Главная -> Словарь

Холодного фракционирования

Низкая температура застывания важна для зимних и всесезонных масел. При запуске холодного двигателя или в начале движения с непрогретым двигателем, моторное масло в первый же момент своей работы должно поступать в самые узкие и отдаленные места трения. Поэтому температура застывания должна быть ниже минимальной предполагаемой температуры окружающей среды.

• максимальная низкотемпературная вязкость, обеспеч ного двигателя , 01 мощи имитатора запуска холодного двигателя CCS ; t

а - имитатор запуска холодного двигателя ; б - имитатор конического подшипника ; в - мини-ротационный вискозиметр ; r - вискозиметр Брукфильда.

Низкотемпературная вязкость запуска двигателя является показателем способности масла течь и смазывать узлы трения в холодном двигателе. Она определяется при помощи имитатора запуска холодного двигателя CCS . Имитатор CCS является ротационным вискозиметром с малым расстоянием между профилированным ротором и прилегающим к нему статором. Таким образом имитируются зазоры в подшипниках двигателя. Специальным двигателем поддерживается постоянный крутящий момент при заданных температурах, а скорость вращения является мерой вязкости. Вискозиметр калибруется с применением эталонного масла. Применяется для определения вязкости запуска в сантипуазах при разных заданных температурах, соответственно с предполагаемой степенью вязкости SAE для моторного масла .

Вязкость прокачивания является мерой способности масла течь и создавать необходимое давление в системе смазки в начальной стадии работы холодного двигателя. Вязкость прокачивания измеряется в сантипуазах и определяется согласно ASTM D 4684 на мини-ротационном вискозиметре MRV. Этот показатель важен для масел, способных желировать при медленном охлаждении. Таким свойством чаще всего обладают всесезонные минеральные моторные масла . При испытании определяется либо напряжение сдвига, необходимое для разрушения желе, либо вязкость при отсутствии напряжения сдвига. Вязкость прокачивания определяется при разных заданных температурах . Прокачивание обеспечивается только для масел с вязкостью не более 60 000 mPa-s. Наименьшая температура, при которой масло может прокачиваться, называется нижней температурой прокачивания, ее значение близко к наименьшей температуре эксплуатации.

Масло с более высоким индексом вязкости имеет лучшую текучесть при низкой температуре и более высокую вязкость при рабочей температуре двигателя. Высокий индекс вязкости необходим для всесезонных масел и некоторых гидравлических масел . Индекс вязкости определяется при помощи двух эталонных масел. Вязкость одного из них сильно зависит от температуры , а вязкость другого - мало зависит от температуры ., При температуре 100°С вязкость обоих эталонных масел и исследуемого масла должна быть одинаковой. Шкала индекса вязкости получается делением разницы вязкостей эталонных масел при температуре 40°С на 100 равных частей. Индекс вязкости исследуемого масла находят по шкале после определения его вязкости при температуре 40°С, а если индекс вязкости превышает 100, его находят расчетным путем .

* При запуске холодного двигателя, вязкость проворачивания, измеряется на вискозиметре CCS;

• максимальная допустимая вязкость масла при запуске холодного двигателя, обеспечивающая проворачиваемость коленчатого вала со скоростью, необходимой для успешного запуска двигателя, а также температура, соответствующая такой вязкости;

Максимальная низкотемпературная вязкость проворачиваемости определяется на имитаторе запуска холодного двигателя по стандарту ASTM D 5293 и измеряется в сантипуазах . Установлено, что от этой вязкости зависит число оборотов коленвала двигателя во время «зимнего пуска».

• всесезонная работа - круглогодичная работа без сезонной замены масла повышает требования к вязкостным свойствам и их стабильности, по причине эксплуатации в расширенном диапазоне температур окружающей среды - от запуска холодного двигателя и работы зимой при температурах минус 30°С и ниже, до интенсивной, беспрерывной работы летом при + 40°С и выше;

О превосходная прокачиваемость при холодном пуске двигателя, облегчающая запуск холодного двигателя;

Выделение концентратов высокомолекулярных компонентов из остатков различных нефтей обычно осуществляется при относительно низких температурах, от комнатной до 130—160 °С и давлениях от атмосферного до 2—3 МПа при различных соотношениях объемов растворителя к остатку. Сольвентная обработка приводит к преимущественному концентрированию асфальтенов и смол в нерастворимой части. Указанное явление концентрирования асфальтенов, смол в остатках при сольвентной обработке использовано в известных процессах деасфаль-тизации и деметаллизации: Добен, DEMEX, Foster Wheeler, Shell, ROSE. Последний из указанных осуществляется при сверхкритических условиях и является промышленным вариантом известного метода ретроградной конденсации или „холодного" фракционирования.

В результате проделанной В. С. Гутырей и М. А. Далиным работы в 1932—1935 гг. было освоено первое в стране полупромышленное производство этилового спирта в комплексе с установкой холодного фракционирования газов пиролиза. В 193G г. за внедрение промышленной технологии синтеза этилового спирта из газон пиролиза В. С. Гутыря награждается орденом «Знак Почета».

За рубежом применяют такие же методы получения твердых парафинов. Кроме того, имеются установки эмульсионного обезмасливания гача и обез-масливания гранулированного гача. Процесс обезмасливания гачей смесью кетона, толуола или бензола за рубежом часто комбинируют с процессом холодного фракционирования для получения парафинов с различными температурами плавления. В зависимости от содержания парафина в нефти и необходимости выработки масел используют одну из схем производства твердых парафинов.

Более рациональна трехступенчатая схема холодного фракционирования, в которой низкоплавкий сорт парафина получают не в виде раствора фильтрата II ступени, а в виде осадка на фильтрах III ступени. При такой схеме низкоплавкий сорт парафина содержит меньше масла и в цикл возвращается большая часть растворителя, содержащегося в растворе фильтрата II ступени.

Состав растворителя. Состав растворителя зависит от свойств сырья, температуры, при которой разделяются суспензии, и от кратности разбавления сырья растворителем. Растворитель должен иметь такой состав, чтобы обеспечивалась полная растворимость масляных компонентов сырья при наиболее низкой температуре процесса. Кроме того, при проведении холодного фракционирования и получения глубокообезмасленных парафинов, обладающих высокой твердостью, растворитель должен достаточно полно растворять при температурах разделения нежелательные примеси твердого парафина — так называемые мягкие парафины.

При двухступенчатом обезмасливании, когда весь раствор фильтрата II ступени используется для разбавления сырья перед I ступенью фильтрации, температура на II ступени обычно такая же, как на I ступени, или на 2—5°С выше. Перепад температур между I и II ступенями более 5°С в большинстве случаев нежелателен, так как приводит к бесполезному увеличению нагрузки на кристаллизаторы и фильтры I ступени. Высокие перепады температур между ступенями фильтрации целесообразны в тех случаях, когда путем холодного фракционирования получают два сорта парафина с различными температурами плавления.

Значение метода дробного осаждения или холодного фракционирования как одного из эффективных методов разделения высокомолекулярных углеводородов нефти, уже отмечалось автором . Инициатором и пионером в разработке и в практическом приложении метода холодной фракционировки в исследовательской практике и в технологии производства нефтяных смазочных масел был К. В. Харичков. В монографии, опубликованной в 1903 г. , Харичков суммировал основные результаты экспериментальных исследований. В самом начальном периоде возникновения и развития бакинской нефтяной промышленности химики, занимавшиеся исследованием кавказских нефтей, обратились за советом к А. М. Бутлерову относительно методов изучения состава нефтей. Бутлеров отметил, что трудно рассчитывать на полноту и надежность исследования нефти раньше, чем будет найден растворитель, при помощи которого окажется возможным разделять различные фракции путем общих аналитических приемов, т. е. холодным способом растворения и осаждения, вполне гарантирующим неизменность углеводородов, в противоположность дробной перегонке.

телей указывал/и А. М. Бутлеров и В. В. Марковников, на возможность выделения масляных фракций из мазута методом холодного фракционирования — К. В. Харичшв. Промышленное применение избирательные растворители получили в 1911 г., когда Эделеану предложил очищать керосиновые фракции сернистым ангидридом. В качестве избирательных растворителей для очистки масляных дистиллятов исследовались многие вещества — фенол, фурфурол, нитробензол, жидкий сернистый ангидрид, крезолы, хлорекс и др. Большой вклад в развитие теории и практики применения избирательных растворителей дл"я очистки нефтепродуктов внесли работы советских ученых. Н.И.Черножукова, Л. Г. Жердевой и др. Действие избирательных растворителей основано на различной растворимости в них желательных и нежелательных компонентов масляного сырья, благодаря чему их можно отделить друг от друга. Применение растворителей в процессах очистки, с одной стороны, позволяет улучшить качество вырабатываемых масел, а с другой, — значительно расширить сырьевые ресурсы за счет вовлечения в производство масел менее качественных нефтей. В послевоенные годы нефтяная промышленность стала развиваться в Башкирской и Татарской АССР, Куйбышевской и других областях Урало-Волжского бассейна. Нефти этих районов менее благоприятны по качеству для производства масел , поэтому стало необходимо разработать схемы получения масел из сернистых, смолистых и парафинистых нефтей. Впервые производство масел из восточных нефтей с широким применением избирательных растворителей в процессах деасфальтизации , селективной очистки , депарафинизации и адсорбционной доочистки освоено в начале 50-х годов. Технология производства масел из нефтей Урало-Волжского бассейна основана на последовательно проводимых непрерывных, процессах очистки избирательными растворителями. Об изменениях в использовании очистки избирательными растворителями я других методов очистки при производстве масел в СССР позволяют судить следующие данные :

Специальные воски для датчиков температуры представляют собой специально подобранные смеси твердых углеводородов, получаемых путем глубоковакуумного и холодного фракционирования парафинов и церезинов.

Решающая роль в становлении и развитии отечественной нефтепереработки, кроме отмеченных выше, принадлежит таким ученым, как Л.Г. Гурвич , издавший фундаментальный труд "Научные основы переработки нефти", А.А. Летний, разработавший процесс пиролиза нефтяного сырья и выпустивший первый учебник по переработке нефти, К.В. Харичков, разработавший способ холодного фракционирования нефтяных дистиллятов, а также А.Н. Саханову, М.Д. Тиличееву, С.Н. Обрядчи-кову, А.В. Фросту и Л.Д. Нерсесову, внесшим большой вклад в развитие теоретических основ и технологии термического крекинга.

1. Зеленин Н. Н., Чернышева К. Б., Антропянская Е. Л. и др. Разработка методов холодного фракционирования сланцевой смолы. — В кн.г Химия и технология горючих сланцев и продуктов их переработки^ Вып. 8.— Таллин: Валгус, 1960, с. 195—204.

Значение метода дробного осаждения или холодного фракционирования как одного из эффективных методов разделения высокомолекулярных углеводородов нефти, уже отмечалось автором . О большой перспективности применения метода дробного разделения нефти, без воздействия высоких температур упоминал еще в 1889 г. Коновалов . Инициатором и пионером в разработке и в практическом приложении метода холодной фракционировки в исследовательской практике и в технологии производства нефтяных смазочных масел был К. В. Харичков. В монографии, опубликованной в 1903 г. , Харичков суммировал основные результаты экспериментальных исследований. В самом начальном периоде возникновения и развития бакинской нефтяной промышленности химики, занимавшиеся исследованием кавказских нефтей,' обратились за советом к А. М. Бутлерову относительно методов изучения состава нефтей. Бутлеров отметил, что трудно рассчитывать на полноту и надежность исследования нефти раньше, чем будет найден растворитель, при помощи которого окажется возможным разделять различные фракции путем общих аналитических приемов, т. е. холодным способом растворения и осаждения, вполне гарантирующим неизменность углеводородов, в противоположность дробной перегонке.