Главная -> Словарь

Агрегативной устойчивости

Поскольку сырье представляет собой тяжелый остаток, богатый смолами и асфальтенами , имеется большая опасность, что при такой высокой температуре оно закоксуется в змеевиках самой печи. Поэтому для обеспечения нормальной работы реакционной печи процесс коксования должен быть 'задержан" до тех пор, пока сырье, нагревшись до требуемой температуры, не поступит в коксовые камеры. Это достигается благодаря обеспечению небольшой длительности нагрева сырья в печи , высокой скорости движения по трубам печи, специальной ее конструкции, подачи турбулизатора и т.д. Опасность закоксовыва — ния реакционной аппаратуры, кроме того, зависит и от исходного сырья, прежде всего от его агрегативной Так, тяжелое сырье, богатое асфальтенами, но с низким нием полициклических ароматических углеводородов, характери — низкой агрегативной устойчивостью, и оно быстро рассла — в змеевиках печи, что является причиной коксоотложения и прогара труб. Для повышения агрегативной устойчивости сырья на

вания группового состава остатков атмосферной перегонки некоторых сернистых и высокосернистых нефтей. Эти данные показывают, что, обладая значительно более низкими показателями вязкости, мазуты имеют более низкие показатели дисперсности, чем вакуумные остатки. Абсолютные значения Ка для мазутов находятся в пределах 1,7-^2,8, а для гудронов 3,2т 6,4 . Это связано с тем, что в мазутах значительно выше концентрация алканов и циклоалканов и, следовательно, они обладают меньшей агрегативной устойчивостью, чем гудроны. Можно ожидать, что при каталитическом гидрооблагораживании мазутов с высоким содержанием асфальтенов, вероятность выпадения дисперсной фазы на поверхность гранул катализатора больше, чем при переработке гудронов, особенно во входных зонах слоя катализатора.

Следует остановиться еще на одной, весьма важной особенности каталитического гидрооблагораживания остатков — это агрегативная устойчивость сырья. Как уже отмечалось в гл. 1, при переработке сырья, характеризующегося низкой агрегативной устойчивостью, возможно выпадение дисперсной фазы в слое катализатора, что ведет к загрязнению его и ухудшению эксплуатационных характеристик катализатора. Загрязнения в основном состоят из карбенов и карбоидов, конечных продуктов термических превращений смол и асфальтенов. Интенсивность превращения асфальтенов в карбоиды определяется не только химическими стадиями, но и степенью диспергирования асфальтенов в разбавителе - дисперсионной среде . С увеличением диспергирующих свойств дисперсионной среды, что наблюдается при увеличении М и содержания аренов, затрудняется ассоциация частиц асфальтенов и, как следствие, снижается вероятность их превращения в карбоиды. С этих позиций осуществление процесса переработки остатков даже желательно в жидкой фазе. В таких условиях могут быть подобраны наиболее эффективные приемы, обеспечивающие наименьшее образование отложений на катализаторе. Относительно небольшая длительность

Такой характер коксоотложений можно объяснить следующим образом. Закоксовывание нижней половины труб потолочного экрана обусловливалось/ очевидно, низкой агрегативной устойчивостью и расслоением коксуемого сырья. В последующие годы на Ново-Уфимском НПЗ и других НПЗ с прямогонными остатками стали смешивать ароматизированные добавки, такие как экстракты селективной очистки масел, тяжелые газойли каталитического крекинга и другие, что существенно повысило агрегативную устойчивость сырья коксования, удлинило безостановочный пробег печей. Снижение интенсивности закоксовывания труб на участке непосредственно после ретурбенда объясняется интенсивной турбулизацией парожидкостной реакционной смеси, а в концевых трубах - увеличением доли паровой фазы в результате протекания реакций крекинга с образованием низкомолекулярных продуктов , т.е. за счет „химического кипения" реакционной смеси. Были разработаны и внедрены рекомендации, направленные на улучшение структуры парожидкостного потока в змеевике печи и регулирование паросодержания в потоке путем увеличения диаметра трансферной линии от печи до реакторов от 100 до 150 мм, осуществлена реконструкция схемы обвязки распределительного устройства на потоке коксуемого сырья, которая заключалась в замене двух четырехходовых кранов пятиходовым краном. Изменено место подачи турбулизатора. По проектной схеме турбули-затор подавался в трубу, соединяющую подовый и потолочный экраны. Путем поиска оптимального места ввода турбулизатора было установлено, что значительно уменьшить коксоотложение можно при его подаче в первую трубу на входе вторичного сырья в печь. В результате заметно понизилось давление в трубах на входе в потолочные экраны и на выходе из печи , повысилась доля паровой фазы, улучшилась гидродинамическая структура и уменьшилось время пребывания сырьевого потока; как следствие, значительно снизилась интенсивность коксоотложения в трубах и удлинился межремонтный пробег установки.

Так как эмульгирующая способность большинства исследуемых нефтей резко снижается в результате удаления из них асфальтенов, то, очевидно, этот вид коллоидных стабилизаторов в данном случае является основным и определяет наибольший интерес для исследования. Сопоставляя данные, приведенные в табл. 1, по устойчивости нефтяных эмульсий и содержанию в них основных стабилизаторов — асфальтенов, прослеживается для отдельных нефтей явное несоответствие между содержанием в них асфальтенов и агрегативной устойчивостью стабилизируемых ими эмульсий. Так, например, нефти ново-за-прудненская , ватинская имеют устойчивость эмульсий ниже, чем нефти алакаевская или стрельнен-ская . Следовательно, не только количественное содержание асфальтена определяет устойчивость нефтяных эмульсий, но и, вероятно, состояние, в котором асфальтены находятся в нефти, играет немаловажную роль в их способности стабилизировать эмульсии типа В/М.

Под агрегативной устойчивостью НДС понимают способность ССЕ противостоять изменению своих размеров под действием внешних сил. Другими словами, под агрегативной устойчивостью понимают способность системы противостоять процессам, ведущим к изменению свободной энергии поверхности ядра ССЕ под действием внешних факторов. В агрегативно неустойчивых системах происходит слипание ССЕ друг с другом с формированием более крупных ядер ССЕ. Степень агрегации Уа или степень изменения г ССЕ определяется отношением значений радиусов ядер в первом экстремальном состоянии г„ и в момент исследования : Уа = гт/гэ.

— коллоидно-дисперсный уровень структуры фиксирует фазовую и морфологическую организацию системы и ее элементов. Он определяется термодинамическими параметрами компонентов и характеризуется диаграммами фазового состояния, функциями распределения фазовых включений по числу и размерам, концентрациями компонентов в фазах, химической природой дисперсионной среды и дисперсной фазы, кинетической и агрегативной устойчивостью, поверхностными явлениями.

казателем условий крекинга,свойств исходного сырья,определяется агрегативной устойчивостью нефтяной системы,которая,в свою очередь, зависит от соотношения компонентов дисперсионной среды и дисперсной фазы, структуры молекул, надмолекулярных структур. Q отличие от термического висбрекинга при гидровисбрекинге за счет насыщения радикалов водородом удается снизить скорость вторичных реакций уплотнения и достичь большей глубины разложения сырья. 82

В равновесном состоянии разбавленные растворы высокомолекулярных веществ обладают такой же агрегативной устойчивостью, как и растворы низкомолекулярных веществ. Концентрированные растворы высокомолекулярных веществ редко бывают в состоянии равновесия, но устойчивость их также высока. Устойчивость растворов высокомолекулярных веществ понижается под влиянием факторов, которые понижают растворимость ВМС. Важнейшим из них является добавление электролитов.

характеризуется кинетической и агрегативной устойчивостью . Кинетическая или седиментационная устойчивость представляет собой свойства диспергированных капель удерживаться под действием броуновского движения во взвешенном состоянии без оседания.

При этом распределение капель в пространстве по высоте подчиняется определенному закон}' и зависит от рода дисперсионной среды, типа эмульгатора, размера капель и температуры. С увеличением дисперсности эмульсии ее кинетическая устойчивость возрастает. Под агрегативной устойчивостью понимается способность эмульсии сопротивляться слиянию дисперсной фазы и сохранять состояние дисперсности. Полное агрегатирование ведет к разделению фаз и концу полезной жизни эмульсии. Агрегативная устойчивость водно-топливных эмульсий обычно достигается с помощью эмульгаторов, обеспечивающих сохранность дисперсной фазы. На рис. 1.8 показана зависимость устойчивости

Поскольку сырье представляет собой тяжелый остаток, богатый смолами и асфальтенами , имеется большая опасность, что при такой высокой температуре оно закоксуется в змеевиках самой печи. Поэтому для обеспечения нормальной работы реакционной печи процесс коксования должен быть 'задержан" до тех пор, пока сырье, нагревшись до требуемой температуры, не поступит в коксовые камеры. Это достигается благодаря обеспечению небольшой длительности нагрева сырья в печи , высокой скорости движения по трубам печи, специальной ее конструкции, подачи турбулизатора и т.д. Опасность закоксовыва — ния реакционной аппаратуры, кроме того, зависит и от исходного сырья, прежде всего от его агрегативной Так, тяжелое сырье, богатое асфальтенами, но с низким нием полициклических ароматических углеводородов, характери — низкой агрегативной устойчивостью, и оно быстро рассла — в змеевиках печи, что является причиной коксоотложения и прогара труб. Для повышения агрегативной устойчивости сырья на

Другая часть загрязнений состоит из углерода, водорода и серы. Относительное количество этих отложений при переработке мазута почти в 4 раза больше, чем при переработке ДАО. Источником таких отложений являются асфальтены и смолы, а количество их зависит от агрегативной устойчивости сырья, которая, как известно , для мазута имеет невысокие значения.

В данной схеме первичным актом взаимодействия m молекул моющей присадки А с п элементарными частичками нерастворенного продукта S является солюбилизация последнего, характеризуемая константой k'i. В результате солюбилизации образуются мицеллярные структуры типа AmSn; при этом имеется возможность последующего диспергирования нерастворимого продукта на Я более мелких частей. С течением времени происходят седиментация коллоиднорастворенных в масле продуктов и их осаждение на деталях двигателя в виде лака и нагара. Высокая константа скорости седиментации обусловливает плохие моющие свойства масла. Одним из возможных и наиболее действенных путей предотвращения седиментации и повышения в связи с этим агрегативной устойчивости системы является солюбилизация и диспергирование нерастворимых в масле частиц. При этом нетрудно вычислить, что в первом приближении количество выпавших в осадок частиц будет изменять-

Эффективность депрессорных присадок при кристаллизации твердых углеводородов связывают с их полярностью, снижением сольватации молекул парафина молекулами масла, нарушением агрегативной устойчивости дисперсии парафина и повышением при этом компактности кристаллических агрегатов, образованием ассоциированных комплексов молекул присадки и твердых углеводородов, что приводит к увеличению скорости фильтрования в процессе депарафинизации масляного сырья. Изучение влияния депрессорных присадок на поведение суспензий твердых углеводородов в сопоставлении с электрокинетическими исследованиями позволяет сделать вывод о возможной электростатической природе их действия. В работе , проведенной в этом направлении, в качестве критерия эффективности маслорастворимых присадок, используемых для интенсификации процесса депарафинизации, предложено значение энергетического барьера, создаваемого присадками на поверхности частиц дисперсной фазы в их суспензиях. Энергетический барьер учитывает кроме электрокинетического потенциала частиц дисперсной фазы и их размеры. В работе показана возможность применения маслорастворимых присадок для создания электрического заряда у частиц твердых углеводородов, обеспечивающего образование устойчивых коллоидных систем. ЭлектрКњ.Ф0фзMО¬CVџ“\Й dn8;ОЎєp(й€ЛЎ¦rZ^SФ\х­bою±х•}_чkёN
№Њ@м№[Ј¶’N.Во|Цz¬јґјЂбbВJ^±g‹®/›