PL244778B1 - Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE - Google Patents

Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE Download PDF

Info

Publication number
PL244778B1
PL244778B1 PL438069A PL43806921A PL244778B1 PL 244778 B1 PL244778 B1 PL 244778B1 PL 438069 A PL438069 A PL 438069A PL 43806921 A PL43806921 A PL 43806921A PL 244778 B1 PL244778 B1 PL 244778B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
column
mass
mixture
solvent
furfural
Prior art date
Application number
PL438069A
Other languages
English (en)
Other versions
PL438069A1 (pl
Inventor
Artur Antosz
Stefan PTAK
Stefan Ptak
Agnieszka Skibińska
Wojciech Wilk
Original Assignee
Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy filed Critical Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy
Priority to PL438069A priority Critical patent/PL244778B1/pl
Publication of PL438069A1 publication Critical patent/PL438069A1/pl
Publication of PL244778B1 publication Critical patent/PL244778B1/pl

Links

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania aromatycznego plastyfikatora TRAE, który polega na tym, że wsad zawierający od 65 do 100 części masowych pozostałości próżniowej z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej, 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., poddaje się 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 uzyskany deasfaltyzat (DAO) rafinuje się mieszaniną furfurolu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 5% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników, przy stosunku masowym deasfaltyzat:mieszanina furfurol + formamid wynoszącym 1:2,0 ÷ 4,8 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 110 ÷ 132°C, góra kolumny 132 ÷ 144°C, po czym uzyskany ekstrakt po wydzieleniu furfurolu, charakteryzujący się współczynnikiem załamania światła n<sub>D</sub><sup>70</sup> wyższym lub równym 1,5428, zawartością PCA ok.3,0 do 6,0% i lepkością kinematyczną w temperaturze 100°C ok. 53,63 mm<sup>2</sup>/s poddaje się ponownej rafinacji mieszaniną furfurolu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników przy stosunku masowym ekstrakt:mieszanina furfurol + formamid wynoszącym 1:1,0 ÷ 2,5 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 82 ÷ 108°C, góra kolumny 107 ÷ 134°C, i uzyskuje się rafinat, który po oddestylowaniu rozpuszczalników spełnia wymagania plastyfikatora aromatycznego TRAE.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE 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 TRAE (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 jednym obok plastyfikatorów aromatycznych TDAE, RAE jego 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 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.
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.
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 opisano metodę otrzymywania z destylatu próżniowego uzyskanego z ropy naftowej, nie działających rakotwórczo plastyfikatorów do gumy i kauczuku polegającą 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 plastyfikatorów TDAE, RAE, 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., mającego temperaturę anilinową niższą niż 80°C, lepkość kinematyczną od 15 do 30 mm2/s w 100°C i temperaturę zapłonu wyższą niż 250°C, w procesach rafinacji selektywnej ekstraktu aromatycznego z destylatu próżniowego lub deasfaltyzatu (DAO); następnie zmieszanie tych ekstraktów i rafinację rozpuszczalnikową 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, które 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” (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), 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 aromatycznego plastyfikatora naftowego TRAE wsadu zawierającego od 65 do 100 części masowych pozostałości próżniowej z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej 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., który to wsad poddaje się 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, uzyskując ekstrakt charakteryzujący się współczynnikiem załamania światła no70 wyższym lub równym 1,5428, zawartością PCA ok. 3,0 do 6,0% i lepkością kinematyczną w temperaturze 100°C ok. 53,63 mm2/s. Ekstrakt ten poddaje się następnie rafinacji selektywnej mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem uzyskując rafinat, który spełnia wymagania aromatycznego plastyfikatora TRAE.
Sposób wytwarzania aromatycznego plastyfikatora TRAE polega według wynalazku na tym, że wsad zawierający od 65 do 100 części masowych pozostałości próżniowej z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej, 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., poddaje się 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 uzyskany deasfaltyzat (DAO) rafinuje się mieszaniną furf uralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 5% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników, przy stosunku masowym deasfaltyzat: (mieszanina furfural + formamid) wynoszącym 1 : 2,0 + 4,8 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 110 + 132°C, góra kolumny 132 + 144°C, po czym uzyskany ekstrakt po wydzieleniu furfuralu, charakteryzujący się współczynnikiem załamania światła nD70 wyższym lub równym 1,5428, zawartością PCA ok. 3,0 do 6,0% i lepkością kinematyczną w temperaturze 100°C ok. 53,63 mm2/s poddaje się ponownej rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników, przy stosunku masowym ekstrakt: (mieszanina furfural + formamid) wynoszącym 1 : 1,0 + 2,5 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 82 + 108°C, góra kolumny 107 + 134°C, i uzyskuje się rafinat, który po oddestylowaniu rozpuszczalników spełnia wymagania plastyfikatora aromatycznego TRAE.
Korzystnie do wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE stosuje się wsad zawierający 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., poddany 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 uzyskany deasfaltyzat poddaje się rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników przy stosunku masowym deasfaltyzat: (mieszanina furfural + formamid) wynoszącym 1 : 3,0 * 4,0 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 118 + 126°C, góra kolumny 135 + 140°C, po czym uzyskany ekstrakt po wydzieleniu furfuralu, charakteryzujący się współczynnikiem załamania światła nD70 wyższym lub równym 1,5428, zawartością PCA ok. 3,0 do 6,0% i lepkością kinematyczną w temperaturze 100°C ok. 53,63 mm2/s, poddaje się ponownej rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników, przy stosunku masowym ekstrakt: (mieszanina furfural + formamid) wynoszącym 1 : 1,2 + 2,0 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 86 + 100°C, góra kolumny 112 + 126°C.
Sposób według wynalazku umożliwia wytworzenie plastyfikatora aromatycznego o wysokiej zawartości węglowodorów aromatycznych oraz niskiej zawartości policyklicznych związków aromatycznych PCA, spełniającego wymagania stawiane plastyfikatorowi TRAE, przy czym wprowadzenie współrozpuszczalnika pozwala na prowadzenie procesu rafinacji ekstraktu w warunkach temperaturowych dołu i góry wieży ekstrakcyjnej wyższych niż do rafinacji deasfaltyzatu i ekstraktu furfurolem. Rafinacja deasfaltyzatu i uzyskanego z niego ekstraktu mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem prowadzona więc jest w wyższych temperaturach niż rafinacja czystym furfurolem i zauważalna jest poprawa selektywności w porównaniu do selektywności rafinacji samym furfurolem.
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.
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 furfuralu i furfuralu + formamid z ekstraktem EKST 1 przedstawiono w tablicy 1A, natomiast wykres krzywych krytycznej temperatury rozpuszczalności na rysunku Fig. 1A. Rozkład temperatur krytycznych dla układów furfuralu i furfuralu + formamid z DAO przedstawiono w tablicy 2A i na wykresie Fig. 2A.
PL 244778 Β1
Tablica 1A Temperatury krytyczne dla ekstraktu EKST 1 i furfuralu oraz furfuralu z udziałem formamidu.
Stosunek masowy rozpuszczalnika do surowca Temperatura krytyczna °C
Dla układu z furfuralem Dla układu z furfuralem + 5% formamid Dla układu z furfuralem + 7,5% formamid Dla układu z furfuralem + 10% formamid
1,5 : 1 82 108 129 139
Tablica 2A Temperatury krytyczne dla DAO i furfuralu oraz furfuralu z udziałem formamidu
Stosunek masowy rozpuszczalnika do surowca Temperatura krytyczna °C
Dla układu z furfuralem Dla układu z furfuralem + 3% formamid Dla układu z furfuralem + 5% formamid
3,5 : 1 138 149 157
Przedmiot wynalazku został objaśniony w przedstawionych poniżej przykładach wykonania.
Przykład 1
Wsad zawierający pozostałość próżniową w ilości 90 części masowych z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej, o temperaturze wrzenia frakcji 5% 493°C i zawartości asfaltenów 4,85% mas. oraz 10 części masowych frakcji zaciemnionej z destylacji próżniowej ropy naftowej o temperaturze wrzenia frakcji 5% 456°C, lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C 39,84 mm2/s i zawartości asfaltenów 0,70% mas., poddano odasfaltowaniu propanem przy stosunku masowym wsadu do propanu 1 : 6,5, przy temperaturze: dół kolumny 45°C oraz góra kolumny 72°C, uzyskując deasfaltyzat z wydajnością 48,9%, o lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C 35,81 mm2/s, współczynnikiem załamania światła no70 1,5364, zawartością PCA 1,9% i pozostałych parametrach jakościowych przedstawionych w tablicy 1 (ozn. DAO 1).
Tablica 1 Właściwości fizykochemiczne deasfaltyzatu DAO 1
Lp. Rodzaj oznaczenia DAO 1 Metody badań
1. Gęstość w temp. 20°C, g/cm3 0,9935 PN-EN ISO 12185:02
2. Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mm2/s 35,81 PN-EN ISO 3104:04
3. Lepkość kinematyczna w temp. 50°C, mm2/s 291,4 PN-EN ISO 3104:04
4. Współczynnik zał. światła w temp. 20°C 1,5364 PN-81/C-04952
5. Zawartość siarki, % (m/m) 2,23 ASTM D 7039-15a
6. Zawartość WZA, % (m/m) 1,9 IP 346
7. Węgiel, zawartość w strukturach. % CA Cn Cp 19,46 22,61 57,93 ASTM D 2140
PL 244778 Β1
Próbkę deasfaltyzatu (ozn. DAO 1) w ilości ok. 5 kg poddano procesowi rafinacji mieszaniną furfurolu z współrozpuszczalnikiem formamidem o zawartości 4% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników, przy stosunku masowym deasfaltyzat: (mieszanina furfural + formamid) wynoszącym 1 : 3,0 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 118°C, góra kolumny 136°C, uzyskując ekstrakt EKST 1.
Proces rafinacji selektywnej deasfaltyzatu (DAO) furfurolem z udziałem współrozpuszczalnika prowadzono w sposób ciągły na kolumnie wielkolaboratoryjnej o wymiarach:
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 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 ekstraktu ozn. EKST 1.
Tablica 2 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego ekstraktu ozn. EKST 1 z surowca deasfaltyzatu DAO 1
Ekstrakt laboratoryjny EKST 1
Warunki rafinacji
surowiec DAO 1
rozpuszczalnik Furfural + 4% formamid
stosunek masowy mieszaniny furfuralu z formamidem do wsadu 3,0 : 1
temperatura góra / dół kolumny, °C 136/118
obciążenie kolumny, kg/h 2
- wydajność rafinatu liczona na wsad, %(m/m) 49,8
Właściwości
Gęstość w temp. 20°C, g/cnf 0,9426
Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mm2/s 57,23
'1(1 Współczynnik załamania światła nD 1,5442
Zawartość siarki, %(m/m) 2,58
Zawartość WZA, %(m/m) 4,2
Węgiel, zawartość w strukturach. % CA Cn CP 32,47 16,78 50,75
Próbkę ekstraktu (ozn. EKST 1) w ilości ok. 5 kg poddano procesowi rafinacji mieszaniną furfurolu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości 3% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników.
Proces rafinacji selektywnej furfurolem z udziałem współrozpuszczalnika ekstraktów prowadzono w sposób ciągły na kolumnie wielkolaboratoryjnej o wymiarach:
wysokość 2300 mm średnica wewnętrzna 36 mm wypełnienie - szklane pierścienie Raschiga o wymiarach 0 6 mm i wysokości 6 mm.
PL 244778 Β1
Segmenty kolumny ogrzewano elektrycznie z możliwością płynnej regulacji temperatury. 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 3 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rafinacji, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego plastyfikatora TRAE.
Tablica 3 Parametry technologiczne procesu rafinacji, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego plastyfikatora TRAE
Rafinat laboratoryjny R 1403
Warunki rafinacji
surowiec EKST 1
rozpuszczalnik Furfural + 3,0% formamid
stosunek masowy mieszaniny furfuralu z formamidem do wsadu 1,5 : 1
temperatura góra / dół kolumny, °C 108/89
obciążenie kolumny, kg/h 2
- wydajność rafinatu liczona na wsad, %(m/m) 51,9
Właściwości plastyfikatora TRAE
Gęstość w temp. 20°C, g/cmJ 0,9383
Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mni7s 50,46
AA Współczynnik załamania światła nD 1,5389
Zawartość siarki, %(m/m) 1,92
Zawartość WZA, %(m/m) <1
Węgiel, zawartość w strukturach, % CA Cn Cp 25,71 18,53 55,76
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, ze proces rafinacji przeprowadzono mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem, gdzie zawartość formamidu wynosiła 6% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników.
W tablicy 4 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rafinacji, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego plastyfikatora TRAE.
PL 244778 Β1
Tablica 4 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego plastyfikatora TRAE z surowca ekstraktu EKST 1
Rafmat laboratoryjny R 1404
Warunki rafinacji
surowiec EKST 1
rozpuszczalnik Furfural + 6% formamid
stosunek masowy mieszaniny furfuralu z formamidem do wsadu 1,8 : 1
temperatura góra! dół kolumny, °C 112/94
obciążenie kolumny, kg/h 2
- wydajność rafinatu liczona na wsad, %(m/m) 52,47
Właściwości plastyfikatora TRAE
Gęstość w temp. 20°C, g/cm1 0,9387
Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mm2/s 51,32
Współczynnik załamania światła nD a) 1,5394
Zawartość siarki, %(m/ni) 1,92
Zawartość WZA, %(m/m) <1
Węgiel, zawartość w strukturach, % CA Cn CP 25,87 18,54 55,59
Zawartość WWA, mg/kg benzo[a]piren benzo[e]piren benzofa] antracen chryzen benzojbj fluor anten | benzojj] fluor anten > benzo[k]fluoranten J dibenzofa,h]antracen suma WWA <0.1 <0.3 <0,2 <0,5 <0,6 <0,1 < 1,8
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 9% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników.
W tablicy 5 przedstawione zostały: parametry technologiczne procesu rafinacji, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego plastyfikatora TRAE.
PL 244778 Β1
Tablica 5 Parametry technologiczne, bilans masowy oraz właściwości uzyskanego plastyfikatora TRAE z surowca ekstraktu EKST 1
Rafinat laboratoryjny R 1405
Warunki rafinacji
surowiec EKST 1
rozpuszczalnik Eurfural + 9% formamid
stosunek masowy mieszaniny furfuralu z formamidem do wsadu 2,0 : 1
temperatura góra / dól kolumny, °C 122/99
obciążenie kolumny, kg/h 2
- wydajność rafinatu liczona na wsad, %(m/m) 52,11
Właściwości rafinatu TDAE
Gęstość w temp. 20°C, g/cmJ 0,9389
Lepkość kinematyczna w temp. 100°C, mm2/s 51,34
Współczynnik załamania światła nD j: 1,5393
Zawartość siarki, %(m/m) 1,92
Zawartość WZA, %(m/m) <1
Węgiel, zawartość wr strukturach. % CA Cn CP 26,08 18,59 55,33

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania aromatycznego plastyfikatora TRAE, znamienny tym, że wsad zawierający od 65 do 100 części masowych pozostałości próżniowej z ropy naftowej parafinowo-siarkowo-asfaltowej, 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 zawartości asfaltenów poniżej 5% mas., powyżej 444°C, lepkości kinematycznej w temperaturze 100°C powyżej 31 mm2/s poddaje się 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 uzyskany deasfaltyzat rafinuje się mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 5% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników, przy stosunku masowym deasfaltyzat: mieszanina furfural + formamid wynoszącym 1 : 2,0 : 4,8 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 110 : 132°C, góra kolumny 132 : 144°C, po czym uzyskany ekstrakt po wydzieleniu furfuralu, charakteryzujący się współczynnikiem załamania światła no70 wyższym lub równym 1,5428, zawartością PCA ok. 3,0 do 6,0% i lepkością kinematyczną w temperaturze 100°C ok. 53,63 mm2/s, poddaje się ponownej rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników przy stosunku masowym ekstrakt: mieszanina furfural + formamid wynoszącym 1 : 1,0 : 2,5 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 82 : 108°C, góra kolumny 107 : 134°C i uzyskuje się rafinat, który po oddestylowaniu rozpuszczalników spełnia wymagania plastyfikatora aromatycznego TRAE.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE stosuje się wsad zawierający 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., poddany 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 uzyskany deasfaltyzat poddaje się rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników przy stosunku masowym deasfaltyzat: mieszanina furfural + formamid wynoszącym 1 : 3,0 + 4,0 i temperaturze rafinacji: dół kolumny 118 + 126°C, góra kolumny 135 + 140°C, po czym uzyskany ekstrakt po wydzieleniu furfuralu, charakteryzujący się współczynnikiem załamania światła nD70 wyższym lub równym 1,5428, zawartością PCA ok. 3,0 do 6,0% i lepkością kinematyczną w temperaturze 100°C ok. 53,63 mm2/s, poddaje się ponownej rafinacji mieszaniną furfuralu z współrozpuszczalnikiem formamidem w ilości od 2% do 10% m/m, w przeliczeniu na masę mieszaniny rozpuszczalników przy stosunku masowym ekstrakt: mieszanina furfural + formamid wynoszącym 1 : 1,2 + 2,0 i temperaturze ekstrakcji: dół kolumny 86 + 100°C, góra kolumny 112 + 126°C.
PL438069A 2021-06-04 2021-06-04 Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE PL244778B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL438069A PL244778B1 (pl) 2021-06-04 2021-06-04 Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL438069A PL244778B1 (pl) 2021-06-04 2021-06-04 Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL438069A1 PL438069A1 (pl) 2022-12-05
PL244778B1 true PL244778B1 (pl) 2024-03-04

Family

ID=84426757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL438069A PL244778B1 (pl) 2021-06-04 2021-06-04 Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL244778B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL438069A1 (pl) 2022-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5308470A (en) Non-carcinogenic asphalts and asphalt blending stocks
US10308881B2 (en) Process to produce oil with low polyaromatic hydrocarbon content
US9932529B2 (en) Process for manufacturing of rubber process oils with extremely low carcinogenic polycyclic aromatics compounds
KR101671707B1 (ko) 고무 배합유 및 이의 제조방법
KR100917575B1 (ko) 프로세스유 및 그의 제조방법
PL208531B1 (pl) Plastyfikator i sposób wytwarzania plastyfikatora
US20100243533A1 (en) Extraction of aromatics from hydrocarbon oil using n-methyl 2-pyrrolidone and co-solvent
US8864981B2 (en) Feed mixtures for extraction process to produce rubber processing oil
PL244778B1 (pl) Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TRAE
PL244776B1 (pl) Sposób wytwarzania plastyfikatora naftowego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy
PL244779B1 (pl) Sposób wytwarzania wysokoaromatycznego plastyfikatora RAE
PL244318B1 (pl) Sposób otrzymywania naftowego plastyfikatora aromatycznego TRAE do kauczuku i gumy
PL244775B1 (pl) Sposób wytwarzania naftowego plastyfikatora aromatycznego do kauczuku i gumy
PL244777B1 (pl) Sposób wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE przeznaczonego do kauczuku i gumy
KR101651413B1 (ko) 고무 배합유 및 방향족 함유 기유, 및 이들의 제조 방법
US3011972A (en) Method for the manufacture of an oxidation stable bright stock
EP2872604A1 (en) Process for producing various viscosity grades of bitumen
JP3079091B2 (ja) ゴムプロセス油及びその製造方法
JP5390233B2 (ja) ゴム配合油及びその製造方法
WO2011098096A1 (de) Verfahren zur herstellung von prozessölen mit einem geringen gehalt an polycyclischen aromaten und ihre verwendung
RU2531271C2 (ru) Способ получения нефтяного пластификатора
US2226092A (en) Solvent refining of hydrocarbon oil
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