Файл: Сыркин, А. М. Соединения нефти и методы ее переработки учебное пособие для студентов нехимических специальностей.pdf

Материальный баланс пропановой деасфальтизации гудрона приведен в табл. 36.

§ 7. Депарафинизация масел

Масла из парафинистых нефтей имеют высокую температуру застывания. Для ее снижения необходимо удалить твердые уг­ леводороды, главным образом парафины.

При охлаждении масла твердые углеводороды кристаллизу­ ются, но из-за большой вязкости масла при низкой температуре отделить кристаллы парафинов затруднительно.

Поэтому депарафинизацию ведут с применением растворите­ лей. Основное назначение растворителей — снизить вязкость мас­ ла. В качестве растворителей применяют пропан, бензиновую фракцию 80—130°С, кетоны (ацетон и метилэтилкетон), дихлор­ этан и др.

Полярные растворители имеют низкую растворяющую способ­ ность, поэтому к ним прибавляют бензол и толуол.

§ 8. Основные факторы процесса депарафинизации

Сырье. Смешанные и циклические с алкильными цепями угле- -водороды образуют более мелкие кристаллы, чем парафиновые. Поэтому трудно фильтровать тяжелые масла. Чем выше ско­ рость охлаждения, тем больше кристаллических зародышей об­ разуется в растворе и тем меньшим будет размер кристаллов.

Чем больше вязкость среды, тем мельче кристаллы. Раство­ римость твердых углеводородов уменьшается с ростом их моле­ кулярного веса, повышением плотности.

Температура кристаллизации. Чем она меньше, тем больше будут удаляться парафины, тем ниже будет температура засты­ вания депарафинированного масла.

Принципиальная схема депарафинизации масел кетонами по­ казана на рис. 30. При депарафинизации дистиллятных масел получается депарафинированное масло и гач, состоящий из сме­ си твердых парафиновых углеводородов с примесью жидких мас­ ляных компонентов.

При депарафинизации остаточного масла получают депара­ финированное масло и петролатум (содержит масло и твердые циклические углеводороды).

Обезмасливание гача дает твердые парафины. Обезмаслива­ ние петролатума — церезин.

146

кристаллов парафина (фильтры); 7—регенератор растворителя из петролату­ ма; 8—регенератор растворителя из депарафинизированного масла

П о т о к и : 1—сырье; I I — водяной пар; II I —вода; IV—растворитель;

V—петролатум; VI—депарафинизированное масло

§ 9. Очистка нефтепродуктов

Методы перегонки позволяют получать из нефти фракции с определенными пределами кипения и летучестью, сообразно с целью, для которой продукт предназначается. Нефтяные дистил­ ляты, кроме желаемых компонентов, содержат, хотя и в неболь­ шом количестве, нежелательные примеси, которые отрицательновлияют на качество товарных нефтепродуктов.

Например, нафтеновые кислоты действуют на металл; смо­ листо-асфальтовые вещества способствуют образованию кокса и нагара; непредельные углеводороды делают продукты нестабиль­ ными; сернистые соединения разъедают металл и т. д. Поэтому на практике применяют различные способы очистки нефтепро­

дуктов.

Используемые для очистки нефтепродуктов методы разделя­ ются на химические и физические. К химическим методам отно­ сят те, при которых устранение вредных примесей достигается хи­ мическими реагентами, такими, например, как серная кислота,,

щелочи.

К физическим методам очистки относят те, при которых уст­ раняемые вещества не изменяют своего состава и свойств.

Очистка серной кислотой. Чаще всего для очистки нефтепро­ дуктов используют серную кислоту. Она недорогая и, если подо­ брать подходящие условия, ее можно использовать для очистки всех нефтепродуктов. Серная кислота продолжает быть необхо­ димым вспомогательным средством. Это видно из того, что неф­ тяная промышленность в настоящее время потребляет ежегод­ но более 2 млн. т серной кислоты. Сернокислотная очистка име­ ет и недостатки, в результате чего в настоящее время во многих случаях заменяется другими более целесообразными методами. Она особенно нерентабельна, когда необходимо удалять из4неф­

147

тепродуктов большое количество нежелательных примесей. В таких случаях предпочтительны экстракционные методы.

При обычных условиях сернокислотная очистка не затраги­ вает содержащиеся в нефтепродуктах парафиновые углеводоро­ ды, особенно нормальные. Поэтому эта очистка увеличивает со­ держание парафинов в продуктах, что является недостатком, так как нормальные парафины имеют низкие антидетонационные

•свойства и повышают температуру застывания смазочных масел. При обычных условиях и нафтены очень слабо взаимодейству­ ют с серной кислотой. В бензинах нафтены являются ценным ком­ понентом вследствие высоких антидетонационных свойств. Аро­ матические же углеводороды по отношению к серной кислоте яв­ ляются реакционноспособными. 93%-ная серная кислота значи­ тельную часть их растворяет. Дымящаяся (концентрированная) серная кислота сульфирует ароматические углеводороды. В бен­ зинах ароматические углеводороды являются желательными, так как имеют высокие антидетонационные свойства. Лучше все­ го реагируют с серной кислотой олефины и диолефины, которые могут взаимодействовать при обычной температуре и с 75%-ной

кислотой.

Смолисто-асфальтовые вещества, которые придают высококипящим нефтепродуктам темный цвет, легко удаляются серной кислотой. Нафтеновые кислоты и фенолы удаляются лишь ча­ стично, в то время как азотистые основания извлекаются слабы­ ми растворами кислоты.

Кислотная очистка осуществляется в металлических цилин­ дрических мешалках с коническим дном, снабженным приспособ­ лением для барботирования, обычно сжатого воздуха.

При обработке серной кислотой большая часть смолистых веществ, часть нафтеновых кислот и ароматических соединений в результате реакций окисления и полимеризации превращается в смолистоггодобное вещество — кислый гудрон, содержащий, кро­ ме того, отработанную серную кислоту. В очищенном продукте, однако, еще остается часть смол, нефтеновых кислот и аромати­ ческих углеводородов. Последние находятся в виде сульфокислот. Все эти примеси, часть которых находится в образующейся эмульсии, а другая растворена в нефтепродукте, имеют кислый характер. После отделения избытка кислоты.и кислого гудрона в зависимости от вида обработанного кислотой нефтепродукта

•отстаивают оставшийся гудрон и другие находящиеся в эмульсии вещества, после чего нефтепродукт направляют в другой аппа- рат-сместитель, где его подвергают щелочной очистке.

Щелочная очистка. В задачу щелочной очистки входит уда­ ление всех кислых соединений: нафтеновых кислот, фенола, серо­ водорода, меркаптанов, а также накопившихся в очищаемых про­ дуктах после сернокислотной очистки сульфокислот и остатков ■серной кислоты. Со всеми другими компонентами нефтепродуктов

148

щелочи не реагируют.

Нефтепродукты после сернокислотной очистки обязательно промывают водой для удаления остатков серной кислоты и кис­ лых эфиров.

При щелочной очистке чаще всего применяют водные раство­ ры едкого натра. Иногда используют водный раствор карбоната натрия и гидроксида кальция. Концентрацию растворов варьи­ руют от 3 до 20% в зависимости от продукта. С увеличением вяз­ кости обрабатываемого продукта концентрация щелочи должна быть уменьшена во избежание эмультирования масла, что при­ водит к усложнению производственного процесса. После нейтра­ лизации продукт в смесителе нагревается, отделяется щелочной слой, получаемый очищенный продукт (рафинат) промывается горячей водой до нейтральной реакции.

Часто во избежание эмульгирования масла при нейтрализа­ ции прибегают к сухому выщелачиванию известковой пушонкой, которая затем отфильтровывается. Очистка водными растворами щелочей применяется и как самостоятельный процесс и в соче­ тании с сернокислотной очисткой.

Очистка солями и поглотительными растворами. От серово­ дорода, меркаптанов и сульфидов светлые нефтепродукты очи­ щают растворами различных солей и некоторыми поглотительны­ ми растворами. Среди методов очистки бензина от сероводорода и меркаптанов широкое распространение получили фосфатный, плумбптный методы очистки, а также очистка хлорной известью. При этом, как правило, меркаптаны не удаляются, а окисляются в дисульфиды, которые не обладают коррозионными свойствами.

Адсорбционная (контактная) очистка. Адсорбцией называет­ ся процесс сгущения вещества на поверхности твердого тела (ад­ сорбента). Это явление особенно резко проявляется на твердых телах с тонкой пористой структурой. К таким телам относятся активированный уголь, силикагель, различные глины, получив­ шие название отбеливающих земель, и другие вещества.

Смолистые, кислородные, сернистые, азотистые соединения, а также непредельные углеводороды представляют собой наиболее полярные, а следовательно, и наиболее поверхностно-активные ве­ щества. Если очищаемый продукт привести в контакт с адсорбен­ том (глиной), то нежелательные компоненты, как наиболее по­ лярные, будут притягиваться из раствора адсорбентом. Активные отбеливающие глины поглощают до 12% примесей.

Адсорбционная очистка глинами широко применяется в про­

149