Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie procesu ekstrakcji wysokoaromatycznych surowców naftowych z zastosowaniem współrozpuszczalnika

Antosz Artur, Ptak Stefan

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 10

692--703

PL

Obecnie jedną z najpopularniejszych metod wytwarzania plastyfikatora TDAE do kauczuków i gumy jest metoda bazująca na procesie rafinacji ekstraktów naftowych furfurolem. Proces ten zapewnia obniżenie w ekstraktach zawartości rakotwórczych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) do wymaganego poziomu. Technologia produkcji plastyfikatora sprawiała liczne problemy w warunkach przemysłowych związane z koniecznością prowadzenia procesu w niskich temperaturach, co powoduje utrudnienia w przebiegu wymiany masy w kolumnie ekstrakcyjnej w związku z wysoką lepkością przerabianego surowca w niskich temperaturach. Konieczność użycia niższych temperatur w trakcie procesu rafinacji wysokoaromatycznych frakcji wynika z ich charakterystyki rozpuszczalności w furfurolu, oznaczanej na podstawie krytycznej temperatury rozpuszczalności. W artykule zostały przedstawione badania nad wpływem zastosowania współrozpuszczalnika w procesie rafinacji wysokoaromatycznych surowców naftowych na jakość uzyskanych plastyfikatorów oraz możliwość prowadzenia procesu w wyższych temperaturach, zbliżonych do temperatur pracy kolumny podczas ekstrakcji klasycznych frakcji próżniowych. Potwierdzono korzystny wpływ dodatku współrozpuszczalnika na wydajność procesu oraz zwiększenie selektywności ekstrakcji. Badania nad procesem ekstrakcji rozpuszczalnikowej prowadzono na dwóch surowcach charakteryzujących się różnymi lepkościami przy zastosowaniu jako współrozpuszczalnika formamidu w stężeniach 5% i 7,5%. Wykonano również proces ekstrakcji bez współudziału formamidu, służący jako proces odniesienia dla porównania wydajności i jakości otrzymanych rafinatów. W badaniach technologicznych wykorzystano stanowiska wielkolaboratoryjne umożliwiające prowadzenie procesów rafinacji rozpuszczalnikowej, symulującej proces przemysłowy stosowany na bloku olejowym w rafinerii naftowej. W próbach rafinacji rozpuszczalnikowej poszczególnych ekstraktów zastosowano parametry technologiczne dostosowane do wyznaczonych temperatur krytycznych rozpuszczalności dla danych układów. Uzyskane wyniki temperatur krytycznych wskazują na istotny wpływ udziału współrozpuszczalnika na oznaczony wynik temperatury krytycznej dla danego układu. Próbki otrzymanych rafinatów zostały poddane ocenie właściwości fizykochemicznych w zakresie wymaganym dla plastyfikatora TDAE. Wraz z większym udziałem formamidu poprawie ulegały oznaczane w rafinatach kluczowe właściwości fizykochemiczne z punktu widzenia wymagań wobec plastyfikatorów, wzrastała lepkość, gęstość, współczynnik załamania światła oraz zawartość węgla w strukturach CA. Wszystkie procesy rafinacji pozwoliły na obniżenie zawartości WWA poniżej 3% (m/m). Najlepsze efekty w tym zakresie dał proces R1390 przy udziale współrozpuszczalnika w ilości 7,5% (m/m), ponieważ obniżając poziom WWA, nie spowodował gwałtowanego spadku zawartości atomów węgla w strukturach aromatycznych. Przeprowadzone badania pozwoliły na potwierdzenie korzystnego wpływu zastosowania współrozpuszczalnika w procesie rafinacji wysokoaromatycznych surowców naftowych na jakość uzyskanych plastyfikatorów TDAE. Rafinacja z udziałem współrozpuszczalnika zgodnie z założoną koncepcją projektu pozwoliła na wyeliminowanie problemów związanych z prowadzeniem tego procesu w niskich temperaturach. Zaobserwowano również duży wpływ dodatku współrozpuszczalnika na wydajność uzyskiwanych plastyfikatorów w trakcie ekstrakcji rozpuszczalnikowej.

EN

Currently, one of the most popular methods of producing TDAE plasticizer for latex and rubber is the method based on furfural refining of petroleum extracts. This process ensures reduction of carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) content in extracts to the required level. The technology of plasticizer production caused numerous problems in industrial conditions related to the necessity of conducting the process at low temperatures, which impedes the mass exchange process in the extraction column due to high viscosity of the processed raw material at low temperatures. The necessity of using lower temperatures during the refining process of highly aromatic fractions results from their solubility characteristics in furfural determined on the basis of the critical solubility temperature. The paper presents research on the influence of the use of co-solvent in the refining process of highly aromatic crude oils on the quality of plasticizers obtained and the possibility of conducting the process at higher temperatures, similar to those of the column during extraction of classical vacuum fractions. The beneficial effect of co-solvent addition on process efficiency and increased extraction selectivity was confirmed. Studies on the solvent extraction process were conducted on two raw materials characterized by different viscosities, using formamide as a cosolvent at concentrations of 5% and 7.5%. An extraction process without formamide co-solvent was also performed and served as a reference process to compare the yield and quality of the obtained raffinates. In the technological studies, large-scale laboratory workstations were used to carry out solvent refining processes, simulating the industrial process used in an oil block in a petroleum refinery. For solvent refining of individual extracts, technological parameters adjusted to the determined critical temperatures of solubility for given systems were used. The obtained critical temperature results indicate a significant influence of the co-solvent proportion on the determined critical temperature result for a given system. The samples of the obtained raffinates were subjected to physicochemical properties evaluation within the range required for the TDAE plasticizer. With a higher proportion of formamide, the key physicochemical properties determined in the raffinates from the point of view of plasticizer requirements improved. Viscosity, density, refractive index and carbon content in CA structures increased. All refining processes allowed to decrease PAH content below 3% (m/m). The R1390 process with 7.5% (m/m) of co- -solvent gave the best results in this respect as it did not cause a sharp decrease in carbon atoms content in aromatic structures while lowering PAHs level. The studies carried out confirmed the beneficial influence of the co-solvent application in the refining process of highly aromatic petroleum raw materials on the quality of the obtained TDAE plasticizers. The refining process with the use of co-solvent allowed, in line with the project concept, to eliminate the problems associated with conducting the process at low temperatures. A considerable effect of cosolvent addition on the yield of obtained plasticizers during solvent extraction was also observed.

2

The impact of co-solvent application on the solvent refining process selectivity

Antosz Artur

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 9

610--619

EN

The performed studies involved solvent refining tests using a co-solvent for fractions of various viscosity classes, as well as reference processes with no participation of a co-solvent. The laboratory station used for the tests modelling the technological process enabled the performance of solvent refining processes in a continuous manner, simulating the industrial process used in the oil block of a petroleum refinery. Solvent refining tests of specific vacuum fractions used technological parameters adjusted to critical temperatures determined for the given arrangements. Basic physicochemical properties of the produced raffinates were determined. When analysing the results produced in laboratory extraction processes for NMP and NMP with a 5% addition of formamide, for heavier fractions, there is a noticeable increase in the efficiency of raffinate by 3.4% (m/m) for a process using a co-solvent. However, it was characterised by a slightly lower viscosity index, lower refractive index and a slightly better colour. No differences were observed in the group composition of the compared raffinates; they were generally identical. In the case of lighter fractions, no increase in raffinate efficiency was noticed in a process using a co-solvent compared to a process conducted using just N-methylpyrrolidone. The viscosity index was calculated for both processes at an identical level and it amounted to 119. A slight decrease in the refractive index and a colour improvement were recorded for a process which used NMP + 5% formamide. The group composition of the analysed raffinates exhibited a slight drop by 1.6% (m/m) in the paraffinicnaphthenic hydrocarbon content for the process using a co-solvent, and a 2.2% (m/m) increase in the level of aromatic hydrocarbons with a refractive index of nD20 < 1.53.

PL

W trakcie badań wykonano próby rafinacji rozpuszczalnikowej z zastosowaniem współrozpuszczalnika dla frakcji o różnej klasie lepkościowej oraz przeprowadzono procesy odniesienia bez udziału współrozpuszczalnika. Do badań modelujących proces technologiczny wykorzystano stanowisko laboratoryjne umożliwiające prowadzenie procesów rafinacji rozpuszczalnikowej w sposób ciągły, symulujące proces przemysłowy stosowany na bloku olejowym w rafinerii ropy naftowej. W próbach rafinacji rozpuszczalnikowej poszczególnych frakcji próżniowych użyto parametrów technologicznych dostosowanych do wyznaczonych temperatur krytycznych dla danych układów. Określono podstawowe właściwości fizykochemiczne wytworzonych rafinatów. Analizując wyniki uzyskane w laboratoryjnych procesach ekstrakcji NMP i NMP z dodatkiem 5% formamidu, dla cięższej frakcji, można zauważyć wzrost wydajności rafinatu o 3,4% (m/m) w przypadku procesu z zastosowaniem współrozpuszczalnika. Charakteryzował się on jednak nieco niższym wskaźnikiem lepkości, niższym współczynnikiem załamania światła i nieco lepszą barwą. W składzie grupowym porównywanych rafinatów nie zaobserwowano różnic, w zasadzie były identyczne. W przypadku lżejszej frakcji nie zauważono wzrostu wydajności rafinatu w procesie z zastosowaniem współrozpuszczalnika w stosunku do procesu prowadzonego z wykorzystaniem samego N-metylopirolidonu. Wskaźnik lepkości dla obu procesów obliczono na identycznym poziomie i wynosił 119. Niewielkie obniżenie współczynnika załamania światła oraz poprawę barwy odnotowano dla procesu, w którym zastosowano NMP + 5% formamidu. W składzie grupowym analizowanych rafinatów zaobserwowano niewielki spadek – o 1,6% (m/m) zawartości węglowodorów parafinowo-naftenowych w przypadku procesu z udziałem współrozpuszczalnika oraz podwyższenie poziomu o 2,2% (m/m) węglowodorów aromatycznych o współczynniku załamania światła nD20 < 1,53.

3

The effect of using a co-solvent in the extraction process on the performance and quality of the obtained raffinates

Antosz Artur, Ptak Stefan

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 11

715--722

EN

During the investigations solvent refining tests were conducted using co-solvents of different concentration as well as carrying out a reference process without a co-solvent. The laboratory stand used for modelling the technological process allowed to carry out the solvent refining continuously, simulating a production process in the petroleum rafinery lube oil plant. The feed stock used in the investigation was fraction obtained during petroleum vacuum distillation serving to produce a base oil. The investigation of the solvent extraction process was conducted using formamide as a co-solvent in the amount of 10% (m/m) and 15% (m/m). In addition, the extraction process without formamide was carried out as a reference process when comparing both the yield of the obtained raffinates and quality of the products received when a cosolvent was applied. In all the solvent refining tests the same technological parameters were applied. Basic physico-chemical properties of the produced raffinates were determined. It was found that despite using the same technological parameters in the extraction processes, changing only the proportion of co-solvent from 0 to 10% (m/m), raffinates of different yield and quality were obtained. The lowest yield was observed during the process in which only furfural was applied, i.e. in the reference process for those with the use of a co-solvent, and during that process a raffinate of 49.7% (m/m) yield was obtained. The highest raffinate yield – 72.2% (m/m) was obtained in the process with 10% (m/m) of formamide. In the process with 5% (m/m) of a co-solvent a raffinate of 62.5% (m/m) yield was obtained. When comparing the performances obtained, it can be stated that an addition of a co-solvent in the proportion of 5% (m/m) will cause 12.8% (m/m) increase in the amount of the raffinate obtained, and 10% (m/m) addition of a co-solvent will bring 22.5% (m/m) increase of the refining process yield. This increase in the raffinate output leaded to with the lowering of its quality in regard to all the investigated parameters.

PL

W trakcie badań przeprowadzono próby rafinacji rozpuszczalnikowej z zastosowaniem współrozpuszczalnika w różnych stężeniach oraz proces odniesienia bez udziału współrozpuszczalnika. Do badań modelujących proces technologiczny wykorzystano stanowisko laboratoryjne umożliwiające prowadzenie procesów rafinacji rozpuszczalnikowej w sposób ciągły, symulujące proces przemysłowy stosowany na bloku olejowym w rafinerii ropy naftowej. Surowcem do badań była frakcja otrzymana podczas destylacji próżniowej ropy naftowej służąca do wytwarzania oleju bazowego. Badania nad procesem ekstrakcji rozpuszczalnikowej prowadzono przy zastosowaniu formamidu jako współrozpuszczalnika w ilości 5% (m/m) i 10% (m/m). Wykonano również proces ekstrakcji bez współudziału formamidu, służący jako proces odniesienia dla porównania wydajności uzyskanych rafinatów i jakości otrzymanych produktów procesu z zastosowaniem współrozpuszczalnika. Dla wszystkich prób rafinacji rozpuszczalnikowej zastosowano takie same parametry technologiczne. Określono podstawowe właściwości fizykochemiczne wytworzonych rafinatów. Analizując uzyskane wyniki, stwierdzono, że pomimo zastosowania tych samych parametrów technologicznych prowadzenia procesów ekstrakcji, zmieniając jedynie udział współrozpuszczalnika od 0 do 10% (m/m), otrzymano rafinaty z różną wydajnością i jakością. Najniższą wydajność odnotowano dla procesu z zastosowaniem samego furfuralu, który był procesem odniesienia dla prób z użyciem współrozpuszczalnika – w trakcie tego procesu uzyskano rafinat z wydajnością 49,7% (m/m). Najwyższą wydajność rafinatu, na poziomie 72,2% (m/m), osiągnięto dla procesu z 10-procentowym (m/m) udziałem formamidu. W procesie z udziałem współrozpuszczalnika na poziomie 5% (m/m) uzyskano rafinat z wydajnością 62,5% (m/m). Porównując otrzymane wydajności rafinatów, można stwierdzić, że dodatek współrozpuszczalnika w ilości 5% (m/m) wpłynął na zwiększenie ilości otrzymywanego rafinatu o 12,8% (m/m), a dodatek współrozpuszczalnika w ilości 10% (m/m) spowodował wzrost wydajności procesu rafinacji o 22,5% (m/m). Zwiększenie wydajności uzysku rafinatu wiązało się z obniżeniem jego jakości we wszystkich badanych parametrach.

4

Wpływ współrozpuszczalnika na zjawisko rozdziału faz w benzynie silnikowej zawierającej do 10% (V/V) bioetanolu

Pałuchowska M.

Nafta-Gaz

|

2011

|

R. 67, nr 6

428-432

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań skłonności do rozwarstwienia benzyny silnikowej zawierającej do 10% (V/V) bioetanolu, w zależności od zawartości wody i biokomponentu. Zbadano wpływ współrozpuszczalnika na temperaturę rozdziału faz i wykazano, że wprowadzenie go w skład benzyny silnikowej zawierającej 8-10% (V/V) bioetanolu znacznie tę temperaturę obniżyło . pozwalając przy zadanym poziomie zawartości wody pozostać paliwu w stanie jednorodnym.

EN

The article presents the results of investigation the tendency to phase separation of petrol containing up to 10% (V/V) bioethanol, depending on water and bioethanol contents. The effect of co-solvent on the phase separation temperature was examined. It was shown that the introduction of co-solvent in the composition of petrol containing bioethanol in an amount of 8-10% (V/V) significantly reduced the phase separation temperature, allowing the fuel to remain in a homogeneous state at a given level of water content in the fuel.