PL244777B1 - Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy - Google Patents
Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy Download PDFInfo
- Publication number
- PL244777B1 PL244777B1 PL438068A PL43806821A PL244777B1 PL 244777 B1 PL244777 B1 PL 244777B1 PL 438068 A PL438068 A PL 438068A PL 43806821 A PL43806821 A PL 43806821A PL 244777 B1 PL244777 B1 PL 244777B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- column
- mass
- furfural
- refining
- plasticizer
- Prior art date
Links
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 22
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 title description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 title description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 title description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 78
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 62
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 56
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 28
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- CBXRMKZFYQISIV-UHFFFAOYSA-N 1-n,1-n,1-n',1-n',2-n,2-n,2-n',2-n'-octamethylethene-1,1,2,2-tetramine Chemical compound CN(C)C(N(C)C)=C(N(C)C)N(C)C CBXRMKZFYQISIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 6
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 144
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract description 12
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 14
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- -1 polycyclic aromatic compounds Chemical class 0.000 description 8
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 6
- 239000010734 process oil Substances 0.000 description 5
- TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N BeP Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC4=CC=C1C2=C34 TXVHTIQJNYSSKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 4
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 231100001223 noncarcinogenic Toxicity 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 1,2-Benz(a)anthracene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=CC2=C1 DXBHBZVCASKNBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KHNYNFUTFKJLDD-UHFFFAOYSA-N Benzo[j]fluoranthene Chemical compound C1=CC(C=2C3=CC=CC=C3C=CC=22)=C3C2=CC=CC3=C1 KHNYNFUTFKJLDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HAXBIWFMXWRORI-UHFFFAOYSA-N Benzo[k]fluoranthene Chemical compound C1=CC(C2=CC3=CC=CC=C3C=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 HAXBIWFMXWRORI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000002199 base oil Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- LHRCREOYAASXPZ-UHFFFAOYSA-N dibenz[a,h]anthracene Chemical compound C1=CC=C2C(C=C3C=CC=4C(C3=C3)=CC=CC=4)=C3C=CC2=C1 LHRCREOYAASXPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- 102100029074 Exostosin-2 Human genes 0.000 description 1
- 101000918275 Homo sapiens Exostosin-2 Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150082137 Mtrr gene Proteins 0.000 description 1
- 229910003296 Ni-Mo Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008431 aliphatic amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012296 anti-solvent Substances 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 description 1
- 230000037182 bone density Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- JSFNVDWKPIRMDK-UHFFFAOYSA-N chrysene pentacyclo[10.7.1.02,7.08,20.013,18]icosa-1(19),2(7),3,5,8(20),9,11,13,15,17-decaene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=C3C4=CC=CC=C4C=CC3=C21.C12=CC=CC=C1C1=CC3=CC=CC=C3C3=C1C2=CC=C3 JSFNVDWKPIRMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- DDTIGTPWGISMKL-UHFFFAOYSA-N molybdenum nickel Chemical compound [Ni].[Mo] DDTIGTPWGISMKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania plastyfikatora naftowego do kauczuku i gumy który polega na komponowaniu a) 95 - 55 części masowych rafinatu plastyfikatora TDAE wytworzonego przez poddanie destylatu próżniowego z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej o zakresie wrzenia frakcji 5 ÷ 95% 425 ÷ 565°C i współczynniku załamania światła n<sub>D</sub><sup>70</sup> poniżej 1,524, rafinacji furfurolem przy stosunku masowym destylatu do furfurolu 1:2,6 ÷ 3,8 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 78 ÷ 105°C, góra kolumny 108 ÷ 128°C, z uzyskaniem ekstraktu, który po wydzieleniu furfurolu poddaje się ponownej rafinacji mieszaniną furfurolu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 5% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników, przy stosunku masowym ekstrakt:(mieszanina furfurol + formamid) wynoszącym 1:1,0 ÷ 2,0 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 74 ÷ 104°C, góra kolumny 98 ÷ 130°C, z uzyskaniem po oddestylowaniu rozpuszczalnika rafinatu plastyfikatora TDAE, który komponuje się, w temperaturze 50 ÷ 100°C z b) 5 do 45 częściami masowymi ekstraktu aromatycznego uzyskanego z wsadu zawierającego od 65 do 100 części masowych pozostałości próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 485°C, zawartości asfaltenów poniżej 14% mas. oraz od 0 do 35 części masowych frakcji zaciemnionej z destylacji próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 444°C, lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C powyżej 31 mm<sup>2</sup>/s i zawartości asfaltenów poniżej 5% mas., poddanego odasfaltowaniu propanem przy stosunku masowym wsadu do propanu 1:3,6 ÷ 10,5 przy temperaturze: dół kolumny 30 ÷ 60°C oraz góra kolumny 45 ÷ 90°C, z uzyskaniem deasfaltyzatu, który następnie poddaje się rafinacji furfurolem przy stosunku masowym deasfaltyzatu do furfurolu 1:2,0 ÷ 4,5 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 82 ÷ 122°C, góra kolumny 115 ÷ 132°C i miesza się do pełnego ujednolicenia, a uzyskany po skomponowaniu składników a) i b) produkt spełnia wymagania plastyfikatora aromatycznego TDAE.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy.
Aromatyczne plastyfikatory naftowe charakteryzują się dobrą kompatybilnością z kauczukami, szczególnie z syntetycznym kauczukiem butadienowo-styrenowym SBR i z kauczukiem naturalnym NR, powszechnie stosowanymi w produkcji opon samochodowych.
Plastyfikatory te wprowadzane są jako dodatek do kauczuku SBR na etapie jego wytwarzania oraz jako komponent w procesie wytwarzania mieszanek gumowych.
Plastyfikatory wysokoaromatyczne ze względu na wysoką zawartość policyklicznych węglowodorów aromatycznych PAH (Policyclic Aromatic Hydrocarbons) o działaniu rakotwórczym zaliczone są do 2 kategorii rakotwórczości. Stąd też istotnym problemem jest obniżanie w nich zawartości związków rakotwórczych. Dla oceny poziomu zawartości związków rakotwórczych powszechnie przyjęta jest metoda IP 346 oznaczenia policyklicznych związków aromatycznych PCA (Policyclic Aromatic Compounds) ekstrahowanych dimetylosulfotlenkiem. Za bezpieczny poziom przyjmuje się zawartość poniżej 3% PCA. Unia Europejska wymaga dodatkowo (Rozporządzenie 1907/2006 UE) oznaczania ośmiu indywidualnych policyklicznych węglowodorów aromatycznych PAH. Za bezpieczny poziom uznano zawartość poniżej 10 ppm sumy ośmiu PAH, w tym poniżej 1 ppm benzo(a)pirenu.
Wysokoaromatyczne plastyfikatory naftowe DAE (Distillate Aromatic Extract) wytwarzane są w oparciu o ekstrakty aromatyczne uzyskiwane jako produkt uboczny przy produkcji olejów bazowych metodą rozpuszczalnikową. Stosowane są w tym celu ekstrakty aromatyczne z rafinacji selektywnej furfuralem lub N-metylopirolidonem, w starszych procesach krezolem lub fenolem, destylatów próżniowych rop naftowych. Stosowane są także ekstrakty aromatyczne z rafinacji selektywnej odasfaltowanej pozostałości próżniowej ropy naftowej.
Plastyfikatory DAE charakteryzują się dobrymi własnościami przetwórczymi i użytkowymi, zawierają jednak węglowodory rakotwórcze PAH w ilości kilkakrotnie przekraczającej wartości graniczne przyjęte dla plastyfikatorów uznanych za nierakotwórcze. Metody obniżania zawartości węglowodorów PAH w ekstraktach aromatycznych z rafinacji selektywnej destylatów próżniowych i odasfaltowanej pozostałości próżniowej ropy naftowej polegają na wydzieleniu ich z ekstraktu aromatycznego poprzez ponowną rafinację selektywną lub ich uwodornienie w procesie katalitycznej hydrorafinacji. Stosowane są również procesy mieszane z wstępną rafinacją selektywną połączoną z hydrorafinacją. Procesy te umożliwiają wytwarzanie plastyfikatorów aromatycznych o obniżonym poziomie węglowodorów PAH.
Plastyfikator aromatyczny TDAE (Treated Distillate Aromatic Extract) spełnia wymagania stawiane plastyfikatorom nierakotwórczym w zakresie zawartości związków aromatycznych PCA i PAH i w związku z zakazem stosowania w Unii Europejskiej od 1 stycznia 2010 roku plastyfikatora wysokoaromatycznego DAE, jest jego najważniejszym zamiennikiem w produkcji kauczuków i opon samochodowych.
Plastyfikatory o charakterze aromatycznym typu TDAE, RAE, TRAE mają podobne zastosowanie, a różnice właściwości fizykochemicznych wynikają stąd, że są uzyskiwane poprzez wytwarzanie ich z różnych frakcji próżniowych lub odasfaltowanej pozostałości próżniowej. Przykładem tych różnic są wymagania lepkościowe dla tych aromatycznych plastyfikatorów naftowych. Ich zakres lepkościowy w temperaturze 100°C jest różny i może zawierać się w przedziale:
- dla plastyfikatora TDAE od 15 do 25 mm2/s
- dla plastyfikatora TRAE od 28 do 50 mm2/s
- dla plastyfikatora RAE od 45 do 75 mm2/s.
Cechą charakterystyczną tych plastyfikatorów jest spełnianie wymagań rozporządzenia REACH (Rozporządzenie 1907/2006 UE), którego wcześniejszym potwierdzeniem jest zawartość wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych WZA (ekstraktu DMSO) poniżej 3,0 m/m wg normy IP 346, a obecnie zawartości 8 wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) poniżej 10 mg/kg i poniżej 1 mg/kg benzo(a)pirenu. Przykłady rafinacji selektywnej ekstraktu aromatycznego z destylatu próżniowego w kolumnie ekstrakcyjnej przy użyciu furfuralu jako ekstrahenta przedstawia opis patentowy DE 3930422. Rafinację selektywną z dwustopniowym wydzieleniem rafinatu z roztworu ekstraktu aromatycznego w furfuralu, poprzez obniżenie temperatury, przedstawia opis patentowy EP 839891. W opisie tym podano przykłady rafinacji furfuralem ekstraktu aromatycznego uzyskanego z destylatu próżniowego oraz odasfaltowanej pozostałości próżniowej ropy naftowej.
Procesy mieszane rafinacji selektywnej ekstraktu aromatycznego z destylatu próżniowego a następnie rafinacji wodorem ujawniają opisy patentowe: DE 2343238 i EP 1106673. W charakterze ekstrahenta w procesie według zgłoszenia DE 2343238 stosowany jest furfural, a według zgłoszenia EP 1106673: N-metylopirolidon.
Proces hydrorafinacji prowadzący do uwodornienia policyklicznych węglowodorów aromatycznych w mieszaninie ekstraktu aromatycznego z destylatu próżniowego z destylatem próżniowym ropy naftowej przy użyciu katalizatorów Ni-Mo/AbO3 i Ni-Co-Mo/AbO3 przedstawia opis patentowy EP 1260569.
W opisach patentowych przedstawione są ekstrakty o zróżnicowanych właściwościach. Dla ekstraktu aromatycznego z rafinacji selektywnej destylatu próżniowego zawartość PCA wynosi od 16% według opisu patentowego EP 839891, natomiast do 29% według opisu patentowego EP 1106673. Dla ekstraktu z rafinacji selektywnej odasfaltowanej pozostałości próżniowej według opisu patentowego EP 839891 zawartość PCA wynosi 5,5%.
Omawiane powyżej przykłady nie określają typu ropy naftowej oraz charakterystyki destylatów próżniowych, z których wytwarzane są ekstrakty aromatyczne stosowane do wytwarzania plastyfikatorów TDAE.
W opisie patentowym PL-207051 przedstawiono wytworzenie plastyfikatora TDAE w wyniku rafinacji selektywnej ekstraktu aromatycznego z destylatu próżniowego w kolumnie ekstrakcyjnej przy użyciu furfuralu jako ekstrahenta; uzyskano rafinat o niskim poziomie WWA (Wielopierścieniowych Węglowodorów Aromatycznych), który jest komponowany w odpowiedniej proporcji z ekstraktem uzyskiwanym w procesie rafinacji deasfaltyzatu (DAO). Opis patentowy PL224956 dotyczy udoskonalenia sposobu wytwarzania plastyfikatora naftowego do kauczuku i gumy według patentu PL207051, polegającego na rozszerzeniu o frakcję zaciemnioną surowca podlegającego odasfaltowaniu propanem i zastosowaniu uzyskanego ekstraktu jako kolejnego składnika do wytworzenia plastyfikatora.
W opisach patentowych PL-207052 i PL-207056 przedstawiono wytworzenie plastyfikatora TDAE w wyniku rafinacji selektywnej z destylatu próżniowego w kolumnie ekstrakcyjnej przy użyciu furfuralu i następnie ponownej rafinacji furfuralem uzyskanego rafinatu o niskim poziomie WWA, uzyskując pożądany ekstrakt aromatyczny, który jest komponowany w odpowiedniej proporcji z ekstraktem uzyskiwanym w procesie rafinacji deasfaltyzatu (DAO) lub poddany destylacji próżniowej na frakcje i komponując uzyskane frakcje dla osiągnięcia wymaganej jakości plastyfikatora naftowego do kauczuku i gumy.
Patent PL 208531 dotyczy wytwarzania plastyfikatora aromatycznego zawierającego poniżej 3% PCA. Sposób wytwarzania plastyfikatora polega na poddaniu ekstraktu działaniu polarnego rozpuszczalnika dimetylosulfotlenku w stosunku wagowym polarnego rozpuszczalnika do ekstraktu w granicach (2,0-4,0):1, w temperaturze pomiędzy 30°C i 120°C i zastosowanie otrzymanego rafinatu jako plastyfikatora aromatycznego.
Zgłoszenie patentowe WO2011098096 (A1) dotyczy produkcji olejów procesowych z rafinacji olejów mineralnych z ulepszonymi właściwościami, przy czym metoda ta obejmuje ekstrakcję ekstraktu RAE (Residual Aromatic Extract) uzyskanego przy rafinacji DAO (Deasphalted Oil) w celu wytwarzania Brightstocku albo mieszaniny ekstraktów, która składa się z ekstraktu Brightstock TRAE (Treated Residual Aromatic Extract) i jednego albo większej ilości olejów procesowych DAE (Distillate Aromatic Extract), TDAE (Treated Distillate Aromatic Extract) i MES (Mild Extraction Solvates).
W opisie patentowym RU2659794C1 ujawniono metodę otrzymywania z destylatu próżniowego uzyskanego z ropy naftowej, nie działających rakotwórczo plastyfikatorów do gumy i kauczuku polegającej na selektywnej dwustopniowej ekstrakcji, rozpuszczalnikami N-metylopirolidonem, furfuralem lub fenolem, i zmieszaniu w odpowiedniej proporcji ekstraktu z drugiej rafinacji i ekstraktu z pierwszej rafinacji.
W opisie patentowym US 9567532 B2 przedstawiono wytworzenie plastyfikatora TDAE i TRAE w procesach rafinacji selektywnej ekstraktu aromatycznego z destylatu próżniowego lub deasfaltyzatu (DAO), w których rozpuszczalnikiem jest mieszanina dimetylosulfotlenku i N-metylopirolidonu, przy czym stosunek wagowy dimetylosulfotlenku do N-metylopirolidonu zawiera się w zakresie 1: 0,1-0,5.
W zgłoszeniu patentowym US20120181220A1 opisano proces wytwarzania plastyfikatora aromatycznego, o zawartości aromatycznego węgla powyżej 20% wag., o zawartości policyklicznych aromatów poniżej 3% wag., o temperaturze anilinowej niższej niż 80°C, lepkości kinematycznej od 15 do 30 mm2/s w 100°C i temperaturze zapłonu wyższej niż 250°C, w procesach rafinacji selektywnej ekstraktu aromatycznego z destylatu próżniowego lub deasfaltyzatu (DAO); z następnym zmieszaniem tych ekstraktów i przeprowadzeniem rafinacji rozpuszczalnikowej takiej mieszaniny rozpuszczalnikami wybranymi z grupy obejmującej furfural, N-metylopirolidon, dimetylosulfotlenek, węglan propylenu i ich mieszaniny.
Przedmiotem wynalazku według zgłoszenia patentowego WO2011098096 jest metoda produkcji rafinowanego oleju procesowego, która obejmuje jako etap produkcyjny ekstrakcję ekstraktu Brightstock (RAE) albo mieszaniny, składającej się z ekstraktu Brightstock oraz jednego albo większej ilości olejów procesowych, przy czym otrzymywanym produktem jest olej procesowy z zawartością policyklicznych związków aromatycznych < 3% (m/m), który może zostać zastosowany jako zmiękczacz, bądź plastyfikator do kauczuków i ich mieszanin.
Plastyfikatory naftowe stanowią bardzo istotny składnik wyrobów gumowych i w zasadniczy sposób wpływają na ich właściwości eksploatacyjne. Funkcja zmiękczaczy mineralnych polega między innymi na modyfikacji właściwości fizycznych gumy, szczególnie poprzez poprawę wytrzymałości na rozciąganie, twardości, rozdzierności oraz elastyczności w niskich temperaturach.
W procesach ekstrakcji rozpuszczalnikowej w celu zwiększenia efektywności procesu, oraz jego selektywności można zastosować dodatek drugiego rozpuszczalnika zwanego również współrozpuszczalnikiem. Ogólnie rzecz biorąc, drugi rozpuszczalnik wpływa na proces ekstrakcji jako przeciwrozpuszczalnik lub wzmacnia działanie podstawowego rozpuszczalnika, czyli może działać przeciwnie lub równolegle w stosunku do głównego rozpuszczalnika. Współrozpuszczalnik w procesie ekstrakcji ciecz-ciecz może zwiększyć wydajność ekstrakcji na dwa sposoby:
• działając przeciwnie do głównego rozpuszczalnika - zmniejsza rozpuszczalność głównego rozpuszczalnika i ułatwia ponowną ekstrakcję pożądanych składników do fazy rafinatu, • działając równolegle z głównym rozpuszczalnikiem - zwiększa polarność i selektywność głównego rozpuszczalnika, zmienia rozkład równowagi ciecz-ciecz i wpływa na wydajność i jakość produktu.
W opisie patentowym US2003100813 z 2003 roku przedstawiono ulepszony proces ekstrakcji rozpuszczalnikowej z zastosowaniem furfuralu dla destylatów próżniowych przerabianych w kierunku uzyskania olejów podstawowych przez dodanie współrozpuszczalnika do rozpuszczalnika głównego. Najlepiej funkcję współrozpuszczalnika spełniały alifatyczne amidy lub mieszaniny amidów dodawane do podstawowego rozpuszczalnika.
W artykule pt. “Extraction of Aromatic Hydrocarbons from Lube Oil Using Different Co-Solvent” (Ibtehal K.S., Muslim A.Q., 2015 Extraction of Aromatic Hydrocarbons from Lube Oil Using Different Co-Solvent. Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering 16(1):79-90) (Luo T., Zhang L., Zhang C., Ma J., Zhao S., 2018, Role of water as the co-solvent in eco-friendly processing oil extraction: Optimization from experimental data and theoretical approaches. Chemical Engineering Science 183(29):275-287) przedstawiono badania prowadzone nad wpływem dodatku współrozpuszczalnika na proces ekstrakcji rozpuszczalnikowej dwóch rodzajów frakcji otrzymanych z instalacji destylacji próżniowej w rafinerii Daura w Bagdadzie. W przedstawionej pracy jako współrozpuszczalniki opisano formamid i N-metylopirolidon zmieszane z furfuralem w różnych proporcjach, których użyto do jedno stopniowej ekstrakcji rozpuszczalnikowej.
W artykule pt. „Role of water as the co-solvent in eco-friendly processing oil extraction: Optimization from experimental data and theoretical approaches”, opisano badania prowadzone w Chinach nad ekstrakcją rozpuszczalnikową z zastosowaniem furfuralu jako głównego współrozpuszczalnika do usuwania policyklicznych związków aromatycznych (PCA) z wysokoaromatycznych frakcji naftowych. W celu zwiększenia selektywności i wydajności otrzymywanego w procesie produktu wprowadzano wodę jako współrozpuszczalnik i badano jej wpływ na proces ekstrakcji.
Istotą niniejszego wynalazku jest zastosowanie do wytwarzania plastyfikatora naftowego do kauczuku i gumy kompozycji składników a) i b), to jest: a) rafinatu plastyfikatora TDAE wytworzonego w wyniku rafinacji furfuralem destylatu próżniowego o zakresie wrzenia frakcji 5 + 95% 425 + 565°C i współczynniku załamania światła no70 poniżej 1,524 z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej, który poddaje się jednokrotnej rafinacji furfuralem, uzyskując ekstrakt, charakteryzujący się zawartością PCA ok. 12,8% i lepkością kinematyczną w temperaturze 100°C ok. 21,5 mm2/s. Ekstrakt ten poddaje się następnie rafinacji selektywnej mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem uzyskując rafinat, plastyfikatora TDAE oraz b) ekstraktu aromatycznego wytworzonego w wyniku jednokrotnej rafinacji furfuralem odasfaltowanego wsadu złożonego z pozostałości próżniowej o temperaturze wrze nia frakcji 5% powyżej 498°C z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej lub pozostałości próżniowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 498°C z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej i frakcji zaciemnionej z destylacji próżniowej ropy naftowej.
Sposób wytwarzania plastyfikatora naftowego do kauczuku i gumy polega według wynalazku na komponowaniu a) 95-55 części masowych rafinatu plastyfikatora TDAE wytworzonego przez poddanie destylatu próżniowego z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej o zakresie wrzenia frakcji 5 : 95% 425 : 565°C i współczynniku załamania światła nD70 poniżej 1,524, rafinacji furfuralem przy stosunku masowym destylatu do furfuralu 1 : 2,6 : 3,8 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 78 : 105°C, góra kolumny 108 : 128°C, z uzyskaniem ekstraktu, który po wydzieleniu furfuralu poddaje się ponownej rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 5% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników, przy stosunku masowym ekstrakt : (mieszanina furfural + formamid) wynoszącym 1 : 1,0 : 2,0 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 74 : 104°C, góra kolumny 98 : 130°C, z uzyskaniem po oddestylowaniu rozpuszczalnika rafinatu plastyfikatora TDAE, który komponuje się, w temperaturze 50 : 100°C z b) 5 do 45 częściami masowymi ekstraktu aromatycznego uzyskanego z wsadu zawierającego od 65 do 100 części masowych pozostałości próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 485°C, zawartości asfaltenów poniżej 14% mas. oraz od 0 do 35 części masowych frakcji zaciemnionej z destylacji próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 444°C, lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C powyżej 31 mm2/s i zawartości asfaltenów poniżej 5% mas., poddanego odasfaltowaniu propanem przy stosunku masowym wsadu do propanu 1 : 3,6 : 10,5 przy temperaturze: dół kolumny 30 : 60°C oraz góra kolumny 45 : 90°C, z uzyskaniem deasfaltyzatu (DAO), który następnie poddaje się rafinacji furfuralem przy stosunku masowym deasfaltyzatu do furfuralu 1 : 2,0 : 4,5 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 82 : 122°C, góra kolumny 115 : 132°C i miesza się do pełnego ujednolicenia, a uzyskany po skomponowaniu składników a) i b) produkt spełnia wymagania plastyfikatora aromatycznego TDAE.
Korzystnie stosuje się destylat próżniowy z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej, który ma zakres wrzenia frakcji 5 : 95% 465 : 555°C i współczynnik załamania światła nD70 poniżej 1,51.
Korzystnie rafinację destylatu próżniowego prowadzi się furfuralem przy stosunku masowym destylat: furfural wynoszącym 1 : 2,9 : 3,3 i temperaturach ekstrakcji: dół kolumny 84 : 94°C, góra kolumny 114 : 124°C.
Korzystnie stosuje się ekstrakt aromatyczny uzyskany z wsadu zawierającego 80 do 98 części masowych pozostałości próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 485°C, zawartości asfaltenów poniżej 14% mas. oraz od 2 do 20 części masowych frakcji zaciemnionej z destylacji próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 444°C, lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C powyżej 31 mm2/s i zawartości asfaltenów poniżej 5% mas., poddanego odasfaltowaniu propanem przy stosunku masowym wsadu do propanu 1 : 3,6 :10,5 przy temperaturze: dół kolumny 30 : 60°C oraz góra kolumny 45 : 90°C, z uzyskaniem deasfaltyzatu (DAO), który następnie poddaje się rafinacji furfuralem przy stosunku masowym deasfaltyzatu do furfuralu wynoszącym 1 : 2,0 : 4,5 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 82 : 122°C, góra kolumny 115 : 132°C.
Korzystnie uzyskany ekstrakt po wydzieleniu furfuralu w procesie ekstrakcji rafinuje się przy stosunku masowym ekstrakt : (mieszanina furfural + formamid) zawartym w przedziale 1 : 1,2 : 1,60.
Korzystnie uzyskany ekstrakt po wydzieleniu furfuralu w procesie ekstrakcji rafinuje się mieszaniną furfural + formamid w zakresie temperatur ekstrakcji: dół kolumny 75 : 94°C, góra kolumny 105 : 128°C.
Sposób według wynalazku umożliwia wytworzenie plastyfikatora aromatycznego o wysokiej zawartości węglowodorów aromatycznych oraz niskiej zawartości policyklicznych związków aromatycznych PCA, spełniającego wymagania stawiane plastyfikatorowi TDAE, przy czym wprowadzenie współrozpuszczalnika pozwala na prowadzenie procesu w warunkach temperaturowych dołu i góry wieży ekstrakcyjnej zbliżonych do warunków rafinacji destylatów próżniowych furfuralem, co jest korzystne dla prawidłowego prowadzenia procesu rafinacji oraz obserwowana jest wyższa selektywność procesu w porównaniu do rafinacji samym furfuralem.
Efekt podwyższenia temperatur ekstrakcji jest wynikiem zmiany krytycznej temperatury rozpuszczalności (KTR). Na podstawie wieloletniego doświadczenia wiadomo, że w trakcie prowadzenia procesów rafinacji rozpuszczalnikiem, temperatury utrzymywane w górnej części kolumny ekstrakcyjnej powinny być niższe od 15°C do 20°C od oznaczonych temperatur krytycznych, aby zapewnić odpowiedni rozdział faz i uzyskać dobrą selektywność procesu ekstrakcji.
PL 244777 Β1
KTR - jest to najniższa temperatura, w której mieszanina rozpuszczalnika z wsadem jest jeszcze roztworem jednofazowym; obniżanie temperatury dla danego roztworu poniżej krytycznej temperatury rozpuszczalności powoduje rozdzielenie się roztworu na dwie fazy. Zmiany temperatur krytycznych dla danych układów furfurolu i furfurolu + formamid z ekstraktem EKST 1 przedstawiono w tablicy 1 A, natomiast wykres krzywych krytycznej temperatury rozpuszczalności na rysunku Fig. 1 A.
Tablica 1A Temperatury krytyczne dla ekstraktu 90/BI i furfuralu oraz furfuralu z udziałem formamidu
| Stosunek masowy rozpuszczalnika do surowca | Temperatura krytyczna °C | |||
| Dla układu z furfuralem | Dla układu z furfurolem + 5% formamid | Dla układu z furfuralem + 7,5% formamid | Dla układu z furfuralem + 10% formamid | |
| 1,5 : 1 | 95 | 116 | 131 | 143 |
Przedmiot wynalazku został objaśniony w przedstawionych poniżej przykładach wykonania.
Przykład 1
Destylat próżniowy z ropy parafinowo-siarkowo-asfaltowej o zakresie destylacji według PTW (Prawdziwe Temperatury Wrzenia): do 468°C 5%, do 500°C 50%, do 544°C 95%, współczynniku załamania światła no70 1,504 i lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C 17,4 mm2/s poddano rafinacji selektywnej furfurolem przy stosunku masowym destylatu do furfuralu 1 : 3,2 i temperaturze kolumny ekstrakcyjnej: dół kolumny 90°C, góra kolumny 121°C, uzyskując ekstrakt z wydajnością 48,5%, charakteryzujący się współczynnikiem załamania światła no70 1,5286, zawartością PCA 11,7% i lepkością kinematyczną w temperaturze 100°C 21,28 mm2/s i pozostałych parametrach jakościowych przedstawionych w tablicy 1 (ozn. EKST 1).
Tablica 1 Właściwości fizykochemiczne uzyskanego ekstraktu EKST 1
| Lp. | Rodzaj oznaczenia | EKST 1 | Metody badaii |
| 1. | Gęstość w temp. 20°C, g/cm3 | 0,9922 | PN-EN ISO 12185:02 |
| 2. | Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mm2/s | 21,28 | PN-EN ISO 3104:04 |
| 3. | Lepkość kinematyczna w temp. 50°C, mm2/s | 272,33 | PN-EN ISO 3104:04 |
| 4. | Współczynnik zał. światła w temp. 20°C | 1.5486 | PN-81/C-04952 |
| 5. | Zawartość siarki, % (m/m) | 3,04 | ASTM D 7039-15a |
| 6. | Zawartość WZA, % (m/m) | 11,7 | IP 346 |
| 7. | Stała łcpkościowo gęstościowa VGC | 0,9248 | ASTM D 2140 |
| 8. | Węgiel, zawartość w strukturach. % CA CN CE | 31,03 17,42 51,55 | ASTM D 2140 |
Próbkę ekstraktu (ozn. EKST 1) w ilości ok. 5 kg poddano procesowi rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem, gdzie zawartość formamidu wynosiła 5% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników.
Proces rafinacji selektywnej furfurolem lub furfurolem z udziałem współrozpuszczalnika ekstraktów prowadzono w sposób ciągły na kolumnie wielkolaboratoryjnej o wymiarach:
PL 244777 Β1 wysokość 2300 mm średnica wewnętrzna 36 mm wypełnienie - szklane pierścienie Raschiga o wymiarach 0 6 mm i wysokości 6 mm.
Segmenty kolumny ogrzewano elektrycznie z możliwością płynnej regulacji temperatury. Furfural lub furfural z współrozpuszczalnikiem podawano na szczyt, a surowiec na dół kolumny za pomocą dozującej laboratoryjnej pompy nurnikowej.
Łączne obciążenie kolumny surowcem i rozpuszczalnikiem utrzymywano na poziomie 2 kg/h. Ze szczytu kolumny odbierano roztwór rafinatu a z dołu kolumny roztwór ekstraktu. W celu oddestylowania rozpuszczalników z roztworów rafinatów przeprowadzono proces destylacji ze strippingiem przegrzaną parą wodną.
W tablicy 2 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rafinacji, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego rafinatu plastyfikatora TDAE.
Tablica 2 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego rafinatu z surowca ekstraktu EKST 1
| Rafinat laboratoryjny | R 1387 |
| Warunki rafinacji | |
| surowiec | EKST 1 |
| rozpuszczalnik | Furfural +5% formamid |
| stosunek masowy mieszaniny furfuralu z formamidem do wsadu | 1,5 : 1 |
| temperatura góra / dół kolumny, °C | 96/76 |
| obciążenie kolumny, kg/h | 2 |
| - wydajność rafinatu liczona na wsad, %(m/m) | 49,7 |
| Właściwości | |
| Gęstość w temp. 20°C, g/cm3 | 0,9313 |
| Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mm2/s | 14,57 |
| Lepkość kinematyczna w temp. 50°C, mm2/s | 113,1 |
| Współczynnik załamania światła nD 20 | 1,5183 |
| Zawartość siarki, %(m/m) | 2,49 |
| Zawartość WZA, %(m/m) | 1,1 |
| Węgiel, zawartość w strukturach, % CA cN Cp | 22,80 19,34 57,86 |
Następnie ekstrakt aromatyczny uzyskany z wsadu: 93 części masowych pozostałości próżniowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% 493°C, i zawartości asfaltenów 4,21% mas. oraz 7 części masowych frakcji zaciemnionej z destylacji próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% 452°C, lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C 39,23 mm2/s i zawartości asfaltenów 0,40% mas., który poddano odasfaltowaniu propanem przy stosunku masowym wsadu do propanu 1 : 5,2 przy temperaturze: dół kolumny 40°C oraz góra kolumny 68°C, uzyskując deasfaltyzat (DAO 1) o lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C 38,3 mm2/s, który następnie poddano rafinacji furfuralem przy stosunku masowym deasfaltyzatu do furfuralu 1 : 3,6 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 110°C, góra kolumny 130°C, uzyskując ekstrakt o parametrach jakościowych przedstawionych w tablicy 3 (ozn. EKST 2), który mieszano z rafinatem plastyfikatora TDAE ozn. R 1387.
PL 244777 Β1
Tablica 3 Właściwości ekstraktu EKST 2
| Opis próbki | EKST 2 |
| Rafinat laboratoryjny | R 1395 |
| Warunki rafinacji | |
| surowiec | DAO 1 |
| rozpuszczalnik | Furfural |
| stosunek masowy furfuralu do wsadu | 3,6 :1 |
| temperatura góra / dól kolumny, °C | 130/110 |
| obciążenie kolumny, kg/h | 2 |
| - wydajność rafinatu liczona na wsad, %(m/m) | 51,8 |
| Opis próbki | EKST 2 |
| Badane właściwości | |
| Lepkość kinem, w 100 °C, mm2/s | 53,63 |
| Gęstość w temperaturze 70 °C, g/cm3 Gęstość w temperaturze 20 °C, g/cm3 | 0,9397 0,9418 |
| Współczynnik zal. światła n[} 20 | 1,5411 |
| Zawartość WZA, %(m/m) | 3,8 |
| Zawartość siarki, %(m/m) | 2,61 |
| Węgiel, zawartość w strukturach, % CA Cn CP | 31,2 13,0 55,8 |
Wytworzony rafinat plastyfikatora TDAE ozn. R 1387 w ilości 65 części masowych mieszano w temperaturze 70°C do pełnego ujednorodnienia z 35 częściami masowymi ekstraktu aromatycznego uzyskanego z deasfaltyzatu EKST 2 uzyskując produkt spełniający wymagania plastyfikatora TDAE, które przedstawiono w tablicy 4.
Tablica 4 Właściwości uzyskanego plastyfikatora TDAE
| Opis próbki | TDAE |
| Skład próbki, %(m/m) | rafinat 1387 65% EKST 2 35% |
| Badane właściwości | |
| Lepkość kinem, w temp. 100 C, mm2/s | 21,88 |
| Współczynnik zał. światła ημ® | 1,5345 |
| Gęstość w temperaturze 20 °C, g/cm3 | 0,9341 |
| Zawartość siarki, %(m/rn) | 2,52 |
| Zawartość WZA, %(m/m) | 2,3 |
| Węgiel, zawartość w strukturach. % | |
| CA | 25,80 |
| Cn | 18,67 |
| Cp | 55,53 |
PL 244777 Β1
Przykład 2
Próbkę ekstraktu (ozn. EKST 1) w ilości ok. 5 kg poddano procesowi rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem według zasad postępowania opisanych w przykładzie 1 z tą różnicą, że proces rafinacji przeprowadzono mieszaniną furfurolu z współrozpuszczalnikiem formamidem, gdzie zawartość formamidu wynosiła 7,5% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników.
Następnie rafinat plastyfikatora TDAE ozn. R zmieszano z 1388 ekstraktem aromatycznym ozn. EKST 2 w założonej proporcji uzyskując plastyfikator TDAE.
W tablicy 5 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rafinacji, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego rafinatu plastyfikatora TDAE.
Tablica 5 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego rafinatu z surowca EKST 1
| Rafinat laboratoryjny | R 1388 |
| Warunki rafinacji | |
| surowiec | EKST 1 |
| rozpuszczalnik | Furfural + 7,5% formamid |
| stosunek masowy mieszaniny furfuralu z formamidem do wsadu | 1,5 : 1 |
| temperatura góra / dól kolumny, °C | 111/91 |
| obciążenie kolumny, kg/h | 2 |
| - wydajność rafinatu liczona na wsad, %(m/m) | 54,8 |
| Właściwości | |
| Gęstość w temp. 20°C, g/cm3 | 0,9363 |
| Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mm2/s | 15,19 |
| Lepkość kinematyczna w temp. 50°C, mm2/s | 126,2 |
| Współczynnik załamania światła nD 20 | 1,5220 |
| Zawartość siarki, %(m/m) | 2,59 |
| Zawartość WZA, %(m/m) | <1 |
| Stała lepkościowo gęstościow-a VGC | 0,8798 |
| Intcrccpt refrakcji | 1,0539 |
| Węgiel, zawartość w strukturach. % CA Cn Cp | 23,47 19,18 57,35 |
| Zawartość WWA, mg/kg bcnzo[a]piren benzo[e]piren benzo [a] antracen chryzen bcnzo|b]fluorantcn Ί bcnzo[j]fluorantcn > benzo[k]fhioranten J dibenzo[a,h] antracen suma WWA | 0,2 0,3 0,2 0,5 0,2 <0,1 1,4 |
PL 244777 Β1
Wytworzony rafinat plastyfikatora TDAE ozn. R 1388 w ilości 60 części masowych mieszano w temperaturze 70°C do pełnego ujednorodnienia z 40 częściami masowymi ekstraktu aromatycznego uzyskanego z deasfaltyzatu EKST 2 uzyskując produkt spełniający wymagania plastyfikatora TDAE, które przedstawiono w tablicy 6.
Tablica 6 Właściwości uzyskanego plastyfikatora TDAE
| Opis próbki | TDAE |
| Skład próbki, %(m/m) | rafinat 1388 60% EKST 2 40% |
| Badane właściwości | |
| Lepkość kinem, w temp. 100 °C, mm2/s | 23,95 |
| Współczynnik zal. światła nD 20 | 1,5361 |
| Gęstość w temperaturze 20 °C, g/cm3 | 0,9382 |
| Zawartość siarki, %(m/m) | 2,59 |
| Zawartość WZA, %(m/rn) | 1,9 |
| Węgiel, zawartość w strukturach, % | |
| Ca | 26,56 |
| Cn | 18,61 |
| Cp | 54,83 |
| Zawartość WWA, rng/kg | |
| benzo[a]piren | 0,2 |
| benzo[e]piren | 0,4 |
| benzo[ a] antracen | 0,2 |
| chryzen benzo[b]fluoranten Ί | 0,5 |
| benzo[j]fluoranten > benzo[k]fluoranten J | 0,5 |
| dib enzo[a,h] antracen | 0,1 |
| suma WWA | 1,9 |
Przykład 3
Próbkę ekstraktu (ozn. EKST 1) w ilości ok. 5 kg poddano procesowi rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem według zasad postępowania opisanych w przykładzie 1 z tą różnicą, że proces rafinacji przeprowadzono mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem, gdzie zawartość formamidu wynosiła 10,0% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników.
Następnie rafinat plastyfikatora TDAE ozn. R 1389 zmieszano z ekstraktem aromatycznym ozn. EKST 2 w założonej proporcji uzyskując plastyfikator TDAE.
W tablicy 7 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rafinacji, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego rafinatu plastyfikatora TDAE.
PL 244777 Β1
Tablica 7 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego rafinatu plastyfikatora z surowca EKST 1
| Rafinat laboratoryjny | R 1389 |
| Warunki rafinacji | |
| surowice | EKST 1 |
| rozpuszczalnik | Furfural +10% formamid |
| stosunek masowy mieszaniny furfuralu z formamidem do wsadu | 1,5 : 1 |
| temperatura góra / dół kolumny, °C | 121/99 |
| obciążenie kolumny, kg/li | 2 |
| - wydajność rafinatu liczona na wsad, %(m/m) | 56,8 |
| Właściwości | |
| Gęstość w temp. 20°C, g/cm3 | 0,9374 |
| Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mm2/s | 15,32 |
| Lepkość kinematyczna w temp. 50°C, mm2/s | 129,2 |
| Współczynnik załamania światła ηυ 20 | 1,5308 |
| Zawartość siarki, %(m/m) | 2,60 |
| Zawartość WZA, %(m/m) | <1 |
| Wegiel, zawartość w' strukturach, % CA Cn Cp | 24,18 20,60 58,63 |
Wytworzony rafinat plastyfikatora TDAE ozn. R 1389 w ilości 75 części masowych mieszano w temperaturze 70°C do pełnego ujednorodnienia z 25 częściami masowymi ekstraktu aromatycznego uzyskanego z deasfaltyzatu EKST 2 uzyskując produkt spełniający wymagania plastyfikatora TDAE, które przedstawiono w tablicy 8.
Tablica 8 Właściwości uzyskanego plastyfikatora TDAE
| Opis próbki | TDAE |
| Skład próbki, %(m/m) | rafinat 1389 75% EKST 2 25% |
| Badane właściwości | |
| Lepkość kinem, w temp. 100 °C, mm2/s | 20,19 |
| Współczynnik zal. światła nD 20 | 1,5334 |
| Gęstość w temperaturze 20 °C, g/cm3 | 0,9381 |
| Zawartość siarki, %(m/m) | 2,60 |
| Zawartość WZA, %(m/m) | 2,1 |
| Węgiel, zawartość w strukturach, % CA Cn Cp | 25,41 18,89 55,70 |
PL 244777 Β1
Przykład 4
Próbkę ekstraktu (ozn. EKST 1) w ilości ok. 5 kg poddano procesowi rafinacji furfurolem według zasad postępowania opisanych w przykładzie 1 z tą różnicą, ze proces rafinacji przeprowadzono furfurolem bez dodatku współrozpuszczalnika.
Następnie rafinat plastyfikatora TDAE ozn. R 1386 zmieszano z ekstraktem aromatycznym ozn. EKST 2 w założonej proporcji uzyskując plastyfikator TDAE.
W tablicy 9 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rafinacji, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego rafinatu plastyfikatora TDAE.
Tablica 9 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego rafinatu z surowca EKST 1
| Rafinat laboratoryjny | R 1386 |
| Warunki rafinacji | |
| surowiec | EKST 1 |
| rozpuszczalnik | Furfural |
| stosunek masowy furfuralu do wsadu | 1,5 : 1 |
| temperatura góra / dól kolumny, °C | 75/55 |
| obciążenie kolumny, kg/h | 2 |
| - wydajność rafinatu liczona na wsad, %(m/m) | 41,1 |
| Właściwości | |
| Gęstość w temp. 20°C, g/cm3 | 0.9218 |
| Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mtrr/s | 13,47 |
| Lepkość kinematyczna w temp. 50°C, mm2/s | 96,2 |
| Współczynnik załamania światła n / | 1,5147 |
| Zawartość siarki, %(m/m) | 2,25 |
| Zawartość WZA, %(m/tn) | <1 |
| Węgiel, zawartość w strukturach, % CA Cn Cp | 18,63 21.24 60,13 |
Wytworzony rafinat plastyfikatora TDAE ozn. R 1386 w ilości 60 części masowych mieszano w temperaturze 70°C do pełnego ujednorodnienia z 40 częściami masowymi ekstraktu aromatycznego uzyskanego z deasfaltyzatu EKST 2 uzyskując produkt spełniający wymagania plastyfikatora TDAE z wyjątkiem zawartości węgla aromatycznego, którego wartość jest poniżej 25% m/m, a wyniki przedstawiono w tablicy 10.
Tablica 10 Właściwości uzyskanego plastyfikatora TDAE
| Opis próbki | TDAE |
| Skład próbki, %(m/m) | rafinat 1386 50% EKST2 50% |
| Badane właściwości | |
| Lepkość kinem, w temp. 100 °C, ninf/s | 22,06 |
| Współczynnik zał. światła Πι; Ξ(; | 1,5312 |
| Gęstość w temperaturze 20 ”C, g/cm3 | 0,9295 |
| Zawartość siarki, %(m/m) | 2,39 |
| Zawartość WZA, %(m/m) | 2,3 |
| Węgiel, zawrartość w strukturach. % Ca Cn Cp | 23,74 19,65 56,61 |
Claims (6)
1. Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE do kauczuku i gumy w oparciu o rafinat plastyfikatora TDAE z rafinacji furfuralem ekstraktu aromatycznego z procesu rafinacji selektywnej destylatu próżniowego ropy naftowej i ekstrakt aromatyczny z rafinacji selektywnej odasfaltowanej pozostałości próżniowej ropy naftowej, znamienny tym, że komponuje się a) 95-55 części masowych rafinatu plastyfikatora TDAE wytworzonego przez poddanie destylatu próżniowego z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej o zakresie wrzenia frakcji 5 : 95% 425 : 565°C i współczynniku załamania światła nD70 poniżej 1,524, rafinacji furfuralem przy stosunku masowym destylatu do furfuralu 1 : 2,6 : 3,8 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 78 : 105°C, góra kolumny 108 : 28°C, z uzyskaniem ekstraktu, który po wydzieleniu furfuralu poddaje się ponownej rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 5% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników, przy stosunku masowym ekstrakt : mieszanina furfural + formamid wynoszącym 1 : 1,0 : 2,0 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 74 : 104°C, góra kolumny 98 : 130°C z uzyskaniem po oddestylowaniu rozpuszczalnika rafinatu plastyfikatora TDAE, który komponuje się, w temperaturze 50 : 100°C z b) 5 do 45 częściami masowymi ekstraktu aromatycznego uzyskanego z wsadu zawierającego od 65 do 100 części masowych pozostałości próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 485°C, zawartości asfaltenów poniżej 15% mas. oraz od 0 do 35 części masowych frakcji zaciemnionej z destylacji próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 444°C, lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C powyżej 31 mm2/s i zawartości asfaltenów poniżej 5% mas., poddanego odasfaltowaniu propanem przy stosunku masowym wsadu do propanu 1 : 3,6 : 10,5 przy temperaturze: dół kolumny 30 : 50°C oraz góra kolumny 45 : 90°C, z uzyskaniem deasfaltyzatu, który następnie poddaje się rafinacji furfuralem przy stosunku masowym deasfaltyzatu do furfuralu 1 : 2,0 : 4,5 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 82 : 22°C, góra kolumny 115 : 132°C i miesza się do pełnego ujednolicenia, a uzyskany po skomponowaniu składników a) i b) produkt spełnia wymagania plastyfikatora aromatycznego TDAE.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się destylat próżniowy z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej, który ma zakres wrzenia frakcji 5 : 95% 465 : 555°C i współczynnik załamania światła nD70 poniżej 1,51.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rafinację destylatu próżniowego prowadzi się furfuralem przy stosunku masowym destylat: furfural wynoszącym 1 : 2,9 : 3,3 i temperaturach ekstrakcji: dół kolumny 84 : 94°C, góra kolumny 114 : 124°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się ekstrakt aromatyczny uzyskany z wsadu zawierającego 80 do 98 części masowych pozostałości próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 485°C, zawartości asfaltenów poniżej 14% mas. oraz od 2 do 20 części masowych frakcji zaciemnionej z destylacji próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% powyżej 444°C, lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C powyżej 31 mm2/s i zawartości asfaltenów poniżej 5% mas., poddanego odasfaltowaniu propanem przy stosunku masowym wsadu do propanu 1 : 3,6 : 10,5 przy temperaturze: dół kolumny 30 : 60°C oraz góra kolumny 45 : 90°C, a następnie poddanego rafinacji furfuralem przy stosunku masowym deasfaltyzatu do furfuralu wynoszącym 1 : 2, : 4,5 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 82 : 122°C, góra kolumny 115 : 132°C.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek masowy ekstrakt : mieszanina furfural + formamid w procesie ekstrakcji zawiera się w przedziale 1 : 1,2 : 1,6.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces ekstrakcji prowadzi się mieszaniną furfural + formamid w temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 75 : 94°C, góra kolumny 105 : 128°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL438068A PL244777B1 (pl) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL438068A PL244777B1 (pl) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL438068A1 PL438068A1 (pl) | 2022-12-05 |
| PL244777B1 true PL244777B1 (pl) | 2024-03-04 |
Family
ID=84426766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL438068A PL244777B1 (pl) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL244777B1 (pl) |
-
2021
- 2021-06-04 PL PL438068A patent/PL244777B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL438068A1 (pl) | 2022-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3229614B2 (ja) | 非発癌性ブライトストック抽出物、脱れき油及びこれらの製造方法 | |
| US10308881B2 (en) | Process to produce oil with low polyaromatic hydrocarbon content | |
| EP0933418A2 (en) | Rubber process oil and production process thereof | |
| US7601253B2 (en) | Process oil and process for producing the same | |
| JP2002529579A (ja) | 廃油再生法、前記方法によって得られた基油及びその使用 | |
| RU2313562C1 (ru) | Способ получения пластификатора и пластификатор | |
| US9932529B2 (en) | Process for manufacturing of rubber process oils with extremely low carcinogenic polycyclic aromatics compounds | |
| TWI452128B (zh) | 用於萃取製程以生產橡膠軟化油的進料混合物 | |
| PL244777B1 (pl) | Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy | |
| US20100243533A1 (en) | Extraction of aromatics from hydrocarbon oil using n-methyl 2-pyrrolidone and co-solvent | |
| PL244775B1 (pl) | Sposób wytwarzania naftowego plastyfikatora aromatycznego do kauczuku i gumy | |
| PL244776B1 (pl) | Sposób wytwarzania plastyfikatora naftowego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy | |
| PL244779B1 (pl) | Sposób wytwarzania wysokoaromatycznego plastyfikatora RAE | |
| PL244778B1 (pl) | Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE | |
| PL244318B1 (pl) | Sposób otrzymywania naftowego plastyfikatora aromatycznego TRAE do kauczuku i gumy | |
| US3011972A (en) | Method for the manufacture of an oxidation stable bright stock | |
| US20150166903A1 (en) | Process for producing various viscosity grades of bitumen | |
| PL207051B1 (pl) | Sposób wytwarzania plastyfikatora naftowego do kauczuku i gumy | |
| PL235773B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego plastyfikatora naftowego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy, szczególnie do opon samochodowych | |
| PL235774B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego plastyfikatora naftowego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy, szczególnie do opon samochodowych | |
| PL235775B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego plastyfikatora naftowego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy, szczególnie do opon samochodowych | |
| PL235772B1 (pl) | Sposób wytwarzania zmodyfikowanego plastyfikatora naftowego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy, szczególnie do opon samochodowych | |
| US2226092A (en) | Solvent refining of hydrocarbon oil | |
| WO2018096042A1 (en) | Process for producing an extender process oil | |
| JP2024503086A (ja) | メソフェーズピッチの製造プロセス |