Главная -> Словарь

Адсорбционного выделения

Процесс адсорбционного разделения состоит из двух стадий: адсорбции подлежащего выделению газообразного или жидкого компонента и последующего его вытеснения или десорбции.

Адсорберы с движущимся слоем адсорбента также применяются для адсорбционного разделения газов и жидкостей. В отличие от адсорберов со стационарным слоем адсорбента здесь процесс адсорбции и десорбции ведется непрерывно, а аппарат состоит из двух частей — адсорбера и досорбера, причем эти аппараты нередко совмещаются в общем корпусе.

К числу их относятся процессы, в которых используются явления адсорбционного разделения и химического взаимодействия кислот и щелочей с компонентами масляного сырья .

исследуемых продуктов твердых углеводородов проводили последовательным применением процессов адсорбционного разделения силикагелем, депарафинизации в смеси ацетона, бензола и толуола, обработки карбамидом, разделения активированным углем. Краткие результаты указанных исследований помещены в табл. 9.

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.

Потенциальное содержание углеводородов, которые могут быть использованы для получения дистиллятных и остаточных масел, определяют по ГОСТ 11244—65 с помощью метода адсорбционного разделения на лабораторной колонке дистиллятов и остатков, используя при этом процессы депарафинизации и деасфальтизации.

Метод адсорбционного разделения масляных фракций основан на различной поглотительной способности адсорбента по отношению к веществам различного химического состава. В качестве адсорбента применяют силикагель марки АС, в качестве растворителя — нефтяную фракцию, выкипающую в пределе температур 60—80° С. Нефтепродукт, разбавленный растворителем, заливают в бюретку, заполненную адсорбентом, затем последовательно подают алкилат *, бензол, спирто-бензольную смесь, вытесняющую постепенно наиболее слабо адсорбированные углеводороды.

Адсорбционную колонну для разделения нефтяных углеводородов впервые применил Дэй . Он пропускал нефть снизу вверх через колонну с фуллеровой землей и показал, что непредельные и ароматические углеводороды оставались преимущественно в нижней части этой колонны. Методика Дэя была улучшена Джилпином и Крэмом , которые пропускали нефть через колонну длиной 1,52 м, заполненную фуллеровой землей. В 1906 г. М. С. Цвет предложил называть метод, в котором для разделения веществ используется адсорбционная колонна, хроматогра-фическим анализом, так как первоначально этот метод использовался для разделения окрашенных пигментов. В более поздних работах термин «хроматографический 'анализ» или «хроматография» стал применяться для обозначения методов адсорбционного разделения как бесцветных, так я окрашенных соединений. В США интерес к использованию адсорбции на силикагеле для разделения и анализа нефтяных фракций усилился главным образом в результате работы Майра и сотрудников 129, 30, 32))) по

самым важным промышленным применением адсорбционной очистки. Однако теперь обычно считают, что удалять значительную часть нежелательных компонентов более экономично при помощи новейших процессов разделения растворителями . Адсорбционная очистка остается главным образом для завершения обработки уже частично очищенных продуктов, как парафин, петролатумы и смазочные масла. Адсорбция отбеливающей глиной применяется уже около 30 лет для стабилизации бензиновых дистиллятов путем удаления смолообразующих веществ, таких как диоле-фины, которые образуются после процессов термического крекинга. За последние несколько лет были предложены новые методы адсорбционной очистки, которые предусматривают не только удаление сравнительно небольших количеств нежелательных ингредиентов из широких нефтяных фракций, но и действительное разделение некоторых нефтяных фракций на углеводородные классы, например, на парафины плюс циклопарафины, нафтены и ароматические или на парафины плюс циклопарафины и ароматические . Другое современное применение адсорбционной очистки предназначено для выделения природных или крекинговых углеводородных газов и их разделения в некоторых случаях на индивидуальные компоненты . В этом случае применяется адсорбция на угле из паровой фазы, которая осуществляется непрерывным процессом. Можно также отметить, что процессы адсорбционного разделения находят обширное использование в лабораторном масштабе для анализа нефтепродуктов .

Фракция 320—460 °С после депара-финизаиии и неглубокого адсорбционного разделения

Дистиллятные базовые масла, полученные в результате адсорбционного разделения депарафинированных фракций на силикагеле, имеют индекс вязкости 84—102 и 70—98 . Остаточные базовые масла характеризуются индексом вязкости 77—98.

Основные направления развития производства жидких парафинов: широкое внедрение процессов адсорбционного выделения парафинов из дизельных фракций, разработка новых методов очистки, жидких парафинов от ароматических углеводородов, внедрение новых видов оборудования при карбамидной депарафинизации.

При осуществлении процесса изомеризации с системой адсорбционного выделения н-парафинов на молекулярных ситах — система ТИП — октановые числа продукта повышаются до уровня 90,7 в чистом виде. Система ТИП, объединяющая процессы хайзомер и изосив, разработанная фирмой Union Carbide, может осуществляться по двум вариантам с получением максимального выхода и максимального октанового числа .

Различают периодические и непрерывные процессы выделения газового бензина с помощью адсорбентов. Наибольшее распространение получил периодический процесс как более простой. Периодический процесс адсорбционного выделения газового бензина состоит из четырех этапов: 1) адсорбция углеводородов на поверхности активированного.угля; 2) десорбция, т. е. удаление адсорбированных углеводородов с поверхности адсорбента с помощью острого водяного пара; 3) сушка угля горячим газом и 4) охлаждение адсорбента холодным газом.

Адсорбционный метод выделения n-ксилола основан на различном взаимодействии изомеров ароматических углеводородов С8 с адсорбентом. В промышленности n-ксилол выделяют на установках непрерывной адсорбции с использованием стационарного слоя адсорбента. Процесс осуществляется при 150—180 °С, давлении около 1 МПа. В качестве адсорбента применяются КВа-формы цеолитов типа X, Y, в качестве десорбента — толуол или диэтилбензолы. В процессах адсорбционного выделения отбор n-ксилола может достигать 85— 95% от потенциального содержания в сырье.

зации, процессы адсорбционного выделения начали развиваться в последние годы. Одним из наиболее распространенных процессов низкотемпературной кристаллизации n-ксилола является процесс, разработанный американскими фирмами Sinkler Oil, American Oil и Atlantic Richfield . Отличительная особенность процесса — промывка кристаллов n-ксилола толуолом, что позволяет получать n-ксилол с чистотой более 99%. Эксплуатируется восемь установок с общей проектной мощностью по продукту 375 тыс. т/год. Отличительной особенностью процесса, разработанного фирмой Maruzen Oil , является охлаждение сырья прямым контактом с жидким этиленом. В эксплуатации находится три установки кристаллизации общей мощностью 105 тыс. т/год.

Процесс адсорбционного выделения ^-ксилола разработан фирмой UOP . Первая установка парекс для выделения 78 тыс. т n-ксилола в год введена в эксплуатацию в 1971 г. Б Весселинге . В 1971 г. в Кавасаки~~~" внедрен в промышленность процесс адсорбционного выделения п-ксилол а аромакс, разработанный фирмой Toray Industries . Первоначальная мощность установки — 110 тыс. т/год. В 1973 г. мощность установки была увеличена до 200 тыс. т/год.

Расходные показатели. В табл. 2.65 приведены расходные показатели производства «-ксилола на установках низкотемпературной кристаллизации и адсорбционного выделения по способу парекс.

Основные направления развития производства жидких парафинов: широкое внедрение процессов адсорбционного выделения парафинов из дизельных фракций, разработка новых методов очистки жидких парафинов от ароматических углеводородов, внедрение новых видов оборудования при карбамидной депарафинизации.

Эффективность работы установок по производству л- и о-ксилола существенно зависит от отбора л- и о-ксилола из продуктов изомеризации. Так, при использовании разработанного в последние годы процесса адсорбционного выделения индивидуального л-ксилола с глубиной отбора не менее 90%, мощность установки изомеризации по сырью может быть снижена в 1,3—1,4 раза по сравнению с вариантом использования низкотемпературной кристаллизации, дающей глубину отбора индивидуального л-ксилола обычно не более 60%. Увеличение отбора целевых продуктов приводит также к уменьшению выхода побочных продуктов в расчете на исходное сырье.

Таким образом, наиболее широкое развитие получили процессы низкотемпературной кристаллизации тг-ксилола. Процессы адсорбционного выделения начали развиваться в последние годы; их преимущество перед процессами кристаллизации — больший отбор тг-ксилола от его содержания в сырье. Влияние этого фактора на экономические показатели установок изомеризации ксилолов, которые-входят в комплекс с установками выделения тг-ксилола, рассмотрено в гл. 4. Предварительные расчеты показывают, что при мощности установок выделения тг-ксилола более 150 тыс. т/год адсорбционное выделение по капитальным вложениям и по эксплуатационным затратам будет иметь большие преимущества, чем кристаллизация. Установки низкотемпературной кристаллизации при небольшой мощности по тг-ксилолу, по-видимому, будут конкурентоспособными с установками адсорбционного выделения.

При расчете материального баланса отношения выходов п- и о-ксилола были приняты равными 1 : 1. В процессе адсорбционного выделения парекс отбор n-ксилола принят равным 84,5%, а отбор о-ксилола при ректификации — 88,5% от их потенциального содержания в потоках, поступающих на выделение. В связи с высокими отборами целевых продуктов на стадии выделения снижается нагрузка на установку изомеризации. Количество побочных продуктов реакции уменьшается. Высокая селективность процесса изомеризации и малые циркулирующие потоки позволили осуществить процесс с высоким выходом целевых продуктов — 92,6 вес. % в расчете на исходное сырье.