PL203932B1

PL203932B1 - Sposób podwyższenia jakości olejów bazowych Grupy I z ropy

Info

Publication number: PL203932B1
Application number: PL368007A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Dettloff; Iwona Skręt; Franciszek Steinmec; Leszek Ziemiański; Anna Bartyzel; Artur Antosz; Alfred Bednarski; Tadeusz Stokłosa; Zbigniew Bieniek; Leszek Zbierzchowski; Marek Markiewicz; Stanisław Putek; Jacek Wysocki; Krystian Pater; Dariusz Tomasiewicz; Tomasz Złotowski; Artur Gąsiorowski; Stanisław Góralski; Ewa Marton
Original assignee: Inst Nafty I Gazu
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2009-11-30
Also published as: PL368007A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób podwyższenia jakości olejów bazowych wytwarzanych z ropy tak, aby speł niał y wysokie graniczne wymagania okreś lone dla olejów bazowych Grupy I wg API (American Petroleum Institute), stanowiących podstawowy składnik dla wytwarzania olejów silnikowych, przemysłowych i innych olejów smarowych.

Wymagania API dla olejów bazowych Grupy I określają zawartość węglowodorów nasyconych poniżej 90%, zawartość siarki powyżej 0,03%, wskaźnik lepkości 80 + 119 jednostek.

Znane sposoby produkcji mineralnych olejów bazowych polegają na rozdestylowaniu pozostałości atmosferycznej z ropy na frakcje o określonych granicach lepkości, poddaniu ich rafinacji selektywnej furfurolem, a następnie odparafinowaniu rozpuszczalnikowemu otrzymanych rafinatów i procesowi hydrorafinacji. Według polskiego patentu 170 096 p.t. „Sposób wytwarzania olejów bazowych podaje się dwa warianty rozdestylowania pozostałości atmosferycznej z ropy względnie z mieszanek ropy, co w konsekwencji prowadzi do wytwarzania sześciu rodzajów wysokojakościowych olejów bazowych poczynając od najlżejszego o lepkości w 40°C 11 + 13 mm²/s a kończąc na oleju o lepkości w 40°C 90 + 104 mm²/s. Stosując polski patent 177 991 „Sposób wytwarzania olejów bazowych uzyskuje się dodatkowo bardzo ciężki olej o lepkości w 40°C 140 + 180 mm²/s.

Inną drogą uzyskania olejów bazowych jest oparcie się na pozostałości wrzącej powyżej 365°C z procesu hydrokrakingu destylatów próżniowych z ropy zamiast bezpośrednio na ropie naftowej lub jej mieszankach. Wymienić tutaj można polskie zgłoszenia patentowe: P 327 157 i P 359 789 opierające się bezpośrednio na przeróbce pozostałości z hydrokrakingu na drodze rozdestylowania na frakcje olejowe, ich odparafinowaniu i hydrorafinacji. Zbliżonym jest sposób podany w polskim zgłoszeniu P 336 815, którego istota polega na rozdestylowaniu pozostałości pow. 365°C z hydrokrakingu na frakcje olejowe, ich kolejnym odparafinowaniu i hydrorafinacji a następnie zestawieniu w określonym stosunku z olejami bazowymi otrzymanymi wg klasycznego schematu produkcji olejów bazowych z ropy naftowej lub jej mieszanek, to jest rozdestylowania pozostałości atmosferycznej z ropy, rafinacji selektywnej otrzymanych frakcji olejowych, odparafinowaniu i hydrorafinacji.

To ostatnie rozwiązanie jest bardzo korzystne jeżeli chodzi o poprawę właściwości olejów bazowych, nie mniej jednak wymaga dysponowania zarówno klasycznym ciągiem procesowym produkcji olejów bazowych z ropy jak i instalacją do rozdestylowania pod próżnią pozostałości z hydrokrakingu. Pozostałe procesy przeróbki otrzymanych frakcji olejowych prowadzone mogą być przemiennie na będących do dyspozycji instalacjach klasycznego bloku olejowego.

Produkcja olejów bazowych wg schematu klasycznego wymaga dysponowania ropą o składzie grupowym warunkującym uzyskanie wymaganej jakości olejów przy ich uzasadnionej ekonomicznie wydajności. Wzrastające wymagania stawiane olejom bazowym zaliczanym do Grupy I wg API zmuszają producentów do opierania się na ropach odpowiedniej do tego celu jakości, których dostępność a nade wszystko ceny znacznie zawężają ekonomię produkcji.

Istota niniejszego wynalazku polega na zastosowaniu do produkcji olejów bazowych mieszanki ropy niższej jakości, dającej destylaty olejowe o zawartości węglowodorów parafino-naftenowych rzędu do 50% dla destylatów lekkich i do 35% dla destylatów ciężkich, (a wiec o niższej zawartości węglowodorów parafino-naftenowych niż typowe ropy olejowe) z pozostałością atmosferyczną z hydrokrakingu w stosunku masowym od 92:8 do 70:30, którą to mieszankę poddaje się destylacji atmosferyczno - próżniowej, uzyskując w wyniku destylacji próżniowej frakcje olejowe zawierające podwyższoną zawartość węglowodorów parafinowo-naftenowych, które to frakcje poddaje się rafinacji selektywnej furfurolem przy parametrach znacznie łagodniejszych niż wynika to ze stechiometrycznego przeliczenia składów grupowych, otrzymując rafinaty pozbawione praktycznie węglowodorów aromatycznych dwu i więcej pierścieniowych oraz o znacznie obniżonej zawartości żywic, a następnie poddaje procesowi rozpuszczalnikowego odparafinowania i procesowi hydrorafinacji, uzyskując oleje bazowe o wyższych wskaźnikach lepkości, wyższej zawartości węglowodorów nasyconych i niższej zawartości siarki niż otrzymywane z przeróbki samej stosowanej ropy.

Kryteriami oceny jakości są tutaj wskaźniki lepkości, zawartości węglowodorów aromatycznych dwu i więcej pierścieniowych i żywic oraz odporność na utlenienie. Równocześnie parametrami decydującymi są stosunek rozpuszczalnika selektywnego do rafinacji oraz wydajność rafinatu, decydujące o wydajności finalnego oleju bazowego, a więc o ekonomice procesu.

Proponowane rozwiązanie pozwala na podwyższenie jakości olejów bazowych Grupy I według API w oparciu o ropę niższej jakości, z której dotychczas nie były one możliwe do uzyskania w sposób

PL 203 932 B1 ekonomicznie uzasadniony. Równocześnie postępowanie według wynalazku zapewnia w trakcie rafinacji nie tylko usunięcie węglowodorów aromatycznych dwu i więcej pierścieniowych oraz obniżenie o połowę zawartości ż ywic, ale i poprawę ekonomiki ich produkcji.

P r z y k ł a d 1.

Ropę naftową w wyniku rozdestylowania której niższej otrzymać można frakcje zamieszczone w tablicy 1 zmieszano w stosunku 90 : 10 z pozostałością atmosferyczną z hydrokrakingu, charakteryzującą się zawartością parafino-naftenów 87% i poddano destylacji atmosferyczno - próżniowej uzyskując frakcje scharakteryzowane w tablicy 2.

T a b l i c a 1. Rozdestylowanie ropy

Frakcja, zakres 5% + 95%, °C	Lepkość w 100°C mm²/s	Wydajność % na ropę	Zawartość parafino-naftenów % (m/m)
360 + 420	3,94	6,6	50,8
400 + 450*	5,30	9,3	49,7
418+455*	6,79	5,4	48,4
435 + 500	9,90	6,5	39,5
460 + 560	17,45	3,7	35,0

*alternatywnie

Otrzymane frakcje olejowe poddano kolejno procesom rafinacji selektywnej furfurolem i odparafinowania za pomocą na przykład rozpuszczalnika MEK-TOL (metyloetylo keton - toluen) a następnie hydrorafinacji.

Proces rafinacji selektywnej furfurolem prowadzono przy stosunku furfurolu do wsadu niższym o 0,4 :1 do 0,1 :1 od stosowanego przy rafinacji frakcji z czystej ropy, uzyskują c rafinaty furfurolowe nie zawierające aromatów dwu i więcej pierścieniowych oraz obniżoną o połowę w stosunku do wyjściowej zawartości żywic.

W opisanym przykładzie rafinacje prowadzono przy niżej podanych wartościach stosunku furfurolu do wsadu, uzyskując podaną wydajność rafinatów i odnosząc te wyniki do uzyskiwanych przy przerobie badanej czystej ropy.

T a b l i c a 2. Przeróbka frakcji z ropy z pozostałością, z HC (stos 90 : 10)

Finalny olej bazowy	SN 100	SN 150	SN 200	SN 400	SN 650
Z przeróbki czystej ropy
Destylat
Zaw. par-naftenów, %	50,8	49,7	48,4	35,4	31,6
Stos rafinacji	2,7 : 1	2,8 : 1	2,8 : 1	3,2 : 1	3,0 : 1
Rafinat, uzysk %	52	54	49	50	49,4
Aromaty o nD²⁰ >1,53, %	2,7	5,5	6,0	7,4	7,7
Żywice, %	3,1	4,4	4,9	7,2	8,7
Z przeróbki mieszanki szeroka frakcja próżniowa z ropy (62%) z: pozostałością z Hydrokrakingu (38%)
Destylat
Zaw. par-naftenów, %	56,0	60,4	59,6	52,9	38,0
Stosunek rafinacji	2,5 : 1	2,7 : 1	2,6 : 1	2,8 : 1	2,9 : 1
Rafinat, uzysk %	54	56	53	53	52
Aromaty o nD²⁰ > 1,53, %	0	0	0	0	0
Żywice, %	1,5	1,5	1,5	2,0	2,5

PL 203 932 B1

Otrzymane rafinaty furfurolowe poddano procesowi odparafinowania za pomocą na przykład rozpuszczalnika MEK - TOL przy typowych parametrach procesu, uzyskując deparafinatu o temperaturach krzepnięcia -16 - -12°C, które następnie poddano hydrorafinacji otrzymując oleje bazowe SN-150, SN 200 i SN 400 o zawartości węglowodorów nasyconych odpowiednio: 80%, 78% i 73%, wskaźnikach lepkości 103, 100 i 95 jednostek oraz zawartości siarki: 0,14%, 0,19% i 0,37%, a więc odpowiednio korzystniejszych niż z przerobu czystej ropy.

P r z y k ł a d 2

Ropę naftową z której otrzymano frakcje próżniowe o właściwościach podanych w tablicy 1 zmieszano w stosunku 85 : 15 z pozostałością atmosferyczną z procesu hydrokrakingu, charakteryzującą się zawartością parafino-naftenów 87% i poddano destylacji atmosferyczno - próżniowej, otrzymując między innymi frakcje próżniowe, których charakterystykę podano w tablicy 3. Frakcje te poddano rafinacji selektywnej furfurolem, które to wyniki przedstawiono również w tablicy 3.

T a b l i c a 3. Wyniki rafinacji selektywnej (Ropa : poz. z HC 85 : 15)

Olej	SN 100	SN 150	SN 200 SN 400	SN 650
Z przeróbki czystej ropy
Destylat
Zaw. par-naftenów, %	50,8	49,7	48,4	35,4	31,6
Stos rafinacji	2,7 : 1	2,8 : 1	2,8 : 1	3,2 : 1	3,0 : 1
Rafinat, uzysk %	52	54	49	50	49,4
Aromaty o nD²⁰ > 1,53, %	2,7	5,5	6,0	7,4	7,7
Żywice, %	3,1	4,4	4,9	7,2	8,7
Z przeróbki ropy zawierającej 15% pozostałości z Hydrokrakingu
Destylat
Zaw. par-naftenów, %	58,6	65,8	65,2	59,6	42,5
Stosunek rafinacji	2,5 : 1	2,5 : 1	2,4 : 1	2,6 : 1	2,8 : 1
Rafinat, uzysk %	55	58	55	55	54
Aromaty o n_D ²⁰ > 1,53, %	0	0	0	0	0
Żywice, %	1,5	1,5	1,5	1,5	2,0

Otrzymane rafinaty furfurolowe poddano procesowi odparafinowania za pomocą na przykład rozpuszczalnika MEK - TOL przy typowych parametrach procesu, uzyskując deparafinatu o temperaturach krzepnięcia -16 - 12°C, które następnie poddano hydrorafinacji otrzymując oleje bazowe SN-150, SN 200 i SN 400 o zawartości węglowodorów nasyconych odpowiednio: 80%, 78% i 73%, wskaźnikach lepkości 103, 100 i 95 jednostek oraz zawartości siarki : 0,14%, 0,19% i 0,37%, a więc odpowiednio korzystniejszych niż z przerobu czystej ropy.

Claims

Sposób podwyższenia jakości olejów bazowych Grupy I z ropy, znamienny tym, że stosuje się mieszankę ropy niższej jakości niż typowe ropy olejowe, dającej destylaty olejowe o zawartości węglowodorów parafino-naftenowych rzędu do 50% dla destylatów lekkich i do 35% dla destylatów ciężkich, z pozostałością atmosferyczną z hydrokrakingu, w stosunku masowym od 92 : 8 do 70 : 30, koPL 203 932 B1 rzystnie 90:10 + 85:15, którą to mieszankę poddaje się destylacji atmosferyczno - próżniowej, a uzyskane próżniowe frakcje olejowe rafinuje się selektywnie furfurolem przy stosunku tego rozpuszczalnika do wsadu niższym, niż wynika to ze stechiometrycznego przeliczenia składów grupowych, otrzymując rafinaty furfurolowe pozbawione praktycznie węglowodorów aromatycznych dwu i więcej pierścieniowych i mające znacznie obniżoną zawartość żywic, które to rafinaty poddaje się odparafinowaniu rozpuszczalnikowemu oraz hydrorafinacji.