专利名称：油的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种工艺油的生产方法，这种油含有至少20重量％的芳烃和少于3重量％的多环芳烃(PCA)。在本申请中，芳烃含量是用ASTM D2007方法测定的，而PCA含量是由IP 346方法测定的。
工艺油是烃的混合物，它与润滑基础油有着相同的沸程温度并和润滑基础油一样出自于溶剂萃取的石油蒸馏物。然而与很少用于润滑领域之外的润滑基础油不同，工艺油有着广泛的工业应用。例如，它们被用作溶剂、去污斑化合物、增塑剂和/或合成橡胶和天然橡胶的填充剂，还用于制造印刷油墨。为了适应这些应用，工艺油的组成必须要认真控制。
各种制备工艺油的方法是己知的。例如，在GB1426746中，一种石油蒸馏物与糠醛接触，得到的初次萃取液用糠醛再次萃取生产出一种二次萃取液和一种假萃余液。将假萃余液从糠醛中蒸出，然后脱蜡及氢化生产出工艺油。
这种方法的问题是由于经过加氢，生产出的工艺油中芳烃含量低。然而，芳香族化合物能赋予其溶剂和溶胀性质，这些性质是很多应用中需要的。可是，工艺油的多环芳烃(PCA)含量应该保持最小值，由于健康和环保的因素不希望有这些化合物。
在EP 0417980中，一种其芳烃含量高且PCA含量低于3重量％的工艺油是在特定温度和溶剂条件下对初次萃取液进行再次萃取而制得的。具体说，该方法在萃取塔中进行，操作条件为萃取液与溶剂之比为1∶1-1∶1.8，塔顶温度50℃-90℃，塔底温度是20℃-60℃。塔底温度定为萃取步骤的最低温度。塔顶温度是塔最上部区域的温度。它通常为全塔的最高温度。
现在我们发现一种生产工艺油的替代方法。具体说，本方法是在特定操作条件下萃取初次萃余液而生产出芳烃含量至少20重量％和PCA含量低于3重量％的工艺油。
FR 1295441描述了一种在第二次萃取步骤中萃取初次萃余液的方法。然而，采用此方法的条件生产不出具有本发明组成的工艺油。
因此，本发明提供了一种生产工艺油的方法，该方法包括
a)在塔底温度30℃-80℃的萃取塔中使石油蒸馏物与极性溶剂相接触，b)从步骤a)的塔里引出初次萃余液，c)在其塔底温度比步骤a)的萃取塔的塔底温度高的萃取塔中，即在60℃-90℃范围，使初次萃余液与一种极性溶剂相接触，d)从步骤c)的塔里引出二次萃取液，和e)从所述二次萃取液中除去所述极性溶剂。
由本发明生产的工艺油芳烃含量多于20重量％和PCA含量低于3重量％。这种工艺油适合于多种应用。例如，被用作溶剂、去污斑化合物、增塑剂和/或合成橡胶和天然橡胶的填充剂，还用于制造印刷油墨。
在步骤a)中所述石油蒸馏物与一种极性溶剂在一个萃取塔中相接触。不希望受任何理论的束缚，该极性溶剂被认为至少能除去一部分原存在于石油蒸馏物中的PCA化合物。这一工序产生两相一是位于塔下部的初次萃取液，另一是位于塔上部的初次萃余液。初次萃取液是富含溶剂的并包含环烷烃和多环芳烃组分。这一萃取液被从塔底引出。在一个优选的实施方案中，从萃取液中取出该极性溶剂并加以循环使用。
步骤a)可用一萃取塔进行，塔底操作温度是30℃-80℃，优选45℃-75℃，特别是55℃-70℃。第一萃取步骤a)的塔底温度主要取决于极性溶剂和石油蒸馏物的温度，但可以通过萃取塔底部的附加冷却加以控制。这个温度对本发明中所用溶剂的选择性和溶解能力有重要的影响，进而又影响到产生的初次萃余液的最终组成。在一个实施方案中，沿着萃取塔维持一个温度梯度，使塔的顶部温度维持在80℃-120℃(塔顶温度)，塔的底部温度维持在60℃-90℃(塔底温度)。塔顶温度和塔底温度之间的温差是5℃-70℃，优选30℃-50℃。
相对于所用石油蒸馏物，溶剂用量可为70-300体积％，优选100-250体积％，特别是120-170体积％。然而，应该认识到，所用溶剂对蒸馏物之准确比例取决于使用的蒸馏物类型。例如，溶剂与蒸馏物之比取决于蒸馏物的沸程，和/或它的原油产地。
步骤a)产生的初次萃余液从萃取塔的上部引出并在第二溶剂萃取步骤中(步骤c)用一种极性溶剂再萃取。这一工序产生两相一是位于塔下部的二次萃取液，另一是位于塔上部的二次萃余液。在一个实施方案中，在第二溶剂萃取步骤中处理初次萃余液之前，从初次萃余液中除去70-100％的溶剂。优选除去95-100％的极性溶剂。在步骤c)中采用的塔底温度为40-90℃，优选55-90℃，特别是75-90℃。在一个实施方案中，采用塔顶温度90-130℃和塔底温度70-100℃的一个萃取塔进行步骤c)。塔顶温度和塔底温度之间的温差是5-70℃，优选30-50℃。
第二萃取步骤c)的塔底温度取决于极性溶剂和初次萃余液的温度。然而，像第一萃取步骤的塔底温度一样，第二萃取步骤的塔底温度可以用萃取塔底部的附加冷却来加以控制。第二萃取步骤在比步骤a)更高的塔底温度下进行。萃取温度的提高会降低溶剂的选择性。当极性溶剂从步骤e)的二次萃取液中除去时，产生了PCA浓度为3重量％或更低的工艺油。该工艺油的总芳烃含量高于20重量％。初次萃余液中的溶解性较差的链烷烃组分作为二次萃余液在溶剂萃取塔的上部累积。这一萃余液可以从塔中取出并加以蒸馏。回收的溶剂可循环再利用。在一个实施方案中，二次萃余液在蒸馏塔中精制，然后加以溶剂脱蜡，生产润滑基础油(即500N，96VI)。
步骤c)可用与步骤a)不同的萃取塔进行。然而，对这两个步骤优选采用相同的萃取塔。
在第二萃取步骤中，相对于石油蒸馏物，溶剂用量可以为100-400体积％，优选180-300体积％，特别是200-250体积％。与第一萃取步骤一样，采用的溶剂对蒸馏物之准确比例将取决于使用的蒸馏物类型。例如，溶剂与蒸馏物之比可取决于蒸馏物的沸程，和/或它的原油产地。
用于溶剂萃取步骤a)和c)的合适溶剂包括糠醛、苯酚和N-甲基吡咯烷酮。优选使用糠醛。
现在将参照附图描述本发明的这些和其它方面，该图是用于本发明的一个优选实施方案的一个装置的示意图。
此图描绘的装置包括第一萃取塔10、第二萃取塔12和四个蒸馏塔14、16、18和20。
在使用中，将石油蒸馏物24加入第一萃取塔10中并与由管线22加入萃取塔10中的糠醛接触，塔10底部操作温度为70℃，塔10顶部温度为109-118℃。在蒸馏物24中至少有一部分多环芳烃和环烷烃组分溶解于糠醛中形成初次萃取液26。初次萃取液被从第一萃取塔10的底部取出并送入蒸馏塔20进行精制。将蒸馏后的萃取液取出废弃或它用。
从第一萃取塔10取出蒸馏物24中的其余组分作为初次萃余液28。按规定时间间隔测量萃余液28的密度以提供萃余液的PCA含量指标。
然后将初次萃余液28引入蒸馏塔14。将萃余液从溶剂中分离出，送入第二萃取塔12进一步用溶剂萃取。经管线36向塔14中加入新鲜糠醛。第二萃取步骤在塔底温度为75℃下进行。塔顶温度是107-115℃。这一萃取步骤产生两相一是位于塔12底部的二次萃取液30，另一是位于塔顶的二次萃余液34。将二次萃取液30从第二萃取塔12中取出，并在蒸馏塔16中加以精制，产生PCA多环芳烃含量低于3重量％并且芳烃含量高于20重量％的工艺油。与初次萃余液28一样，测量二次萃取液30的密度以提供萃取液30的PCA含量指标。
从第二萃取塔12顶部取出初次萃余液28中比较不易溶的组分作为二次萃余液34。此二次萃余液34在蒸馏塔18中精制，产生无溶剂的萃余液38，将萃余液38引入溶剂脱蜡单元40。在经过溶剂脱蜡使倾点达-9℃后，产生润滑基础油39(500N，96VI)。
从蒸馏塔14、16、18和20中回收的糠醛经再生重复使用。
也可不用两个萃取塔而用同一个塔完成两级萃取。
实施例在此实施例中，使用
图1所示的装置对从中东原油得到的适合于生产润滑基础油的石蜡基蒸馏物进行处理。
将该蒸馏物在77℃下加入第一萃取塔。预热糠醛至118℃并在糠醛对蒸馏物比为130体积％的条件下将其引入第一萃取塔。萃取塔的塔底操作温度为70℃，塔顶温度是109℃。在第一溶剂萃取段采用的加工条件概述于下表2表2
在第二溶剂萃取段，将初次萃余液在77℃加入第二萃取塔。使糠醛预热至115℃并在糠醛萃洗比率为260体积％的条件下引入萃取塔。第二萃取塔的塔底操作温度为75℃，塔顶温度是107℃。在第二溶剂萃取段采用的工艺条件概述于下表3表3
对本实施例中产生的二次萃取液进行分析，发现IP 346 PCA含量为2.85重量％，ASTM D-2007芳烃含量为28重量％。采用ASTM D2140测试方法测出萃取液的VGC为0.90。采用ASTM D611测出萃取液的苯胺点为62.4℃。可以对上述的实施方案进行各种修改而不会脱离本发明的范围。例如，不用测量密度而采用折光指数、近红外光谱或色谱技术提供具体的萃取液和/或萃余液的PCA含量的指标。
权利要求
1.一种生产工艺油的方法，该方法包括a)在塔底操作温度是30℃-80℃的萃取塔中使石油蒸馏物与极性溶剂相接触，b)从步骤a)的塔里引出初次萃余液，c)在塔底温度比步骤a)的萃取塔的塔底温度高的萃取塔中，即在60℃-90℃范围使初次萃余液与极性溶剂相接触，d)从步骤c)的塔里引出二次萃取液，和e)从所述二次萃取液中除去所述的极性溶剂。
2.按照权利要求1中所要求的方法，其中步骤a)是在塔底操作温度为30-80℃的萃取塔中进行的。
3.按照权利要求2中所要求的方法，其中沿着萃取塔维持一个温度梯度，使塔顶温度维持在80℃-120℃，塔底温度维持在60℃-90℃。
4.按照权利要求3中所要求的方法，其中塔顶温度和塔底温度之间的温差是5℃-70℃。
5.按照前述权利要求中任一项所要求的方法，其中在步骤a)中采用的溶剂与石油蒸馏物之比为70-300体积％。
6.按照前述权利要求中任一项所要求的方法，其中在初次萃余液与极性溶剂于步骤c)中接触前，除去初次萃余液中70-100％的极性溶剂。
7.按照前述权利要求中任一项所要求的方法，其中步骤c)采用塔顶温度为90-130℃，塔底温度为70-100℃的萃取塔进行。
8.按照权利要求7中所要求的方法，其中塔顶温度和塔底温度之间的温差为5℃-70℃。
9.按照前述权利要求中任一项所要求的方法，其中步骤c)用与步骤a)相同的萃取塔来完成。
10.按照前述权利要求中任一项所要求的方法，其中在步骤c)中采用的溶剂与石油蒸馏物之比为100-400体积％。
11.按照前述权利要求中任一项所要求的方法，其中用于溶剂萃取步骤a)和c)的极性溶剂选自糠醛、苯酚和N-甲基吡咯烷酮。
全文摘要
一种生产工艺油的方法,该方法包括:a)塔底操作温度是30℃－80℃的萃取塔中,使石油蒸馏物与极性溶剂在相接触,b)从步骤a)的塔里引出初次萃余液,c)在塔底温度比步骤a)中的萃取塔塔底温度高的萃取塔中,即在60℃－90℃使初次萃余液与极性溶剂相接触,d)从步骤c)的塔里引出二次萃取液,和e)从所述二次萃取液中除去所述极性溶剂。
文档编号C10G21/00GK1342192SQ0080457
公开日2002年3月27日 申请日期2000年2月23日 优先权日1999年3月2日
发明者J·P·戴维斯, K·P·格雷斯 申请人:英国石油国际有限公司, Bp炼油厂(奎纳纳)股份有限公司