхность(всплывают),образуя воздушнопарафиновую пену, которая удаляется пеносъемником 6 через сепаратор 7. Готовый продукт сливают через сливной патрубок 8. Предлагаемый способ депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций может осуществляться с применением газов (кислород, азот и др.) или минерализации при условии обеспечения требуемых свойств и качества получаемого готового продукта. Разработан, изготовлен и испытан опытный образец. Испытания, проводившиеся на дизельном топливе марки - Летнее с аэрацией воздухом, показали эффективную работоспособность предлагаемого способа и устройства, и подтвердили технические результаты цели настоящего изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ депарафинизации и обезмасливания нефтяных фракций путем охлаждения смеси,отличающийся тем, что исходное сырье пересыщают до формирования зародышей кристаллов парафиновых углеводородов, низкотемпературно аэрируют, осуществляя рост зародышей кристаллов парафиновых углеводородов до необходимых размеров на поверхности воздушных пузырьков,движущихся снизу вверх к поверхности с образованием воздушно-парафиновой пены, с последующим его удалением. 2. Устройство для осуществления данного способа,включающее емкость-кристаллизатор, сепаратор,холодильник, входной и сливной патрубки,пеносъемник, отличающееся тем, что устройство снабжено аэратором со встроенным в нем холодильником.