NO127867B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til regulering av. en oppløsningsmiddel-raffineringsprosess beregnet for ekstrahering av hydro-

karbonoljer med lavt hydrogen/karbon-forhold.

Foreliggende oppfinnelse angår en prosess for behandling av hydrokarbonoljer. Mer spesielt omhandler den en oppløsningsmiddel-raffineringsprosess, hvor betingelsene for raffinering av en smøre-olje-charge reguleres i avhengighet av eller som reaksjon på chargeoljens kvalitet. I henhold til denne prosess reguleres doseringen av oppløsningsmiddel. og ekstraktblandingens utløpstemperatur på en slik måte at man fremstiller et produkt med en ønsket viskositetsindeks etter voksfjerning som svar på signaler avgitt i henhold til de karakteristiske data for den behandlede chargeolje.

To viktige egenskaper eller karakteristiske data for smøre-olje er fluiditeten ved brukstemperaturen og evnen til å opprettholde tilstrekkelig smøring innenfor de aktuelle temperaturområder. Disse karakteristiske data er hellepunktet, (ASTM-betegnelse: D-97) og viskositetsindeksen (VI) (ASTM-betegnelse: D-567). Råolje som brukes for fremstilling av smøreolje,inneholder voks eller voksaktige stoffer som påvirker oljens hellepunkt i negativ retning, samt forbindelser med lavt hydrogen/karbon-forhold som i uheldig retning påvirker viskositetsindeksen. For fremstilling av smøreoljer med høy kvalitet, anvender oljeraffineriene en oppløsningsmiddel-raffineringsprosess for å fjerne bestanddeler med lav viskositetsindeks og en fremgangsmåte som oppløsningsmiddel-voksfjerning for å fjerne voks eller voksholdige stoffer. Siden avvoksingen er en relativt kostbar prosess, og opp-løsningsmiddel-raf f ineringen fjerner en vesentlig mengde av forbind-elsene i utgangsoljen, er det vanligvis mest økonomisk å benytte opp-løsningsmiddel-raf f inering først og deretter utsette den reduserte mengde oppløsningsmiddel-raffinert olje for en avvoksingsprosess.

Siden voksbestanddeléne i rå-smøreoljer har et høyt hydrogen/karbon-forhold, vil avvoksingen i vesentlig grad forandre oljens viskositetsindeks. Raffineriene vil da. vanligvis oppløsningsmiddel-raffinere en utgangs-smøreolje til en betraktelig høyere viskositetsindeks enn det ferdige smøreoljeprodukt skal ha, slik at oljen etter avvoksingen vil ha den ønskede viskositetsindeks.

F.eks. ved furfuralraffinering av rå-smøreolje, benyttes f. eks. furfuraldoseringer på mellom 75 og 500 volumprosent av oljechargen, og ekstraktblanding-utgangstemperaturer på mellom <i>|0<o>og 150°C. An-søkerne har funnet at oppløsningsmiddeldoseringen og ekstraktblandingens utløpstemperatur ved furfuralraffinering kan settes i forbind-else med og beregnes ut fra chargeoljens kvalitet og oljekonsentrasjon i ekstraktblandingen. En verdi som bestemmer chargens kvalitet, er karakteriseringsfaktoren K , beskrevet av Watson og medarbeidere,

Ind. Eng. Chem., 25, 880 (1933), 27, 1460 (1935). Et annet mål på oljekvaliteten er brytningsindeksen eller refraksjonsindeksen (RI)

(ASTM-henvisning: D-1218). Selv om brytningsindeksen alene har begrenset verdi for bestemmelse av chargens kvalitet, har ansøkerne utviklet nyttige og nøyaktige avhengigsforhold ut fra RI sammen med flammepunktet (ASTM-henvisning: D-92) for den voksholdige chargeolje, for bestemmelse og forutsigelse av det ekstraktoljeutbytte som vil gi den avvoksede raffinerte oljes ønskede VI. i det følgende kalt VI. ,

' 0 ønsk.

De fire prøver og data som er nødvendige for regulering av et fur-furalraf fineringsanlegg,er spesifikk vekt, viskositet, brytningsindeks og flammepunkt, og alle disse data tas på den voksholdige.-charge. Anvendelsen av disse verdier for regulering av furfural-råffinatoren er beskrevet i detalj i det følgende.

Man kan også benytte N-metyl-2-pyrrolidon (i det.følgende kalt NMP) istedenfor furfural som oppløsningsmiddel for behandling av utgangsoljen. Oppløsningsmiddeldoseringen- og ekstraktblandingens utgangstemperatur ved NMP-raffinering kan også korreleres med kvali-teten av chargen og konsentrasjonen av olje i ekstraktblandingen, idet disse data bringes i avhengighet av tidligere nevnte innbyrdes forhold mellom de forskjellige vérdier som nevnt for furfural som oppløsningsmiddel. Man har også utviklet nyttige og nøyaktige innbyrdes avhengighetsforhold for NMP, korrelert i forhold til bruk av furfural, idet man benytter RI sammen med flammepunktet (ASTM-henvisning: D-92) for utgangsoljen, for å forutsi det ekstraktoljeutbytte som gir en ønsket avvokset raffinatolje VI (V^øng^ )• De data som kreves for regulering av en NMP-raffineringsenhet,er spesifikk vekt, viskositet, brytningsindeks og flammepunkt - alle på voksholdig utgangsolje. Reguleringen av NMP-raffinatoren beskrives likeledes senere mer detaljert.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe anordninger for regulering av et oppløsningsmiddel-raffineringsanlegg ut fra chargens kvalitet.

En annen hensikt er å forandre driftsbetingelsene for en gitt charge, når den ønskede viskositetsindeks, VI. , , eller den avvoksede raffinerte olje forandres, slik at et produkt med ønsket kvalitet produseres umiddelbart. Oppfinnelsen gjør det mulig å pro-dusere raffinert olje med ønsket VI etter avvoksing ved regulering

av oppløsningsmiddeldoseringen og ekstraktblandingens utgangstemperatur i avhengighet av chargens kvalitet. En fordel med denne reguler-ingsmetode er at man effektivt foregriper forandringer i raffinerings-betingelsene og eliminerer det tidsspille som ellers følger med regulering på grunnlag av produktkvalitet. Hvis VI^^ forandres, blir driftsbetingelsene forandret hurtig til de data som kreves for fremstilling av den nye produktkvalitet. Dette hurtige svar sørger for stor jevnhet i produktkvaliteten og opprettholder optimale raffi-neringsbetingelser.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en matematisk modell av en oppløsningsmiddel-raffineringsprosess på en slik måte at man kan gjennomføre fullstendig automatisk regnemaskin-regulering.

En annen hensikt med oppfinnelsen ér å fremlegge en fremgangsmåte for regulering av en furfuralraffineringsenhet ut fra chargens kvalitet.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en metode for regulering av en NMP-raffineringsenhet i avhengighet av chargens kvalitet.

Enda en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe forhånds-varslet eller "feedforward" - til forskjell fra tilbakematningsregu-lering "feedback" -regulering av et oppløsningsmiddel-raffinerings-tårn, slik at man etter avvoksingen som følger etter raffinerings-tårnbehandlingen får en smøreolje med en forhåndsbestemt viskositetsindeks .

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte til regulering av en oppløsningsmiddel-raffineringsprosess beregnet for ekstrahering av hydrokarbonoljer med lavt hydro-gen/karbonforhold, hvor en smøreolje-charge behandles med et oppløs-ningsmiddel, ved måling av visse charge-parametere og regulering av visse prosessvariable for oppnåelse av et produkt med en ønsket karakteristisk egenskap, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at det tilveiebringes et første, andre, tredje og fjerde signal, som henholdsvis representerer mål for chargens spesifikke vekt, chargens viskositetsindeks, chargens brytningsindeks og chargens flammepunkt, og et femte signal som er et .mål for den raffinerte oljes ønskede viskositetsindeks, og at nevnte første, andre, tredje, fjerde og femte signaler kombineres til to ytterligere signaler som anvendes til å regulere oppløsningsmiddel-doseringen henholdsvis ekstrakt-blandingens utløpstemperatur, for således å holde den raffinerte oljes viskositetsindeks på den ønskede verdi.

Man har funnet at furfuralraffinering av smøreoljecharger

ved optimale driftsbetingelser kan uttrykkes ved følgende ligning:

hvor:

A er en konstant karakteristisk verdi for hver chargeolje, C =konsentrasjonen av ekstraktolje i ekstraktblandingen,

TR er forskjellen mellom ekstraktblandingens utgangstemperatur og furfuralets kokepunkt, l62°C, og

F = furfuraldoseringen, nemlig volumdeler furfural ført inn i raffinéringstårnet per 100' volumdeler charge.

I ovenstående og følgende ligninger ansees en betegnelse som definert ved første anvendelse og har samme betydning i følgende anvendelser.

Verdien av A i ligning 1 ble funnet å samsvare med Watson-karakteriseringsfaktoren Kv i henhold til følgende ligning:

hvor

Kv = Watson-karakteriseringsfaktoren.

Følgende ligning for K ver utviklet i avhengighet av API-sp.v. (ASTM-henvisning: D-287) og den kinematiske viskositet (ASTM-henvisning: D-445):

hvor:

°API = sp.v. i °API (ASTM-henvisning: D-287), og cs kinematisk viskositet ved 100 C i centistokes (ASTM-henvisning: D-445).

Som nevnt ovenfor er C e lik konsentrasj"onen av ekstraktolje i ekstraktblandingen som tas ut av bunnen i raffineringstårnet. Denne konsentrasjon bestemmes ved ligningen:

hvor:

<=> prosentvis utbytte av ekstraktolje, og

F ■'■ * .furfural dosering.

Konsentrasjonen av ekstraktolje i den ekstrakt-furfural-blanding som foreligger ved vanlig teknisk drift avhenger av verdien av A i ligning .1 etter følgende enkle ligning:

Utbyttet av ekstraktolje er en funksjon av VI for den ønskede avvoksede raffinatolje uttrykt etter følgende ligning:

Man har funnet at ekstraktoljeutbyttet kan beregnes ut fra fire verdier, som avhenger av utgangsoljekvaliteten og VI^ngk Disse verdier har fått betegnelsene G, L, M og N i nedenstående ligninger. Verdien av Q er knyttet sammen med brytningsindeksen for den voksholdige chargeoljen, RIWC>°S flammepunkt, fl, målt ifølge Cleveland Open Cup-metoden, uttrykt i °C i henhold til følgende ligning:

hvor:

RIWC er brytningsindeksen ved 70°C for voksholdig utgangsolje (ASTM-henvisning: D-1218); og

fl er lik flammepunktet etter Cleveland Open Cup, °C

(ASTM-henvisning: D-92).

Verdien for L avhenger av G etter følgende ligning:

Verdien av M avhenger av VI for den ønskede avvoksede raffinatolje, dvs. VI, , etter følgende ligning:

55 nsK •

hvor:

C^ = 0.805 for destillat-utgangsoljer med flammepunkt under 237°C, 0.79^ for destillatoljer med flammepunkt lik eller større enn 232°C, 0.801 for restoljer og C~ = 0.001155. for destillatutgangsoljer med flammepunkt under 232°C, 0.0014^5 for destillatoljer med flammepunkter lik eller større enn 232°C, og 0.001190 for restoljer. Verdien av N er lik summen av L og N ved følgende ligning:

Utbyttet av ekstraktolje utregnes fra verdien av N som igjen er en funksjon av G, L og M ifmlge ligningene 7» 8 og 9. Forholdet mellom YEQ og N uttrykkes ved følgende ligning:

Ekstraktoljeutbyttet bestemt etter ligning 11 og konsentrasjonen av ekstraktolje i ekstraktblandingen bestemt ifølge ligning 5 bestemmer furfuraldoseringen i henhold til ligning 4, som kan settes opp i følgende form:

Siden TD utgjør forskjellen mellom kokepunktet for furfural (163 C) og temperaturen, TE0, for ekstraktblandingen som forlater raffineringstårnet, bestemmes TEQ ifølge ligning 1 som settes opp som følger:

Således kan man bestemme den furfuraldosering F og ekstrakt-olj eutløpstemperatur Teq som kreves for produksjon av en smøreolje med en ønsket viskositetsindeks etter avvoksing, ut"fra kjennskap til verdiene for egenskap (°API), viskositet (cs), brytningsindeks (RI)

og flammepunkt (fl) målt på voksholdig charge, ved en furfural-raffineringsprosess, ved nedenstående påfølgende trinn:

Trinn 1: Man bestemmer Watson-karakteriseringsverdien Kv

ut fra tettheten (°API) og viskositet (cs) ifølge ligning 3,

Trinn 2: Man bestemmer verdien for konstanten A i ligning 1

ut fra ovenstående verdi for Ky og ligning 2,

Trinn 3: Verdien av Cg i ligning 4 bestemmes fra ligning 5

ved hjelp av verdien av A fra trinn 2,

Trinn 4: Ekstraktolje-utbyttet, Y^q, bestemmes fra verdiene

av G, L, M og N som igjen finnes som følger:

Trinn 4a: G bestemmes fra det målte flammepunkt for voks-

holdig utgangsolje ved ligning 7,

Trinn 4b: Denne verdi for G benyttes for fastleggelse av

verdien for L ved ligning 8,

Trinn 4c: Verdien av M bestemmes av ligning 9 ut fra VI^ngk , dvs. ønsket VI for den avvoksede raf f inatolj e, og de bestemte verdier på konstantene C-^ og ,

Trinn 4d: Verdiene for L og M legges sammen til en verdi for N etter ligning 10,

Trinn 4e: Denne verdi for N brukes for å bestemme ekstrakt-olj eutbyttet . YgQ etter ligning 11,

Trinn 5: Verdier for Y~ n ifølge trinnene 4a-e og C etter

trinn 3 benyttes for å finne furfuraldoseringen, F, ifølge ligning 12.

Trinn 6: Temperaturen på ekstraktoljen, TEQ, ut fra raffineringstårnet finnes fra ligning 13 ved hjelp av verdien for A ifølge trinn 2, verdien av Cg ifølge trinn 3 og verdien av F ifølge trinn 5. Ovenstående seks trinn kan naturligvis foretas manuelt og siden hver operasjon er uttrykt som en ligning, kan hele rekken av verdibestemm-elser foretas av en regnemaskin for automatregulering.

Den medfølgende skjematiske tegning viser en utførelse av foreliggende oppfinnelses prosess. Selv om skjemaet illustrerer en oppsetting av apparatur hvoretter oppfinnelsens fremgangsmåte kan utføres, er oppfinnelsen ikke begrenset til denne utførelse eller til de spesielle forbindelser eller apparaturer som er anført.

Inngående chargeolje gjennom: rørledning 1 oppvarmes til ønsket driftstemperatur i varmeveksleren 2 og føres gjennom ledningen 3, ventilen 4 og rørledningen 5 til furfuralraffineringstårnet 6. Oppløsningsmidlet i ledningen 10 oppvarmes til ønsket temperatur i varmeveksler 11 og føres gjennom rørledning 12, ventil 13 og ledning 14 til raffineringstårnet 6. Raffineringstårnet 6 er vist som et enkelt motstrøms-kontakttårn inneholdende fyllmateriale 7. Man kan imidlertid også bruke andre kontaktinnretninger, som f.eks. roter-ende skivekontaktorer, sentrifugal-motstrømskontaktorer, eller kammer-motstrømskontaktorer. I tårnet 6 føres oljen og oppløsningsmidlet i kontakt med hverandre i motstrøm, hvilket bevirker ekstraksjon av innløpsoljens bestanddeler med lav viskositetsindeks. Raffinatet inneholdende raffinert olje og en liten mengde oppløst oppløsnings-middel tappes av gjennom ledning 25. Det opprettholdes en temperaturgradient i furfuralraffineringstårnet 6 ved hjelp av en kjølespiral 16 i tårnets bunn. Andre måter til å oppnå temperaturgradient kan tas i bruk istedenfor eller i tillegg til en slik kjølespiral, f.eks. ved å innføre charge med lavere temperatur enn oppløsningsmidlet, ved å innføre kald damp eller trekke ut en sidestrøm av væske fra tårnet, kjøle denne strømmen og føre den tilbake til tårnet. Kjølevannet som føres inn i spiralen 16 med regulert hastighet gjennom ventilen 17 føres ut gjennom rørledningen 18. Ekstraktblandingen inneholder opp-løsningsmiddel og oppløste oljebestanddeler med lav viskositetsindeks føres ut gjennom rørledning 20 med en temperatur som reguleres av kjølespiralen 16.

Raffinatet i ledning 25 føres til et oppløsningsmiddelgjen-vinningsanlegg 26, hvor oppløsningsmidlet dampes av fra raffinatoljen. Oppløsningsmiddelraffinert olje føres ut gjennom ledning 27 og opp-løsningsmidlet gjennom ledning 28 tilbake til oppløsningsmiddelrør-ledningen 10, hvorfra den brukes på nytt. Oppløsningsmiddelraffinert olje i ledning 27 føres til voksfjerningsanlegget 29, hvor voksen fra-skilles, f.eks. ved hjelp av avkjøling med en oppløsningsmiddel-blanding av metyletylketon-benzen og filtrering av utfelt voks. Avvokset, oppløsningsmiddelraffinert smøreolje kommer ut gjennom ledningen 30 for lagring og blanding av flere oljetyper, og voksen tappes ut gjennom ledning 31 for videre bearbeiding eller umiddelbar bruk.

Ekstraktblandingen i ledning 20 føres til oppløsningsmiddel-gj envinningsanlegget 21, hvor oppløsningsmidlet strippes fra ekstrakt- •■ 1 M I U U I oljen som tappes av gjennom ledningen 22, føres tilbake til ledning

10 og brukes på nytt.

En liten strøm av chargen føres kontinuerlig gjennom måler-ledningen 42 og ut til forgreningsledninger 42a, 42b, 42c og 42d til måleinstrumentene 43a, 43b, 43c og 43d, resp.- Avløpet fra målerne føres gjennom ledningene 44a, 44b, 44c og 44d, resp., tilbake til systemet eller kastes, hvis dette er mer praktisk. Måleren 43a er en egenvektmåler, som kontinuerlig bestemmer egenvekten for inngående charge og fremkaller et styringssignal som er et mål for egenvekten i grader API. Egenvektmålere som kan brukes for dette formål omfatter f.eks. Arcco Model R gravitometer, Fisher gravitometer og Automation Products Dynatrol Model CL10RQ. Styringssignalet føres gjennom ledningen 46a til regnemaskinen 50. Signalledningen kan, f.eks. være et rør, en tråd eller en arm, som lystrer signalet, og signalet kan være pneumatisk, hydraulisk, elektrisk eller mekanisk. Elektriske signaler foretrekkes, siden disse kan innføres direkte i regnemaskinsystemet.

Måleren 43b bestemmer viskositeten for oljen ved en egnet valgt temperatur, f.eks. 54.4°C eller 100°C, og overfører det til-svarende signalet til regnemaskinen 50 gjennom ledning 46v. Visko-sitetsmålere som kan benyttes, er f.eks. en måler beskrevet i US. patenter nr. 2 791 902 og nr. 3 025 232. Måleren 43c bestemmer brytningsindeksen for chargen og sender ut et signal som et resultat av målingen til regnemaskinen 50 gjennom 46c. En egnet brytnings-indeksmåler beskrives i US patent nr. 2 569 127. Måleren 43d bestemmer flammepunktet med Cleveland Open Cup for den voksholdige charge og sender ut et signal til regnemaskinen 50 gjennom ledningen 46d. En egnet måler for dette formål er Precision Scientific Auto-matic Flash Tester, rekalibrert for overensstemmelse med Cleveland Open Cup f lammepunkt. Andre inngående reguleringsdata som VI^n<g>l{ for den avvoksede raffinatolje mates inn i regnemaskinen 50 gjennom ledning 52 fra inngående reguleringsorgan 51.

Utgående signaler fra regnemaskinen 50 omfatter signaler som regulerer furfuraldoseringen gjennom ledning 53 og et signal som regulerer utgangstemperaturen for ekstraktblandingen gjennom ledning 65. Signalet i ledning 53 innstiller reguleringsorganet i strøm-ningsfordeleren 5^ slik at man får det ønskede forhold mellom opp-løsningsmiddel som strømmer i ledning 14 og voksholdig charge gjennom ledning 5. Strømningshastigheten for oppløsningsmidlet innstilles nær opptil grenseverdien og holdes på denne verdi ved hjelp av signaler gjennom ledning 55 til ventilen113. Signalet gjennom ledning 56 til ventilen 4, som bestemmer strømningsforholdetr sørger for ønsket strømningshastighet.

Signalet som regulerer ekstraktblandingens temperatur kommer gjennom ledning 65 og innstiller kontrollorganet i temperaturregulatoren 66. Temperaturen for ekstraktblandingen ut fra tårnet 6 bestemmes ved temperaturføler 69 og et signal fra dette føres gjennom ledning 68 til temperaturregulator 66. Temperaturregulatoren 66 sender et reguleringssignal gjennom ledning 67 som regulerer ventilen 17, slik at man får den ønskede temperatur som svar på regulerings-signalet gjennom ledning 65.

Eksempel 1

Et oljedestillat med høyt voksinnhold oppløsningsmiddel-raffineres med furfural og avvokses for fremstilling av oppløsnings-middelraf finert avvokset smøreolje med viskositetsindeks =95. De følgende data måles på inngående charge ved hjelp av måleapparater som fastlegger egenvekt, viskositet, brytningsindeks og flammepunkt.

Sp.v. 22.2° API

Viskositet SUS ved.100°C 87.8 sek.

RI ved 70°C 1.4940

Plammepunkt, COC

(Cleveland Open Cup) 271 C

Utbyttet av ekstraktolje som produseres fra denne charge ved en VI,„ , = 95.0 beregnes som følger: I henhold til ovenstående seks-trinns-metode, bestemmes Watson-karakteriseringsfaktoren Ky til 12.0 ifølge ligning 3. Verdien av A ifølge ligning 2 er 249. Ved å sette denne verdi for A inn i ligning 5, finnes Cg = 0.0995-

G bestemmes til 1.4420 ifølge ligning 7. L = 0.017 beregnes ut fra ligning 8. Verdien for M finnes lik 0.8012 ved ligning 9. Verdien for N blir derfor 0.8012 + 0017 eller 0.8182. Ek-straktolj eutbyttet , <V>E0, blir lik 54.0 % ved å innføre denne verdi for N i ligning 11. Verdiene for Y ' og Cg, som således er bestemt, muliggjør utregning av furfuraldoseringen til_ 409 % etter ligning 12. Ekstraktoljens temperatur blir lik 93.3°C ifølge ligning 13. Regne-maskins ignaler innstiller temperaturreguleringen for ekstraktblandingens utgangstemperatur til 93.3°C og strømnings fordeleren til inn-stilling av furfuraldosering på 409 % av inngående charge. Raffinatoljen finnes etter avvoksing å ha den ønskede viskositetsindeks på 95.0.

Ved skifting av forrådstanker, har den nye charge følgende karakteristika:

Egenvekt 21.7°API

Viskositet SUS ved 100°C 89.3

RI ved 70°C 1.4957

Flammepunkt COC 260°C

Behandlingen av denne charge til en ønsket viskositetsindeks på 95.0 etter avvoksing gjennomføres. Verdiene fra måleapparatene fører til nye utregnede verdier for G, L og N. De opprinnelige og nye tall er sammenligningsvis:

Verdien av M blir uforandret, siden den er en funksjon av ønsket viskositetsindeks. Fra disse tall utregnes et ekstraktoljeutbytte YEQ på 49.5 %. Ky = 11.95. A = 268, verdien av Ce = 0.1172. Fra disse

.resultater bestemmes den nye furfuraldosering til 381 % av charge-mengden, og ekstraktblandingens utgangstemperatur til 96.7°C. Strømningsfordeleren innstilles på nytt etter regnemaskinsignaler slik at forholdet mellom furfuralmengde og frisk charge synker fra 4.09:1 til 3.81:1, og temperaturregulatoren ominnstilles av regnemaskinen til en utgangstemperatur for ekstraktblandingen fra furfuraltårnet på 96.7°C istedenfor 93.3°C

Etter behandlingen av en del av denne andre forrådstank inneholdende voksholdig destillat' , forandres VIø, nsk. .for avvokset raffinatolje fra 95.0 til 90.0 for fremstilling av et nytt produkt. Verdier for G, L, M og N beregnes på nytt til 1.4457, 0.0125 og 0.8084 og 0.8209 resp., og ekstraktoljeutbyttet beregnes til 41.5 Tallene Kv, A og Cg blir uforandret. Furfuraldoseringeri bestemmes til 268 % og ekstraktblandingens utgangstemperatur fra furfuraltårnet omstilles til 90.6°C. Følgelig ominnstiller regnemaskinen strømningsreguler-ingsanordningen slik at denne slipper gjennom et forhold mellom furfural og frisk charge på 2.68:1 istedenfor 3.81:1, og ominnstiller temperaturregulatoren på ekstraktblandingsutløpet til 90.6°C istedenfor 96.7°C. Disse forandringer i furfuraldosering og ekstraktolje-utgangstemperatur fører til en raffinatolje som har VI = 90.0 etter avvoksing.

Eksempel 2.

Et lett, voksholdig destillat furfuralraffineres til en VIønsk = 9° for avvokset raffinatolje. Man måler følgende tall

for voksholdig utgangsolje:

Egenvekt 24.4 °API

Viskositet SUS ved 100°C 48.8 sek.

RI ved 70°C 1.4838

Flammepunkt COC 212°C

Ekstraktoljeutbyttet utregnes fra disse chargeverdier ved VI, . lik

prisme •

90, fra ligningene 7, 8, 9, 10, og 11 til 28.2 %. Tallene for G, L, M og N blir resp. 1.4423, 0.016, O.8165 og O.8325. Ky bestemmes til 11.90 fra ligning 3. A får verdien 293 fra ligning 2 og Cg blir lik O.H72 fra ligning 5. Fra disse resultater beregnes f urf uraldoser-ingen til 224 % og ekstraktblandingens utgangstemperatur til 68.9°C. Regnemaskinen innstiller strømningsfordeleren på et strømningsforhold mellom furfural og voksholdig chargeolje på 2.24:1 og innstiller temperaturregulatoren på en ekstraktblandingsutgangstemperatur = 68.9°C. Under disse forhold får man et produkt som etter avvoksing har VI = 90.0.

Søkerne har også funnet at NMP-raffinering av utgangssmøre-oljer ved optimale driftsforhold kan uttrykkes slik:

hvor:

ANMP er en konstant karakteristisk verdi for hver charge,

Cg = konsentrasjonen av ekstraktolje i ekstraktblandingen, TD = forskjellen mellom ekstraktblandingens utgangstemperatur og kokepunktet for NMP = l49°C, og

S = NMP-doseringen, hvor volum NMP innmates til raffineringstårnet per volumenhet charge.

Videre har man funnet at hvis A-verdien for anvendelse av furfuraldosering er kjent eller kan bestemmes ut fra fysikalske egenskaper, som f.eks. egenvekt og viskositet for en bestemt chargeolje, kan denne verdi forutsies for ANMp, F.eks. har man funnet at følgende forhold gjelder: Hvis man således benytter ligning 15 ovenfor til overføring av ligning 2, blir A NMp som funksjon av Kv = A '

hvor Kv er definert ved ligning 3.

. På samme måte som ligning 4, bestemmes C fra forholdene

hvor VE0 og S er beskrevet tidligere.

Oljekonsentrasjonen i blandingen av ekstrakt og NMP som foreligger ved vanlig teknisk drift, er forbundet med verdien for ANMP Som anS^-tt i ligningene 5 og 15 av følgende ligning:

Utbyttet av ekstraktolje er også en funksjon av den avvoksede raffinatoljens viskositetsindeks ifølge ligningen:

Søkerne har funnet at ekstraktoljeutbyttet kan beregnes ut fra fire størrelser som er knyttet til chargens kvalitet og VI , , . Disse har fått betegnelsene G, L, M og N i nedenstående ligninger: Verdien for G er knyttet til den voksholdige utgangsoljens brytningsindeks, RI^qj og Cleveland Open Cup-flammepunkt, fl, målt i °C, etter følgende ligning:

hvor:

RIWC = den voksholdige utgangsoljens brytningsindeks

(ASTM-betegnelse: D-1218), og

fl = flammepunktet, Cleveland Open Cup, °C (ASTM-henvisning: D-92).

Tallverdien for L er forbundet med tallverdien for G etter følgende ligning:

Tallverdien for M er forbundet med den avvoksede raffinatoljens ønskede viskositetsindeks, VI^ns^ med følgende ligning:

hvor: C1 = 0.805 for destillatoljen med flammepunkt under 2 32°C, 0.794 for destillatoljer med flammepunkt lik eller større enn 232°C, 0.801 for restoljer, og C2 = 0.001155 for destillatoljer med flammepunkt under 232°C, 0.001445 for destillatoljer med flammepunkt lik eller større enn 232°C, og 0.001190 for restoljer. Verdien av N er lik summen av L og M etter følgende ligning:

Ekstraktoljeutbyttet utregnes fra verdien av N, som igjen er en funksjon av G, L og M, ifølge ligningene 7, 8 og 9. Forholdet mellom Y^q og N finnes av følgende ligning:

Utbyttet av ekstraktolje ifølge ligning 11A og konsentrasjonen av ekstraktolje i ekstraktblandingen, bestemt fra ligning 18, fastlegger NMP-doseringen i henhold til ligning 17, som kan omskrives til følgende form:

Siden TR er lik forskjellen i kokepunkt målt i °C mellom NMP (149°C) og temperaturen i °C TEQ for ekstraktblandingen ut fra raffineringstårnet, blir TEQ ifølge ligning 14 utregnet som følger:

Således kan de tallverdier for NMP-dosering, S og ekstrakt-olj ens utgangstemperatur Teq, som kreves for fremstilling av en smøreolje som vil ha en ønsket viskositetsindeks etter avvoksing, bestemmes ut fra egenvekten (°API), viskositeten (centistokes), brytningsindeksen (RI) og flammepunktet (fl), målt på den voksholdige charge, ved hjelp av en NMP-raffineringsprosess etter følgende på-følgende trinn: Trinn 1: Watson-karakteriseringsverdien Kv bestemmes ut fra egenvekten ( API) og viskositeten (cs) etter ligning 3.

Trinn 2: Verdien for konstanten A^p i ligning 14 bestemmes fra. ovenstående verdi for Ky og ligning 16.

Trinn 3; Tallverdien for Ce i ligning 17 utregnes fra ligning 18 med verdien for A^p beregnet i trinn 2.

Trinn 4: Ekstraktoljeutbyttet Y£q utregnes fra verdiene for G, L,

M og N, som igjen bestemmes slik:

Trinn 4a: G utregnes fra det målte flammepunktet for chargen ifølge ligning 7A.

Trinn 4b:. Denne verdi for G brukes for å utregne L ifølge ligning 8A.

Trinn 4c: Tallverdien for M utregnes fra ligning 9A etter innsetting av VI, , , dvs. den ønskede viskositetsindeks for avvokset raffinatolje, og de faste verdier for konstantene og Cg.

Trinn 4d: Verdiene for L og M legges sammen for utregning av en verdi for N ifølge ligning 10A,

Trinn 4e: Denne verdi for N brukes for fastleggelse av ekstraktolje-utbyttet, Y£qj fra ligning 11A.

Trinn 5: Verdiene for Y£q utregnet etter trinn 4a-e og Cg utregnet fra trinn 3 brukes for bestemmelse av NMP-doseringen, S, etter ligning

Trinn 6: Temperaturen for ekstraktoljen ut fra raffineringstårnet, TgQ, avledes fra ligning 20 etter innsetting av den verdi for A^p som er bestemt i trinn 2, verdien for Cg bestemt i trinn 3 og verdien for S bestemt i trinn 5. Ovenstående seks trinn kan utføres manuelt, og siden hver operasjon er uttrykt som en ligning, kan hele rekken av utregninger foretas av en regnemaskin for automatisk regulering.

Den vedlagte tegning viser skjematisk en utførelse av foreliggende oppfinnelse. Selv om tegningen viser et mulig anlegg hvori foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte kan utføres, skal oppfinnelsen ikke begrenses til disse spesielle forbindelser eller apparaturer. Prosessen med NMP som solvent er den samme som tidligere beskrevet for furfural. Eksempler på NMP-raffinering er oppført nedenfor.

Eksempel 1

Eksempel II

Eksempel III

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til regulering av en oppløsningsmiddel-raffi-

. neringsprosess beregnet for ekstrahering av hydrokarbonoljer med lavt hydrogen/karbon-forhold, hvor en smøreolje-charge behandles med et oppløsningsmiddel, ved måling av visse charge-parametere og regulering av visse prosessvariable for oppnåelse av et produkt med en ønsket karakteristisk egenskap, karakterisert ved at det tilveiebringes et første, andre, tredje i og fjerde signal, som henholdsvis representerer mål for chargens spesifikke vekt, chargens viskositetsindeks, chargens brytningsindeks og chargens flammepunkt, og et femte signal som er et mål for den raffinerte oljes ønskede viskositetsindeks, og at nevnte førate, andre, tredje, fjerde og femte signaler kombineres til to ytterligere signaler som anvendes til å regulere oppløsningsmiddel-doseringen henholdsvis ekstrakt-blandingens utløpstemperatur, for således å holde den raffinerte oljes viskositetsindeks på den forønskede verdi.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den oppløsningsmiddel-raf finerte olje avkjøles i nærvær av et avvoksings-oppløsningsmiddel for å bevirke voks-separering og derved gi en oppløsningsmiddel-raf finert, avvokset olje, karakterisert ved at de to ytterligere signaler anvendes til å holde viskositetsindeksen for nevnte oppløsningsmiddel-raffinerte, avvoksede olje på en forutbestemt verdi uavhengig av variasjoner i nevnte smøreolje-charge.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, for regulering av en prosess for raffinering av en voksholdig hydrokarbonolje til smøreolje, hvor den voksholdige olje behandles med et oppløsningsmiddel for å bevirke separering av den voksholdige olje og oppløsningsmidlet til en raffi-natstrøm og en ekstraktblandingsstrøm, idet oppløsningsmidlet gjen-vinnes fra raffinatstrømmen og gir raffinert, oppløsningsmiddel-fri, voksholdig olje, og den raffinerte, oppløsningsmiddel-fri, voksholdige olje avvokses for dannelse av smøreolje, karakterisert ved at nevnte første og andre signaler behandles for oppnåelse av et sjette signal som representerer "Watson Characteriza-tion Factor" til den voksholdige olje, nevnte sjette signal behandles for oppnåelse av et syvende signal som representerer konsentrasjonen til ekstraktoljen i ekstraktblandingsstrømmen, nevnte tredje, fjerde og femte signaler behandles for oppnåelse av et åttende signal som representerer det prosentvise utbytte av ekstraktolje i ekstrakt-blandingsstrømmen, nevnte syvende og åttende signaler behandles for oppnåelse av et niende signal som representerer oppløsningsmiddel-doseringen i volumdeler av oppløsningsmiddel anvendt for behandling av hver hundre volumdeler voksholdig olje, nevnte syvende og niende signaler behandles for oppnåelse av et tiende signal som representerer temperaturen for ekstraktblandingsstrømmen, og at nevnte niende signal anvendes til å regulere oppløsningsmiddel-doseringen til den voksholdige olje og ved at nevnte tiende signal anvendes til å regulere temperaturen for ekstraktblandingsstrømmen.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 3, karakterisert ved at det som oppløsningsmiddel anvendes furfural.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at det som oppløsningsmiddel anvendes N-metyl-2-pyrrolidon.