Патент на изобретение №2382068
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАЗОВОЙ ОСНОВЫ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА
(57) Реферат:
Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к способу получения базовой основы трансформаторного (электроизоляционного) масла. Нефтяную прямогонную фракцию, выкипающую выше 310°С, подвергают каталитическому гидрокрекингу, а затем каталитической изодепарафинизации, совмещенной с дегидрированием, при послойной загрузке катализатора изодепарафинизации (верхний слой) и катализатора дегидрирования (нижний слой), взятых в соотношении 5-12:1. Каталитический гидрокрекинг осуществляют при температуре 340-420°С, под давлением 15-30 МПа, при объемной скорости подачи сырья 0,5-1,0 ч-1 и при отношении водородсодержащего газа к сырью 500-1500:1 нм3/м3. Каталитическую изодепарафинизацию, совмещенную с дегидрированием, осуществляют при температуре 220-300°С, под давлением водорода 2,5-4,5 МПа, при объемной скорости подачи сырья через слой катализатора изодепарафинизации 0,5-2 ч-1, объемной скорости подачи сырья через слой катализатора дегидрирования 5-12 ч-1, при отношении водородсодержащего газа к сырью 500-1500:1 нм3/м3. Способ позволяет увеличить выход базовой основы трансформаторного масла при сохранении качественных характеристик и улучшении электроизоляционных свойств трансформаторного масла. 6 з.п. ф-лы, 3 табл.
Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к способу получения базовой основы трансформаторного (электроизоляционного) масла, применяемой в композиции с антиокислительными и иными присадками в трансформаторах и других типах маслонаполненного оборудования. Уровень техники Основными характеристиками трансформаторного масла являются низкая температура застывания, хорошая термоокислительная стабильность и низкие диэлектрические потери. Для достижения указанных характеристик при высоком выходе целевого продукта большое значение имеет технология производства базовой основы масла. В настоящее время для получения базовой основы трансформаторного масла наибольшее распространение получила трехступенчатая схема, включающая процессы гидроочистки (гидрооблагораживания), а в некоторых случаях гидрокрекинга, депарафинизации и гидродоочистки. Известен способ получения базовой основы электроизоляционного масла для трансформаторов в процессе, включающем стадию гидроочистки масляной фракции 286 – конец кипения (к.к.) арабской нефти на катализаторах, содержащих сульфиды никеля и вольфрама на оксиде алюминия, при давлении 18 МПа, температуре 370°С и объемной скорости 0,6 ч-1, стадию депарафинизации метилэтилкетоном и толуолом (60:40) и стадию доочистки на глине (патент GB Известен процесс получения базовой основы трансформаторного масла из вакуумного газойля кувейтских и иранских нефтей (фракция 235-438°С) (патент GB Известен способ получения базовой основы трансформаторного масла из прямогонной нефтяной фракции 275-430°С или рафинатов селективной очистки (RU 2123028). Процесс включает стадию гидроочистки при давлении 3,8 МПа, температуре 380°С и объемной скорости 0,7 ч-1 на катализаторе, содержащем оксид никеля, оксид молибдена, оксид фосфора, оксид редкоземельных элементов, оксид циркония и оксид алюминия, стадию каталитической депарафинизации при 4,5 МПа и 330°С и объемной скорости 0,68 ч-1 на катализаторе, содержащем оксид молибдена, оксид бора, оксид алюминия и высококремнистый цеолит, и стадию гидрирования при 4,8 МПа и 250°С на катализаторе, содержащем платину, алюмосиликат и оксид алюминия. Выход целевого продукта составляет 42,8 мас.% при температуре застывания -46°С. Использование рафината селективной очистки в качестве сырья позволяет повысить выход базовой основы трансформаторного масла до 43,4 мас.%. К недостаткам процесса можно отнести относительно низкий выход целевой фракции. Известен способ получения низкозастывающей базовой основы трансформаторного масла из легкого вакуумного газойля (фракция 246-430°С) (US 4057489). На первой стадии проводят гидрооблагораживание при давлении до 7-10,5 МПа, температурах 376-390°С и объемной скорости 1,5-1,75 ч-1 на катализаторах, содержащих оксиды никеля, вольфрама и алюминия. На второй стадии проводят депарафинизацию при давлении 6,0 МПа, температуре 302°С и объемной скорости 1,0 ч-1 на катализаторах, содержащих 0,5% титана и 1,0% палладия, нанесенных на Н-морденит (900 Н Zeolon). На третьей стадии проводят контактную доочистку на глинах. Выход продукта с температурой застывания минус 62-минус 45°С, полученного по данной схеме, составлял 76,8-78,0 об.%. Недостатком указанного способа следует считать необходимость дополнительной очистки на глине для придания базовой основе необходимой стабильности к окислению. Известен способ получения электроизоляционного масла, описанный в авторском свидетельстве SU 1815994. Согласно заявленному способу прямогонная нефтяная фракция 270-430°С подвергается обработке, включающей стадию гидроочистки на катализаторе, содержащем оксид кобальта, оксид молибдена и оксид алюминия, стадию депарафинизации на катализаторе, содержащем оксид молибдена, оксид бора, оксид алюминия и высококремнеземный цеолит, и стадию гидрирования на катализаторе, содержащем сульфид никеля, сульфид вольфрама и оксид алюминия. Процесс проводится при давлении водорода 23 МПа, температуре в зоне катализаторов гидроочистки и депарафинизации 360°С и 340°С в зоне катализатора гидрирования, объемной скорости подачи сырья 0,6 ч-1. Из полученного продукта перегонкой выделяется целевая фракция с температурой застывания -48°С, температурой вспышки 138°С, термоокислительной стабильностью по МЭК 194 ч и тангенсом диэлектрических потерь 0,06. Выход продукта на используемое сырье составляет 59,2 мас.%. Недостатком данного способа можно считать относительно низкий выход целевого продукта. Известен способ получения базовой основы трансформаторного масла из прямогонной нефтяной фракции 250-420°С (патент RU Раскрытие изобретения Задача, решаемая заявленным изобретением, состоит в создании высокоэффективного способа производства базовой основы трансформаторного масла. Технический результат заключается в увеличении выхода базовой основы трансформаторного масла при сохранении качественных характеристик, соответствующих стандартам МЭК и ГОСТ, а также в улучшении электроизоляционных свойств трансформаторного масла. Технический результат достигается тем, что нефтяную прямогонную фракцию, выкипающую выше 310°С, подвергают каталитическому гидрокрекингу, а затем каталитической изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, при послойной загрузке катализатора изодепарафинизации (верхний слой) и катализатора догидрирования (нижний слой), взятых в соотношении 5-12:1. Каталитический гидрокрекинг осуществляют при температуре 340-420°С, под давлением 15-30 МПа, при объемной скорости подачи сырья 0,5-1,0 ч-1 и при отношении водородсодержащего газа к сырью 500-1500:1 нм3/м3. Каталитическую изодепарафинизацию, совмещенную с догидрированием, осуществляют при температуре 220-300°С, под давлением водорода 2,5-4,5 МПа, при объемной скорости подачи сырья через слой катализатора изодепарафинизации 0,5-2 ч-1, объемной скорости подачи сырья через слой катализатора догидрирования 5-12 ч-1 при отношении водородсодержащего газа к сырью 500-1500:1 нм3/м3. В частном случае катализатор гидрокрекинга содержит (мас.%):
В частном случае катализатор изодепарафинизации содержит (мас.%):
Катализатор изодепарафинизации может дополнительно содержать 0,2-0,4 мас.% оксида цинка, или 0,2-1,0 мас.% оксида индия, или 0,2-0,4 мас.% лантана. В частном случае катализатор догидрирования содержит (мас.%):
Предложенный способ получения трансформаторного масла позволяет повысить выход продукта на исходное сырье с 59,2% по прототипу до 68,8%. При этом температура стадии депарафинизации понижается с 360°С по прототипу до 230-255°С. Полученная базовая основа трансформаторного масла имеет температуру застывания ниже -60°С (-48°С по прототипу) и термоокислительную стабильность (индукционный период окисления) по МЭК свыше 290 ч при 192 по прототипу. Осуществление изобретения На первой стадии исходная нефтяная фракция (вакуумный газойль) подвергается гидрокрекингу. Процесс осуществляется при температурах 340-420°С, давлении 15-30 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-1,0 ч-1 и циркуляции водородсодержащего газа (ВСГ) 500-1500:1 нм3/м3. Продукты подвергаются дистилляции с выделением фракции 280°С-к.к. Полученная фракция направляется на стадию изодепарафинизации и догидрирования на катализаторах, загруженных послойно в один реактор в соотношении 5-12:1. Процесс осуществляется при температурах 220-300°С, давлении 2,5-4,5 МПа, объемной скорости подачи сырья через слой катализатора изодепарафинизации 0,5-2,0 ч-1, через слой катализатора догидрирования 5-12 ч-1 и отношении водородсодержащего газа к сырью 500-1500:1 нм3/м3. Из полученного гидрогенизата дистилляцией выделяют целевую фракцию базовой основы трансформаторного масла. Для иллюстрации предлагаемого способа приведены следующие примеры. Пример 1. Прямогонную нефтяную фракцию (вакуумный газойль), выкипающую при температуре выше 310°С, с характеристиками, приведенными в таблице 1, на первой стадии подвергают гидрокрекингу на катализаторе, содержащем (мас.%):
Процесс осуществляется при температуре 340°С, давлении водорода 15 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5 ч-1, соотношении циркуляционный ВСГ:сырье 500:1 нм3/м3. Из полученного продукта дистилляцией выделяют целевую фракцию 280-к.к. с характеристиками, представленными в Таблице 2. Выход целевой фракции на этой стадии составляет 72,0 мас.%.
На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования, содержащем (мас.%):
Соотношение катализаторов изодепарафинизации и догидрирования составляет 5:1. Процесс осуществляется при температуре 300°С, давлении водорода 4,5 МПа, объемной скорости подачи сырья через слой катализатора изодепарафинизации составляет 2,0 ч-1, объемной скорости подачи сырья через слой катализатора догидрирования – 10,0 ч-1, соотношении циркуляционный ВСГ:сырье – 1500:1 нм3/м3. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 94,8 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 68,3 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 2.
Процесс осуществляется при температуре 360°С, давлении водорода 25 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,6 ч-1, соотношении циркуляционный ВСГ:сырье 1000:1 нм3/м3. Из полученного продукта дистилляцией выделяют целевую фракцию 280-к.к. с характеристиками, представленными в Таблице 2. Выход целевой фракции на этой стадии составляет 72,0 мас.%. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования, содержащем (мас.%):
Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 12:1. Процесс осуществляется при температуре 240°С, давлении водорода 3,5 МПа, объемной скорости подачи сырья через слой катализатора изодепарафинизации составляет 1,0 ч-1, объемной скорости подачи сырья через слой катализатора догидрирования – 12,0 ч-1, соотношении циркуляционный ВСГ:сырье – 1000:1 нм3/м3. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 94,5 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 68,0 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 3. Прямогонную нефтяную фракцию (вакуумный газойль), выкипающую при температуре выше 310°С, с характеристиками, приведенными в Таблице 1, на первой стадии подвергают гидрокрекингу на катализаторе, содержащем (мас.%):
Процесс осуществляется при температуре 420°С, давлении водорода 30 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,0 ч-1, соотношении циркуляционный ВСГ:сырье 1500:1 нм3/м3. Из полученного продукта дистилляцией выделяют целевую фракцию 280-к.к. с характеристиками, представленными в Таблице 2. Выход целевой фракции на этой стадии составляет 68,5 мас.%. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования, содержащем (мас.%):
Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Процесс осуществляется при температуре 220°С, давлении водорода 2,5 МПа, объемной скорости подачи сырья через слой катализатора изодепарафинизации составляет 0,5 ч-1, объемной скорости подачи сырья через слой катализатора догидрирования – 5,0 ч-1, соотношении циркуляционный ВСГ: сырье – 1000:1 нм3/м3. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 94,0 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 64,4 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 4. Процесс проводят по примеру 2. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования по примеру 2. Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Совмещенный процесс изодепарафинизации и догидрирования осуществляется по примеру 2. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 95,0 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 68,4 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 5. Процесс проводят по примеру 2. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования по примеру 2. Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Совмещенный процесс изодепарафинизации и догидрирования осуществляется по примеру 2. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 94,8 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 68,3 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 6. Процесс проводят по примеру 2. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования по примеру 2. Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Совмещенный процесс изодепарафинизации и догидрирования осуществляется по примеру 2. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 95,5 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 68,8 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 7. Процесс проводят по примеру 2. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования по примеру 2. Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Совмещенный процесс изодепарафинизации и догидрирования осуществляется по примеру 2. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 94,0 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 67,7 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 8. Процесс проводят по примеру 2. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования по примеру 2. Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Совмещенный процесс изодепарафинизации и догидрирования осуществляется по примеру 2. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 94,0 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 67,7 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 9. Процесс проводят по примеру 2. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования по примеру 2. Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Совмещенный процесс изодепарафинизации и догидрирования осуществляется по примеру 2. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 94,7 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 68,2 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 10. Процесс проводят по примеру 2. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования по примеру 2. Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Совмещенный процесс изодепарафинизации и догидрирования осуществляется по примеру 2. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 93,7 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 67,5 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 11. Процесс проводят по примеру 2. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования по примеру 2. Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Совмещенный процесс изодепарафинизации и догидрирования осуществляется по примеру 2. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 94,5 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 68,0 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Пример 12. Процесс проводят по примеру 2. На второй стадии полученную фракцию 280-к.к. подвергают изодепарафинизации, совмещенной с догидрированием, на катализаторе изодепарафинизации, содержащем (мас.%):
и на катализаторе догидрирования по примеру 2. Соотношение катализаторов изомеризации и догидрирования составляет 10:1. Совмещенный процесс изодепарафинизации и догидрирования осуществляется по примеру 2. Полученный продукт подвергают дистилляции и выделяют целевую базовую основу трансформаторного масла. Выход продукта на второй стадии составляет 95,5 мас.%. Общий выход базовой основы трансформаторного масла, полученный по двухстадийному процессу, составляет 68,8 мас.%. Выход и физико-химические свойства полученной базовой основы трансформаторного масла приведены в Таблице 3. Для сравнения в Таблице 3 приведены данные, полученные по прототипу. Промышленная применимость Предложенный способ получения базовой основы трансформаторного масла применим при получении трансформаторных масел на нефтеперерабатывающих предприятиях.
я
Формула изобретения
1. Способ получения базовой основы трансформаторного масла, заключающийся в том, что нефтяную прямогонную фракцию, выкипающую выше 310°С, подвергают каталитическому гидрокрекингу, а затем каталитической изодепарафинизации, совмещенной с дегидрированием при послойной загрузке катализатора изодепарафинизации (верхний слой) и катализатора дегидрирования (нижний слой), взятых в соотношении 5-12:1, при этом каталитический гидрокрекинг осуществляют при температуре 340-420°С под давлением 15-30 МПа при объемной скорости подачи сырья 0,5-1,0 ч-1 и при отношении водородсодержащего газа к сырью 500-1500:1 нм3/м3, а каталитическую изодепарафинизацию, совмещенную с дегидрированием, – при температуре 220-300°С под давлением водорода 2,5-4,5 МПа при объемной скорости подачи сырья через слой катализатора изодепарафинизации 0,5-2 ч-1 объемной скорости подачи сырья через слой катализатора дегидрирования 5-12 ч-1 при отношение водородсодержащего газа к сырью 500-1500:1 нм3/м3. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, каталитический гидрокрекинг осуществляют на катализаторе, содержащем, мас.%:
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что изодепарафинизацию осуществляют на катализаторе, содержащем, мас.%:
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что катализатор дополнительно содержит 0,2-0,4 мас.% оксида цинка. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что катализатор дополнительно содержит 0,2-1,0 мас.% оксида индия. 6. Способ по п.3, отличающийся тем, что катализатор дополнительно содержит 0,2-0,4 мас.% лантана. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что дегидрирование осуществляют на катализаторе, содержащем, мас.%:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||