способ получения смазочно-охлаждающих жидкостей

Формула изобретения

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 гI ₂/100 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 гI ₂/100 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 гI ₂/100 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/см ², 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.%.

Описание изобретения к патенту

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 нм ³/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/см ², 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 см 3 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