способ получения жидких парафинов для производства синтетических моющих средств и белково-витаминных концентратов

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПАРАФИНОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКИХ МОЮЩИХ СРЕДСТВ И БЕЛКОВО-ВИТАМИННЫХ КОНЦЕНТРАТОВ путем выделения парафиновой фракции в стационарном слое цеолита типа А, включающий олеумную очистку, отличающийся тем, что, с целью снижения отходов производства и сокращения расхода реагентов, выделенную парафиновую фракцию разделяют на фракции Н.К. ^oC 190-200^oС, 190-200^oС ^oC 225-260^oС и 225-260^oС ^oC К.К. с последующей раздельной олеумной очисткой фракции 190-200^oС ^oC 225-260^oС и фракции 225-260^oС ^oC КК. или смеси последней с фракцией Н.К. ^oC 190-200^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению жидких парафинов и может быть применено в нефтепереработке и нефтехимии с целью получения высококачественного сырья для производства биологически разлагаемых синтетических моющих средств (сульфонол, линейные алкилбензолсульфонаты и др.) и белково-витаминных концентратов.

Известен промышленный способ получения жидких парафинов для производства белково-витаминных концентратов (БВК) на установках "Перекс", согласно которому жидкие парафины с температурами начала кипения не ниже 200^оС и конца кипения не выше 320^оС получают из соответствующей нефтяной фракции путем адсорбционного выделения в стационарном слое цеолита типа А с последующей олеумной очисткой от ароматических углеводородов (остаточное содержание ароматических углеводородов не более 0,01 мас.) [1]

Недостатком способа является сравнительно высокий расход олеума, достигающий на промышленных установках 175 кг на тонну парафина и обусловленный, по-видимому, относительно высоким содержанием трудносульфируемых алкилароматических углеводородов с короткими боковыми цепями в составе ароматических примесей. Следствием этого недостатка является образование большого количества экологически вредных отходов в виде кислого гудрона, отработанной щелочи и сточных вод, утилизация которых требует значительных капитальных затрат и связана с ухудшением экологической обстановки.

Другой недостаток известного способа получения жидких парафинов для производства БВК заключается в относительно низком содержании в получаемых жидких парафинах целевых для производства БВК н-алканов С₁₄-С₁₉, что снижает производительность ферментационного оборудования при биосинтезе.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту промышленный способ получения жидких парафинов для производства биологически разлагаемых синтетических моющих средств (СМС), в частности сульфонола, на установках "Парекс", согласно которому жидкие парафины с температурами начала кипения не ниже 190^оС и конца кипения не выше 260^оС по- лучают из соответствующей нефтяной фракции путем адсорбционного выделения в стационарном слое цеолита типа А с последующей олеумной очисткой от ароматических углеводородов (остаточное содержание ароматических углеводородов не более 0,1 мас.) [1]

Недостатком описанного способа получения жидких парафинов для производства СМС является сравнительно высокое содержание ароматических углеводородов в жидких парафинах после адсорбционного выделения в стационарном слое цеолита типа А, составляющее в зависимости от степени дезактивации цеолита 0,6-1,0 мас. в связи с чем жидкие парафины подвергают олеумной очистке. Этим обусловлены высокие эксплуатационные и капитальные затраты на получение отвечающих требованиям потребителей жидких парафинов для производства СМС, связанные с использованием дорогостоящих коррозионноустойчивого оборудования олеумной очистки (реакторы-мешалки, сепараторы, емкости и др.) и реагентов (олеум, щелочь), а также образование значительного количества экологически вредных отходов в виде кислого гудрона и отработанной щелочи.

Целью изобретения является снижение эксплуатационных и капитальных затрат и сокращение количества экологически вредных отходов при одновременном получении высококачественных жидких парафинов для производства СМС и БВК.

Поставленная цель достигается тем, что жидкие парафины после адсорбционного выделения в стационарном слое цеолита типа А предварительно разделяют ректификацией на фракции: начало кипения (Н.К.) 190-200^оС, 190-200^оС 225-260^оС и 225-260^оС конец кипения (К.К.) с последующей раздельной очисткой фракции 190-200^оС 225-260^оС и фиксации 225-260^оС К.К. или ее смеси с фракцией Н.К. 190-200^оС.

Существенным отличием заявляемого способа от известных является предварительное разделение выделенных из нефтяной фракции в стационарном слое цеолита типа А жидких парафинов на фракции Н.К. 190-200^оС, 190-200^оС 225-260^оС и 225-260^оС К.К. с последующей раздельной олеумной очисткой фракции 190-200^оС 225-260^оС и фракции 225-260^оС К.К. или ее смеси с фракцией Н.К. 190-200^оС.

Как установлено экспериментально, в жидких парафинах, выделенных из нефтяной фракции в стационарном слое цеолита типа А, ароматические углеводороды распределены равномерно по температуре кипения. Наибольшая концентрация ароматических углеводородов приходится на начало и конец фракции. Из этого экспериментального факта следует возможность получения ректификацией из шировой фракции жидких парафинов сравнительно узких фракций с различным содержанием ароматических углеводородов, отличным от содержания ароматических углеводородов в широкой фракции.

По сути дела с помощью ректификации, изменяя температуру начала и конца кипения, можно в определенных пределах регулировать в узких фракциях жидких парафинов содержание ароматических углеводородов взамен традиционно используемых для этих целей олеумного или адсорбционного способов.

При ректификации широкой фракции жидких парафинов на узкие фракции происходит не только количественное перераспределение ароматических углеводородов между этими фракциями, но и, по-видимому, качественное, что отражается на удельном расходе олеума при очистке узких фракций и количестве образующегося при этом кислого гудрона и других отходов.

Такой технический прием позволяет одновременно получать высококачественные жидкие парафины для производства биологически разлагаемых СМС (фракция 190-200^оС 225-260^оС) и жидкие парафины для производства БВК (фракция 225-260^оС) К.К.), существенно снизив эксплуатационные и капитальные затраты и сократив количество экологически вредных отходов по сравнению с прототипом и аналогом за счет сокращения расхода олеума при раздельной очистке этих узких фракций. Образующаяся при этом в небольшом количестве фракция парафинов Н.К. 190-200^оС может быть квалифицированно использована в качестве углеводородного растворителя или жидкости-носителя для электрографии или смешана перед очисткой с фракцией 190-200^оС 225-260^оС.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Жидкие парафины с температурой начала кипения не ниже 200^оС и концом кипения не выше 320^оС выделяют адсорбционным способом в стационарном слое цеолита типа А из соответствующей нефтяной фракции. После этого жидкие парафины разделяют ректификацией на фракции Н.К. 190-200^оС, 190-200^оС 225-260^оС К.К. Полученные фракции 190-200^оС 225-260^оС и 225-260^оС К. К. подвергают раздельной очистке известным способом олеумным или адсорбционным с последующим использованием соответственно для производства СМС и БВК. Полученную фракцию Н.К. 190-200^оС либо используют без очистки в качестве углеводородного растворителя или жидкости носителя для электрографии, либо смешивают перед очисткой с фракцией 225-260^оС Н.К.

Повышение температуры конца кипения фракции Н.К. 190-200^оС выше 200^оС нецелесообразно, т. к. в этом случае снижается выход целевой фракции 190-200^оС 225-260^оС. Снижение температуры начала кипения ниже 190^оС и повышение температуры конца кипения выше 260^оС фракции 190-200^оС 225-260^оС недопустимо, т. к. в этом случае жидкий парафин не отвечает показателю "фракционный состав" ТУ 38.501-64-192-89.

Снижение температуры начала кипения ниже 225^оС фракции 225-260^оС К.К. нецелесообразно, т. к. в этом случае уменьшается содержание целевых углеводородов С₁₄-С₁₉ в данной фракции и уменьшается выход целевой фракции 190-200^оС 225-260^оС.

Изобретение проведено в условиях лабораторной установки и иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р. Жидкие парафины фракции 200-320^оС, выделенные в стационарном слое цеолита А на промышленной установке, подвергали фракционировке на лабораторной ректификационной колонке непрерывного действия, оборудованной двенадцатью колпачковыми тарелками и отпарной секцией для отбора бокового погона, расположенной внутри основной колонки. Исходное сырье широкую фракцию жидких парафинов 200-320^оС подавали на 10-ю тарелку, считая сверху колонки. С верха колонки отводили легкую фракцию, конденсировали, охлаждали, до 40^оС и подавали в заданном количестве в качестве орошения на верхнюю тарелку. С низа колонки отбирали остаточную фракцию жидких парафинов. Основные показатели технологического режима ректификации широкой фракции 200-320^оС жидких парафинов приведены в табл. 1.

Как следует из табл. 2, в которой представлены данные по качеству и отборам от сырья узких фракций жидких парафинов, во фракциях Н.К. 190^оС (вариант I) и Н.К. 200^оС (вариант II) содержание ароматических углеводородов изменяется в пределах 3,1-9,0 мас. существенно превышая содержание ароматических углеводородов 0,68 мас. в исходной фракции 200-320^оС.

В то же время содержание ароматических углеводородов во фракциях 190-225^оС (вариант I) и 220-260^оС (вариант II) составляет, соответственно 0,38, 0,28 мас. что меньше содержания ароматических углеводородов 0,68 мас. в исходной фракции 200-320^оС.

Из сопоставления приведенных величин содержания ароматических углеводородов в узких фракциях с требованиями по этому показателю ТУ 38.501-64-192-89 (остаточное содержание углеводородов не более 0,1 мас.) следует, что фракции 190-225 и 200-260^оС могут быть использованы после очистки для производства СМС.

Содержание ароматических углеводородов во фракциях 225^оС К.К. (вариант I табл. 2), 260^оС К.К. (вариант II) изменяется в пределах 0,67-1,20 мас. что в среднем несколько превышает содержание ароматических углеводородов 0,68 мас. в исходной фракции 200-320^оС.

Полученные после ректификации фракции жидких парафинов 225^оС К.К. (вариант I), 260^оС К.К. (вариант II) смешивали с соответствующими фракциями Н. К. 190^оС (вариант I) и Н.К. 200^оС (вариант II) и подвергали в лопастной мешалке олеумной очистке от ароматических углеводородов при температуре 35^оС и содержании свободного SO₃ в олеуме 23 мас. После обработки жидких парафинов олеумом полученную смесь разделяли отстоем на углеводородную фазу и продукты реакции (так называемый кислый гудрон). С целью нейтрализации кислых соединений жидкие парафины обрабатывали 15%-ным раствором щелочи при 25^оС и подвергали сепарации.

Аналогично подвергали олеумной очистке исходную широкую фракцию жидких парафинов 200-320^оС (известный способ аналог), фракции жидких парафинов 190-225 и 200-260^оС, выделенные из широкой фракции 200-320^оС, и фракцию жидких парафинов 190-260^оС, выделенную в промышленных условиях по известному способу-прототипу из соответствующей нефтяной фракции в стационарном слое цеолита типа А.

Результаты олеумной очистки по известным и предлагаемому способам приведены в табл. 3, из которой следует, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом и аналогом позволяет соответственно сократить на 30 и 10% удельный расход дорогостоящего реагента олеума и на 30 и 10% удельное количество образующегося трудноутилизируемого отхода в виде кислого гудpона.

Из табл. 4 и 5 видно, что получаемые предлагаемым способом узкие фракции жидких парафинов полностью соответствует ТУ 38.501-64-192-89 и ТУ 38.101856-83 и могут быть использованы в качестве сырья для производства СМС и БВК. Фракции жидких парафинов, предназначенные для производства БВК, содержат 75-88 мас. целевых для биосинтеза н-алканов С₁₄-С₁₉, содержание которых по перспективным требованиям потребителей должно быть в пределах 70-90 мас. При получении жидких парафинов для производства БВК по известному способу аналогу этот показатель не превышает 60 мас.

Таким образом, используя предлагаемый способ применительно к получению 100 тыс. т в год жидких парафинов для производства СМС и 100 тыс. т в год жидких парафинов для производства БВК, можно по сравнению с прототипом и аналогом сократить соответственно на 1560 т и 1500 т расход олеума, на 1640 и 1580 т и количество образующегося кислого гудpона и в связи с этим снизить эксплуатационные затраты на 8-10% и капитальные затраты на 5-8%