Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Improvement of the low-temperature properties of vegetable oils

Ptak Stefan, Krasodomski Wojciech, Antosz Artur, Żółty Magdalena

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 1

92--100

EN

The development of bio-components, as alternative components of lubricants, is increasingly important in relation to the limited resources of crude oil and the growing care of the environment. Most lubricants used now are produced with the use of hydrocarbon base oils, originating from the crude oil processing. They create a notable ecological hazard. To eliminate this hazard, there is a strong pressure on the development and introduction into use of lubricants for various biodegradable applications. The paper presents studies on the obtaining of modified vegetable oils, which are characterised by their improved lowtemperature properties, in view of their application as the base oils. Four different vegetable oils were solvent dewaxed by a mixture of methyl ethyl ketone - toluene solvents (MEK-TOL) under similar process conditions as those used during the solvent dewaxing, used for the oil dewaxing and slack waxes of petroleum origin deoiling in industrial refinery plants. It has been found that this process allows for an important improvement in the low-temperature properties of vegetable oils, and in particular for the lowering of the cloud, pour, and solidification points. The modification of vegetable oils is related to a change in the fatty acids profile. A clear increase in the content of saturated acid glycerides was observed in the precipitated deposit, as compared with the filtrate (modified vegetable oil), which confirmed the selectivity of the dewaxing process. The conducted studies have shown a possibility of the effective application of a classical dewaxing process to improve the low-temperature properties of an atypical raw material, such as vegetable materials.

2

Technologia i parametry techniczne pracy instalacji przemysłowej do produkcji plastyfikatora TDAE

Ptak Stefan

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2021

|

nr 234

1--202

PL

Ropa naftowa jest i w najbliższej przyszłości nadal będzie podstawowym naturalnym surowcem gospodarczym na świecie. Wykorzystanie produktów uzyskiwanych z ropy naftowej stanowi siłę napędową gospodarki każdego kraju. Z przerobu ropy naftowej uzyskuje się wiele produktów, półproduktów i surowców, które znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, w tym petrochemicznym. Istotną rolę w tej dziedzinie gospodarki większości krajów odgrywają plastyfikatory naftowe, stosowane jako dodatek zmiękczający w procesach wulkanizacji kauczuków, szczególnie kauczuków syntetycznych butadienowych – styrenowo (SBR), oraz jako składnik mieszanek gumowych w procesie ich wytwarzania i wulkanizacji. Kierunki rozwoju plastyfikatorów naftowych dla przemysłu gumowego determinuje wiele dokumentów i aktów prawnych oraz szereg wymagań wynikających ze specyfiki procesów wytwórczych, a także z warunków eksploatacji wyrobów gumowych, w tym szczególnie: • posiadanie wymaganego dla danego zestawienia składu chemicznego oraz charakteryzowanie się odpowiednimi właściwościami fizykochemicznymi; • wykazywanie dobrej kompatybilności ze stosowanym kauczukiem; • odznaczanie się niską lotnością w warunkach procesu produkcji kauczuków oraz w procesach wytwarzania mieszanek gumowych i ich wulkanizacji; • niewykazywanie działania toksycznego. Plastyfikatory naftowe stosowane w kompozycjach kauczukowych (SBR) nazywane są również olejami-wypełniaczami. Składają się z cząstek węglowodorów zawierających od 25 do 35 atomów węgla i dzielą się na aromatyczne, naftenowe i parafinowe w zależności od udziału węgli w strukturach aromatycznych, naftenowych i parafinowych. Istotną rolę w badaniach eksperymentalnych opisanych w niniejszej monografii odgrywają plastyfikatory wysokoaromatyczne, otrzymywane jako produkt uboczny w trakcie rafinacji rozpuszczalnikowej destylatów próżniowych z ropy naftowej w procesie wytwarzania olejów bazowych, które zyskały duże znaczenie w procesie produkcji opon samochodowych. Plastyfikatory wysokoaromatyczne DAE charakteryzują się najwyższą zawartością węglowodorów aromatycznych i związaną z tym wysoką zawartością wielopierścieniowych związków aromatycznych oraz benzo[a]pirenu. Wprowadzenie przez ustawodawstwo Unii Europejskiej Dyrektywy 76/769/ EEC, a następnie Rozporządzenia 1907/2006 miało na celu zmniejszenie zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w oponach, co doprowadziło do wytwarzania przez przemysł naftowy plastyfikatorów naftowych o niskiej zawartości WWA z wykorzystaniem różnych procesów produkcyjnych, aby zaspokoić potrzeby globalnego przemysłu oponiarskiego. Po roku 2010 rynek światowy plastyfikatorów naftowych ze względu na ich mutagenne i rakotwórcze działanie eliminuje ze stosowania plastyfikator DAE. Stworzony system REACH w Unii Europejskiej uchwalony przez Parlament Europejski i Radę w dniu 18 grudnia 2006 roku Rozporządzenia numer 1907/2006 w sprawie rejestracji, oceny, udzielenia zezwoleń i stosownych ograniczeń w zakresie chemikaliów, wprowadzając zapisy 27 poprawki do Dyrektywy 76/769/EEC wprowadza zakaz stosowania ekstraktów wysokoaromatycznych o przekroczonym limicie zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych od dnia 1 stycznia 2010 roku. W części eksperymentalnej zamieszczono wyniki badań nad opracowaniem i wdrożeniem na skalę przemysłową technologii produkcji plastyfikatora TDAE spełniającego wymagania w zakresie rakotwórczości i mutagenności. Istotnym etapem przeprowadzonych badań eksperymentalnych były technologiczne próby przemysłowe dotyczące badań plastyfikatora TDAE wykonane na instalacji Furfurol w Zakładzie Produkcyjnym Spółki ORLEN OIL Sp. z.o.o. w Płocku. Wiodącą rolę w uzasadnieniu celu i tez pracy odgrywają badania selektywnej rafinacji rozpuszczalnikowej ciężkich ekstraktów pod kątem wytworzenia plastyfikatora aromatycznego TDAE spełniającego wymagania Rozporządzenia 1907/2006 UE. W wyniku przeprowadzonych prac technologiczno-badawczych pojawiła się możliwość wprowadzenia do cyklu produkcyjnego, obok olejów bazowych, plastyfikatora TDAE o nazwie handlowej Elasticol, wytwarzanego na bloku olejowym PKN ORLEN S.A. Również ważnym, kluczowym elementem wykonanych badań eksperymentalnych było zastosowanie procesu odparafinowania rozpuszczalnikowego dla pozyskania różnych plastyfikatorów TDAE. Proces odparafinowania rozpuszczalnikowego z użyciem różnych rozpuszczalników pozwolił na opracowanie technologii produkcji zmodyfikowanego plastyfikatora TDAE spełniającego wymagania jakościowe i wymagania Rozporządzenia 1907/2006 UE z możliwością poprawy właściwości niskotemperaturowych. Autor dokonał rejestracji technologii w Urzędzie Patentowym pod wspólnym tytułem: Sposób wytworzenia zmodyfikowanego plastyfikatora naftowego TDAE przeznaczonego do produkcji kauczuku i gumy, szczególnie opon samochodowych. Z uwagi na szeroki zakres wiedzy interdyscyplinarnej dotyczącej obszernego zakresu pracy sformułowane wnioski pogrupowano na: ogólne, szczegółowe, metodologiczne i perspektywiczne.

EN

Crude oil is and will continue to be in the near future the basic natural economic resource in the world. The use of products derived from crude oil is the driving force of the economy in every country. Many products, semi-finished products, and raw materials are obtained from the processing of crude oil and used in many industries, including the petrochemical industry. Petroleum plasticisers play an important role in this area of the country’s economy as a softening additive in the vulcanisation of rubbers, especially synthetic styrene-butadiene rubber (SBR), and as a component of rubber compounds in their production and vulcanisation. The development of petroleum plasticisers for the rubber industry is determined by many documents and laws, as well as a number of requirements resulting from the nature of the production and operating conditions of rubber products. In particular, they must: • have the chemical composition required for a given combination and have appropriate physicochemical properties, • exhibit compatibility with the selected rubber, • demonstrate low volatility during the processes of rubber production, rubber compound production, and vulcanisation, and • not show any toxic effects. Petroleum plasticisers used in rubber compositions (SBR) are also called filler oils, which consist of hydrocarbon particles containing from 25 to 35 carbon atoms and are divided into aromatic, naphthenic, and paraffinic types depending on the proportion of carbons in the structures the aromatic, naphthenic and paraffin. An important role in the experimental research of this dissertation is played by highly aromatic plasticisers, a by-product of refining solvents of vacuum distillates from crude oil in the production of base oils, which have gained a lot of significance in the production of car tyres. DAE highly aromatic plasticisers have the highest content of aromatic hydrocarbons and the associated high content of polycyclic aromatic compounds and benzo[a]pyrene. The European Union’s introduction of EU Directive 76/769/EEC and Regulation 1907/2006 was aimed at reducing the content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in tyres, which led to the oil industry’s production of petroleum plastics with low PAH content using various production processes to meet the needs of the global tyre industry. After DAE plasticisers were banned due to their mutagenic and carcinogenic activity, the global plasticisers market in 2010 created the REACH system in the European Union. Caused the adoption by the European Parliament and the Council on December 18, 2006, Regulation No. 1907/2006 in on registration, evaluation, authorization and related restrictions on chemicals, introducing provision 27 to Directive 76/769/EEC of the amendment to prohibit the use of highly aromatic extracts exceeding the limit for polycyclic aromatic hydrocarbon content. The experimental part contains the results of research on the development and industrial-scale implementation of TDAE plasticiser production technology that meets the requirements for carcinogenicity and mutagenicity. An important stage of experimental research is the technological industrial trials concerning the TDAE plasticiser tests carried out on the Furfurol installation in the production plant of ORLEN OIL Sp. z.o.o. in Płock, Poland. The main justification of the purpose and theses of the work are the investigations of selective solvent refining of heavy extracts in terms of the production of TDAE aromatic plasticisers meeting the requirements of EU Regulation 1907/2006. As a result of the work, it is possible to introduce into the production cycle, in addition to the base oils, a TDAE plasticiser with the trade name Elasticol, on the oil block of PKN ORLEN S.A. Another important element of the experimental research is the use of a solvent dewaxing process to obtain various TDAE plasticisers. The process of solvent dewaxing with various solvents allowed for the development of production technology of a modified TDAE plasticiser that meets the quality requirements of EU Regulation 1907/2006 with the potential for improving its low-temperature properties. In addition, the author has registered this technology in the Patent Office under the common title, Manufacture of a modified TDAE plasticiser intended for the production of caoutchouc and rubber, especially car tyres. Due to the broad knowledge of the interdisciplinary, extensive scope of the work, its conclusions were grouped into general, detailed, methodological, and perspective.

3

Wytwarzanie zmodyfikowanego aromatycznego plastyfikatora naftowego TDAE

Ptak S., Antosz A., Jakóbiec J.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 1

49--60

PL

Plastyfikatory naftowe można zaliczyć do specyfików naftowych, które znalazły zastosowanie jako jeden ze składników wyrobów kauczukowych i gumowych. Plastyfikatory naftowe i inne produkty naftowe zawierające wielopierścieniowe związki aromatyczne WZA wykazują działanie rakotwórcze i mutagenne. Szczególnie niebezpieczne dla organizmów żywych są wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne WWA o potwierdzonym działaniu rakotwórczym i mutagennym. Klasyfikacja plastyfikatorów naftowych, oparta głównie na metodach ich wytwarzania, wyróżnia następujące typy plastyfikatorów: DAE, TDAE, MES, RAE, NAP. Od stycznia 2010 roku na mocy rozporządzenia UE 1907/2007, zwanego powszechnie REACH, wprowadzono zakaz stosowania plastyfikatorów wysokoaromatycznych, co postawiło przed przemysłem naftowym i oponiarskim wyzwanie zastąpienia plastyfikatorów wysokoaromatycznych DAE innymi olejami procesowymi. Plastyfikatory TDAE, spełniające aktualne wymagania w zakresie rakotwórczości, okazują się najlepszą alternatywą dla plastyfikatorów wysokoaromatycznych DAE. Plastyfikatory TDAE są wytwarzane przez wielu producentów produktów naftowych i charakteryzują się dodatnią temperaturą płynięcia. Przedstawiono rodzaje metod technologicznych wytwarzania plastyfikatora TDAE na podstawie rozwiązań patentowych. Opisane zostały również charakterystyki metod procesu odparafinowania rozpuszczalnikowego, jaki jest powszechnie stosowany przy produkcji olejów bazowych mineralnych, głównie grupy I według API, i procesu odolejania gaczów. W badaniach przeprowadzono proces odparafinowania rozpuszczalnikowego klasycznych plastyfikatorów TDAE w celu sprawdzenia możliwości poprawy składu chemicznego w kierunku zwiększenia zawartości atomów węgla w strukturach aromatycznych oraz poprawienia właściwości reologicznych i niskotemperaturowych.

EN

Petroleum plasticizers can be classified as petroleum products that have been used as one of the components of rubber and rubber products. Petroleum plasticizers and other petroleum products containing polycyclic aromatic hydrocarbons WZA, has carcinogenic and mutagenic effects. Particularly dangerous for living organisms are polycyclic aromatic hydrocarbons of PAHs, with proven carcinogenic and mutagenic effects. The classification of plasticizers is based mainly, on the methods of their production. The following types of plasticizers are distinguished: DAE, TDAE, MES, RAE, NAP. Since January 2010, a ban on the use of high-grade plasticizers has been disallowed, which has led to challenges for the oil and tire industry to replace DAE high-performance plasticizers with other process oils. TDAE plasticizers, meeting the current requirements for carcinogenicity, are the best alternative to the highly plasticized DAE plasticizer. TDAE plasticizers are manufactured by many oil product manufacturers and have a positive melt temperature. The types of technological methods of TDAE plasticizer production based on patent solutions are presented. The characteristics of the solvent dewaxing methods that are commonly used in the production of mineral base oils, mainly Group I according to API and the dewaxing process, are also described. The solvent dewaxing of classical TDAE plasticizers was carried out to test the possibility of improving the structural composition of the TDAE plasticizer towards increasing the carbon content of the aromatic structures and improving the rheological and low temperature properties.

4

Plastyfikatory naftowe dla przemysłu gumowego – odparafinowanie plastyfikatora TDAE

Ptak S.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 9

675--684

PL

Plastyfikatory naftowe dzielą się na aromatyczne, naftenowe i parafinowe w zależności od udziału węgli w strukturach aromatycznych, naftenowych i parafinowych. Klasyfikacja plastyfikatorów naftowych oparta na metodach ich wytwarzania wyróżnia następujące typy: DAE, TDAE, MES, RAE, NAP. Plastyfikatory stanowią bardzo istotny składnik wyrobów gumowych i w zasadniczy sposób wpływają na ich właściwości eksploatacyjne. Organizacja COCAWE wydała w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku szereg publikacji na temat kancerogenności produktów naftowych. Z badań tych wynika, że wysokoaromatyczne oleje naftowe, stosowane jako plastyfikatory do produkcji kauczuków i gum, uznawane są za produkty zawierające związki rakotwórcze. Związane jest to z występowaniem w ich składzie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Plastyfikatory TDAE, spełniające aktualne wymagania w zakresie rakotwórczości, okazują się najlepszą alternatywą dla plastyfikatora wysokoaromatycznego DAE. Do produkcji plastyfikatorów TDAE stosowane są różne metody technologiczne. Jednym z podstawowych sposobów wytwarzania plastyfikatora aromatycznego TDAE jest proces powtórnej ekstrakcji furfurolem ciężkich ekstraktów z rafinacji selektywnej rozpuszczalnikiem w blokach olejowych w rafinerii. Próby produkcyjne rafinacji ciężkich ekstraktów w warunkach przemysłowych obniżają znacząco ilość atomów węgla w strukturach aromatycznych rafinatów, często poniżej wymaganych 25%. W badaniach przeprowadzono proces odparafinowania rozpuszczalnikowego rafinatów TDAE w celu sprawdzenia możliwości poprawienia składu strukturalnego plastyfikatora TDAE, w kierunku zwiększenia zawartości atomów węgla w strukturach aromatycznych.

EN

Petroleum plasticizers are divided into aromatic, naphthenic and paraffinic, depending on the carbon content of the aromatic, naphthenic and paraffinic structures. The classification of plasticizers based on their production methods is distinguished by the following types of plasticizers: DAE, TDAE, MES, RAE, NAP. Plasticizers are a very important component of rubber products and have a major impact on their quality. The COCAWE organization published a number of publications on the carcinogenicity of petroleum products in the 1990s. This study shows that high-grade petroleum oils, used as plasticizers in the manufacture of rubbers and rubbers, are considered to be carcinogenic. This is due to the presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in their composition. TDAE plasticizers meeting current carcinogenic requirements are proving to be the best alternative to the highly sensitive DAE plasticizer. Various technological methods are used for the production of TDAE plasticizers. One of the basic ways to produce TDAE aromatic plasticizers is the re-extraction of furfurol heavy solvent selective extraction in oil blocks at the refinery. Production trials of refining heavy extracts under industrial conditions significantly reduce the number of carbon atoms in aromatic raffinates, often below the required 25%. TDAE solvent dewaxing was performed to test the possibility of improving the structural composition of the TDAE plasticizer to increase the carbon content of the aromatic structures.