Главная -> Словарь

Адсорбционной депарафинизации

Непрерывные процессы. Разделение посредством адсорбции с неподвижным адсорбентом имеет специфические недостатки. В частности, в течение цикла изменяется состав получаемого продукта, что приводит к необходимости надлежащего отбора фракций и их разделения. Возникают также трудности в привязке циклического процесса адсорбции с неподвижным адсорбентом к непрерывным процессам, например к перегонке. Более того, полностью непрерывные процессы с противотоком обладают преимуществами в том отношении, что они допускают большие выходы и более высокую чистоту продукта, применение орошения, меньшие затраты адсорбента и постепенное обновление адсорбента с целью поддержания постоянной адсорбционной активности.

Подобно тому как кислотное активирование глин резко снижает их адсорбционную способность и в то же время увеличивает каталитическую активность, тепловая обработка глин в процессе каталитического крекинга и регенерации уменьшает адсорбционную способность, не уменьшая каталитической активности, поскольку один и тот же образец глины в ряде последовательных циклов каталитического крекинга, чередующихся с циклами регенерации, дает примерно одинаковый выход бензина для каждого цикла. Определение адсорбционной активности с учетом тепловой обработки глин в процессе крекипга и регенерации также не позволяет установить связи между адсорбционной способностью и каталитическими свойствами. Например, карачухурская глина с нулевой адсорбционной способностью повышает выход бензина по сравнению с сураханской глиной в полтора раза, хотя сураханская глина обладает некоторой адсорбционной способностью. Зачатьевский каолин, по адсорбционной способности равный сураханской глине, дает более чем в два раза больше бензина и т. д.

Определение адсорбционной активности силикагеля . , . 108

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АДСОРБЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ СИЛИКАГЕЛЯ

I! колонку вносят 10 г исследуемого сухого силикагеля, ут-рамбовывапт его и охлаждают, как указано в опыте на стр. 164. После этого осторожно по стенкам наливают в колонку при помощи воровки с длинной ножкой 20 мл приготовленной 10%-ной смеси бензола в гептане. Выполняя все условия определения, описанные на страницз 164, ведут опыт до начала выделения промежуточной фракции, т. е. до момента появления в приемнике видимых в проходящем свете характерных диффузионных струек *. Объем гептана, собранный к этому моменту в приемнике, суммируют с его объемами, израсходованными в процессе опыта на определения показателя преломления. Суммарный объем гептана дает величину ,п, которую подставляют в формулу , применяемую для расчета адсорбционной активности силикагеля. Заш;сь хода опыта определения адсорбционной активности производят по форме, показанной на стр. 168.

Для оценки адсорбционной активности силикагеля марки АСК, употребляемого при разделении керосино-газойлевых фракций,

Кривые для «суммарных» смол, выделенных из остаточного рафината, имеют больший тангенс угла наклона, чем для «суммарных» смол из депарафинированного масла и петролатума. Следовательно, при наличии в растворе полярных молекул ПАВ следует учитывать увеличение адсорбционной активности вследствие дополнительных электростатических сил взаимодействия ПАВ между собой и с поверхностью кристалла . При охлаждении такой системы с момента образования зародышей твердой фазы начинается процесс адсорбции смол и присадки на поверхности кристаллов. Наиболее вероятен в данном случае усложненный механизм построения адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ на неоднородной поверхности твердой фазы. Насыщенный адсорбционный слой ПАВ для неоднородной в энергетическом отношении поверхности кристаллов, какой следует считать большинство реально существующих поверхностей твердых сорбентов в природе, может быть различной толщины на разных участках поверхности. При добавлении малых количеств присадки происходит адсорбция их молекул на наиболее активных участках гидрофобной поверхности кристаллов твердых углеводородов, при этом дифильные молекулы ПАВ ориентируются полярной частью в раствор, а углеводородным радикалом — на поверхности частиц твердых углеводородов. Это приводит к совместной кристаллизации молекул присадки и твердых углеводородов, которая способствует образованию крупных агрегированных структур, что, в свою очередь, увеличивает скорость фильтрования суспензии остаточного рафината. С увеличением содержания ПАВ в растворе одновременно с адсорбцией молекул на менее активных участках поверхности кристаллов происходит образование второго слоя молекул с обратной их ориентацией, т. е. полярной частью на поверхность твердой фазы. При этом присадка и смолы адсорбируются по всей поверхности кристаллов, не внося существенных изменений в их форму, но препятствуя росту кристаллов, а это снижает скорость фильтрования суспензии.

Кривые для «суммарных» смол, выделенных из остаточного рафината, имеют больший тангенс угла наклона, чем для «суммарных» смол из депарафинированного масла и петролатума. Следовательно, при наличии в растворе полярных молекул ПАВ следует учитывать увеличение адсорбционной активности вследствие дополнительных электростатических сил взаимодействия ПАВ между собой и с поверхностью кристалла . При охлаждении такой системы с момента образования зародышей твердой фазы начинается процесс адсорбции смол и присадки на поверхности кристаллов. Наиболее вероятен в данном случае усложненный механизм построения адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ на неоднородной поверхжь сти твердой фазы. Насыщенный адсорбционный слой ПАВ для неоднородной в энергетическом отношении поверхности кристаллов, какой следует считать большинство реально существующих поверхностей твердых сорбентов в природе, может быть различной толщины на разных участках поверхности. При добавлении малых количеств присадки происходит адсорбция их молекул на наиболее активных участках гидрофобной поверхности кристаллов твердых углеводородов, при этом дифильные молекулы ПАВ ориентируются полярной частью в раствор, а углеводородным радикалом — на поверхности частиц твердых углеводородов. Это приводит к совместной кристаллизации молекул присадки и твердых углеводородов, которая способствует образованию крупных агрегированных структур, что, в свою очередь, увеличивает скорость фильтрования суспензии остаточного рафината. С увеличением содержания ПАВ в растворе одновременно с адсорбцией молекул на менее активных участках поверхности кристаллов происходит образование второго слоя молекул с обратной их ориентацией, т. е. полярной частью на поверхность твердой фазы. При этом присадка и смолы адсорбируются по всей поверхности кристаллов, не внося существенных изменений в их форму, но препятствуя росту кристаллов, а это снижает скорость фильтрования суспензии.

Конкуренция двух факторов, увеличивающего и снижающего скорость кристаллизации, определяет низкотемпературные свойства смеси, которая по данному критерию уступает только первому из рассмотренных образцов.

шение бронирующей оболочки, образованной эмульгатором, или кинетическая стадия процесса. Механизм транспортной стадии для «нефтерастворимых» деэмульгаторов не вызывает сомнения. Он диффузионный. Чтобы судить о механизме транспортной стадии для «водорастворимых» деэмульгаторов, следует более подробно рассмотреть сущность этих названий. Как известно 178—80))), действие деэмульгаторов основано на большой адсорбционной активности. Поэтому, если деэмульгатор будет растворяться в нефти или в воде, то это должно снизить его эффективность. Хорошо известно также 178))), что «водорастворимые» деэмульгаторы чаще всего не полностью растворяются в воде, а образуют взвесь. Даже в том случае, когда из водорастворимого деэмульгатора при комнатной температуре можно приготовить прозрачный водный раствор, он обычно мутнеет при повышении температуры, т. е. деэмульгатор становится нерастворимым. Поэтому для деэмульгатора понятия «водорастворимый» и «нефтерастворимый» достаточно условны. Все деэмульгаторы рекомендуется вводить, по возможности, в чистом виде, или в виде высококонцентрированного раствора в каком-либо органическом растворителе. Довольно часто растворителем служит метанол.

Для поддержания постоянной высокой адсорбционной активности угля часть его непрерывно выводят из бункера в зону реактивации, представленную подогревателем 15. Процесс реактивации заключается в подогреве угля, движущегося по трубкам, до более высокой температуры, чем в десорбционпой зоне Д, для удаления из него нежелательных компонентов, уцелевших после десорбции. Температура наверху колонны 50 — ббэ С, внизу, в зоне отпар-ки, — около 260° С. На транспорт угольного адсорбента расходуется сухой газ — примерно 1 кг на 3 — 6 AV угля.

Процессы экстракционной и адсорбционной депарафинизации были разработаны и подготовлены к промышленному применению лишь в самое последнее время и распространения еще не получили.

Результаты адсорбционной депарафинизации различных масляных нефтяных продуктов активированным углем

При рассмотрении адсорбционного действия углей нужно иметь в виду, что, кроме рассмотренных выше активных поверхностей неполярного характера, имеются также и активные центры, которые работают по принципу полярных адсорбентов. Но эти центры составляют, по М. М. Дубинину, всего 2% от общей активной поверхности угля, и поэтому их действие оказывается обычно незаметным . Но при очень высокой кратности обработки нефтяного продукта углем деятельность этих центров может стать существенной и сказаться на результатах адсорбционного разделения. Для активированных же углей, имеющих высокое содержание активных минеральных компонентов, например для костяных углей, полярная адсорбционная активность может стать преобладающей и подавить их депарафинирующее действие. Поэтому костяные и другие активированные угли для целей адсорбционной депарафинизации не подходят. Из активированных углей, вырабатываемых в настоящее время промышленностью, для адсорбционной депарафинизации можно применять угли марок БАУ, К АД, АГ-2, АР-3 и др. Из этих марок наиболее подходящим для процесса адсорбционной депарафинизации является уголь марки АР-3.

Процесс адсорбционной депарафинизации нефтяных масел активированными углями успешно протекает при комнатной температуре и охлаждения не требует. При обработке легкокипящих продуктов охлаждение может сказаться положительно на показателях процесса. Нагревание же сказывается на адсорбционной депарафинизации отрицательно. Но десорбцию удержанных углем застывающих компонентов целесообразно проводить при повышенных температурах порядка 80—150°.

Технологически процесс адсорбционной депарафинизации осуществляется по следующему принципу. Исходный продукт растворяют в легкокипящем углеводородном разбавителе, не содержащем ароматических углеводородов. Раствор пропускают через активированный уголь, и он освобождается от застывающих компонентов. Когда уголь отработается, отмывают механически удержанные им низкозастывающие компоненты тем же растворителем, который был применен для разбавления исходного сырья. Затем этот растворитель удаляют из угля пропаркой водяным па-

ром. Десорбцию застывающих компонентов из угля проводят обработкой горячим бензолом. Оставшийся на угле бензол удаляют также пропаркой водяным паром. Затем уголь просушивают током горячего воздуха, после чего он становится пригодным для повторного использования. Присутствие в угле до 5—7% влаги не препятствует адсорбционной депарафинизации, хотя и нежелательно, поскольку это увлажняет депарафинированный продукт.

При переработке полностью обессмоленных продуктов описанный выше способ регенерации угля позволяет практически полностью восстанавливать его активность. На одной и той же порции угля АР-3 проведено более 70 циклов адсорбционной депарафинизации и регенерации, после чего уголь сохранил активность на уровне, приемлемом для дальнейшего его использования 167))). Но при переработке недостаточно высокоочищенных продуктов активированный уголь теряет значительную долю активности уже через несколько циклов.

Достоинства процесса адсорбционной депарафинизации: воз-можнбстьПйолучёнйя низкозастывающих масел, в том числе и высоковязких с предельно низкими температурами застывания, какие только допускает вязкостное застывание низкозастывающего компонента, простота и дешевизна аппаратурного оформления. Недостаток процесса на данной__^тадии его разработки — необходимость глубокой предварительной очистки сырья для освобождения его от смолистыхТГёщёств, необратимо удёрншваёмых угаём^ПВслёдствйе "указанных выше положительных и отрицатёль-ньТх~~сторон процессы депарафинизации активированным углем на современном этапе их развития можно эффективно применять при производстве высокоочищенных низкозастывающих масел, особенно при, относительно небольшом объеме их производства.

Принцип процесса. Процесс адсорбционной депарафинизации основан на способности некоторых адсорбентов, в основном активированных углей, при обработке ими масляного сырья или его растворов в легких углеводородных растворителях-разбавителях

Область применения. Процесс адсорбционной депарафинизации применим для переработки высокоочищенного масляного сырья, не содержащего необратимо удерживаемых активированным углем смолистых веществ и предварительно освобожденного другими способами депарафинизации от основной массы застывающих компонентов. При адсорбционной депарафинизации осуществляют глубокое освобождение обрабатываемого продукта от застывающих кристаллизирующихся компонентов и получают низкозастывающее масло с предельно низкой температурой вязкостного застывания.

При переработке недостаточно высокоочищенного сырья из него также удается выделить низкозастывающие компоненты, применяя процесс адсорбционной депарафинизации. Но в этом случае активированный уголь быстро теряет при регенерациях активность и становится непригодным для дальнейшего использования, что делает процесс неэффективным. Если будет найден активный десорбирующий растворитель, способный освобождать отработанный активированный уголь от смолистых веществ, то процесс адсорбционной депарафинизации можно будет применить также и для продуктов невысокой степени очистки.