Главная -> Словарь

Избирательными растворителями

При переработке мазутов, содержащих значительное количество-полициклических углеводородов с большим числом колец и короткими алифатическими цепями в молекулах, легко окисляющихся и ухудшающих вязкостно-температурные свойства масел, рассмотренные выше методы очистки оказываются недостаточно удовлетворительными. Поэтому с увеличением потребления смазочных масел и необходимостью перерабатывать мазуты не только отборных масляных нефтей, но и менее качественных получила распространение селективная очистка, т. е. очистка при помощи селективных растворителей. Этот метод очистки основан на подборе растворителей, обладающих при определенной температуре и соотношении количества растворителя и очищаемого масла разной растворяющей способностью к нежелательным и полезным компонентам масла.

Требования к растворителям. В качестве избирательных растворителей предложено большое количество различных органических и неорганических соединений, однако сложный комплекс требований, предъявляемых к экстрагентам, ограничивает возможность использования многих из них для промышленных экстракционных процессов.

Эти процессы предназначены для производства базовых масел различного уровня вязкости, деароматизированных жидких и твердых парафинов и специальных углеводородных жидкостей. Они основаны на избирательном выделении полярных компонентов сырья на поверхности адсорбен — тов. Высокая адсорбируемость полярных компонентов сырья на активном высокопористом адсорбенте обусловлена ориентацией — ным и индукционным взаимодействием полярных и поляризуемых компонентов сырья активными центрами поверхности адсорбента. В качестве адсорбентов при очистке и доочистке масел применяют природные глины и синтетические . Активность природных глин повышают обработкой их слабой серной кислотой или терми — ческой обработкой при 350 — 450 °С. Синтетические адсорбенты активнее, но значительно дороже природных.

Из отмеченных выше групп процессов депарафинизации наиболее известными и получившими наиболеее широкое промышленное применение являются различные и многочисленные разновидности процессов депарафинизации кристаллизацией. Используя принцип кристаллизации при охлаждении, положенный в основу этих процессов, и сочетая его с применением избирательных растворителей, можно депарафинировать самые разнообразные нефтяные продукты, начиная от дистиллятов дизельных топлив и кончая тяжелыми остаточными рафинатами.

Проведение депарафинизации в среде избирательных растворителей расширяет возможности этих процессов и делает их весьма гибкими и универсальными. Изменяя в составе избирательного растворителя соотношение между растворителем-оса-дителем и углеводородным растворителем, а также варьируя величиной разбавления и температурой депарафинизации, можно в значительных пределах изменять как глубину, так и четкость депарафинизации перерабатываемых продуктов. При помощи избирательных растворителей становится возможным депарафини-ровать практически любое нефтяное сырье, начиная от наиболее легких дистиллятных масел и дистиллятов дизельных топлив и кончая самыми тяжелыми остаточными продуктами. Можно также проводить депарафинизацию до любой температуры застывания, которую только позволяют достичь содержащиеся в перерабатываемом сырье низкозастывающие компоненты.

По технологическому оформлению процессы депарафинизации с применением избирательных растворителей составляются из таких же оперций, как и процессы, в которых применялись чисто углеводородные растворители-разбавители. В эти процессы входят: разбавление сырья растворителем, охлаждение и кристаллизация, отделение выкристаллизовавшегося парафина от депара-финированного раствора и регенерация растворителей из продуктов депарафинизации.

Отделение твердой фазы от маточного раствора как для дистил-лятного, так и для остаточного сырья в большинстве случаев осуществляется фильтрацией на барабанных вакуумных фильтрах непрерывного действия. Но при переработке остаточного сырья с применением избирательных растворителей высокой плотности, например дихлорэтана и его смесей с бензолом, для отделения твердой фазы от раствора применяют и центрифугирование. Избирательные растворители из продуктов депарафинизации регенерируют так же, как и при углеводородных разба^ вителях, перегонкой. Однако технологическое оформление процессов регенерации избирательных растворителей оказывается несколько сложнее, чем углеводородных растворителей-разбавителей, поскольку при регенерации избирательных растворителей приходится принимать специальные меры для достаточной осушки их от воды, обычно трудно отделяемой от этих рае-творителей.

Эффективно перерабатывать на вакуумных фильтрах можно маловязкие суспензии, обладающие высокой фильтруемостью. Вследствие этого данные фильтры применяют при процессах депарафинизации в растворе избирательных растворителей; тем более, что герметичная конструкция их позволяет вести фильтрацию продуктов, содержащих наиболее летучие растворители.

Область целесообразного применения процесса экстракционной депарафинизации можно оценить следующим образом. Экстракционная депарафинизация — менее универсальный процесс, чем процессы депарафинизации кристаллизацией с применением избирательных растворителей. Ограничение применения экстракционной депарафинизации обусловливается затруднительной переработкой высокопарафинистого сырья и недостаточной избирательной способностью растворителей, используемых в процессах с повышенными температурами. Простота технического осуществления в этом процессе операции разделения фаз, весьма успешно осуществляемой простым отстоем, делает этот процесс эффективным при переработке труднофильтруемого сырья, например, при низкотемпературной депарафинизации тяжелого сырья. Поэтому процесс экстракционной депарафинизации может быть рекомендован для получения низкозастывающих масел, особенно повышенной вязкости, а также при переработке сырья с невысоким содержанием парафина, получаемым из малопарафинистых нефтей, или прошедшего неглубокую предварительную депарафинизацию другими способами. Целесообразно сочетать экстракционную депарафинизацию с процессом депарафинизации кристаллизацией для попутного получения вязких низкозастывающих масел.

Депарафшшзация кристаллизацией из избирательных растворителей

Принцип процесса. Процесс экстракционной депарафинизации основан на' способности ряда избирательных растворителей экстрагировать при низких температурах из обрабатываемых продуктов низкозастывающие компоненты, оставляя застывающие компоненты в остатке от экстракции.

пенью разветвленное™), нафтеновыми и ароматическими углеводородами, содержание которых изменяется в весьма широких пределах — в зависимости от происхождения нефти. Присутствие таких примесей отрицательно отражается на процессах переработки. Экстракцией избирательными растворителями, например жидким сернистым ангидридом при процессе Эделеану, возможно разделить подобные смеси на обогащенные ароматическую и парафиновую фракции. Однако парафиновые компоненты в большинстве случаев все еще недостаточно чисты для их дальнейшей химической переработки. Смеси углеводородов, выделяемые из пенсильванской нефти парафинового основания, не могут успешно конкурировать с химически индивидуальными парафиновыми углеводородами нормального строения. Лишь сравнительно недавно разработан метод, позволяющий выделять из нефти парафиновые углеводороды нормального строения при помощи так называемой экстрактивной кристаллизации с мочевиной.

Нефтяные дистилляты, из которых даже гидроочисткой не удается получить пригодного для химической переработки материала, дополнительно облагораживают, подвергая перед гидрогенизацией исходную дистиллятную фракцию экстракции избирательными растворителями, например жидким сернистым ангидридом . При этом ароматические компоненты переходят в жидкий ~сернистый ангидрид, в котором парафиновые углеводороды не растворяются.

Неочищенные продукты конденсации можно разделять также избирательными растворителями. Активная фракция продукта растворяется в наиболее распространенных жидкостях, применяемых для выделения твердых парафинов, значительно хуже, чем парафины. Поэтому, применяя многократную экстракцию, удается выделить не только низкокипящие ;масляные компоненты, но и большую часть не вступивших в реакцию 'парафинов. В качестве растворителей можно применять, например, спирты, кетоны, углеводороды и хлористые алкилы.

В США ряд фирм вырабатывает керилбензол на основе продуктов хлорирования керосиновой фракции. Для получения керилбензола применяют керосиновую фракцию с пределами кипения 220—250° , выделенную из высоко-парафинистой нефти и подвергнутую глубокой деароматизации кислотной очисткой или экстракцией избирательными растворителями. Хлорирование проводят при температуре около 60° в освинцованном реакторе, оборудованном мешалкой и охлаждающим змеевиком, до содержания хлора в керосине примерно 19—21%. Этот продукт, известный под названием хлористого керил а, загружают в облицованный стеклом реактор алкилирования, в котором проводят реакцию Фриделя — Крафтса при 60—80° в присутствии хлористого алюминия и избытка бензола.

Потенциальное содержание дистиллятных и остаточных масел в мазуте определяют делением его на фракции депарафинизацией избирательными растворителями, деасфальтизацией, адсорбционной очисткой на силикагеле с последующим смешением получаемых фракций. Для остатков по кривым качества нахо-

Процесс экстракции углеводородов избирательными растворителями является многофакторным: на результаты очистки влияют природа и качество сырья, природа, состав и количество растворителя, температурный режим и эффективность экстракционного аппаоата.

Качество сырья. Поскольку целевым назначением процесса очистки масел избирательными растворителями является повышение индекса вязкости, то качество сырья следует рассматривать в первую очередь с точки зрения содержания в нем высокоиндексных компонентов.

процессы очистки и деароматизации приводят обычно к повышению температуры застывания. Последнее объясняется двумя причинами. С одной стороны, при деароматизации и очистке, например, избирательными растворителями в удаляемый отход уходят главным образом некристаллические компоненты. Вследствие этого в очищенном продукте концентрация кристаллизующихся компонентов повышается, что вызывает повышение температуры структурного застывания этого продукта. С другой стороны, присутствующие в неочищенных продуктах асфальто-смолистые вещества и некоторые ароматические углеводороды играют роль естественных депрессаторов температуры структурного застывания, т.к. препятствуют соединению выделяющихся кристалликов или кристаллических агрегатов парафина в связанную кристаллическую сетку, способную иммобилизовать всю жидкость. Удаление этих веществ при очистке или деароматизации облегчает соединение кристаллов парафина в кристаллическую сетку, что также повышает температуру застывания данных продуктов.

на депарафинизацию направляют сырье, очищенное разными способами, главным образом избирательными растворителями.

На кристаллической структуре депарафинируемых продуктов положительно сказывается их предварительная очистка, в частности очистка избирательными растворителями. После очистки продукта его кристаллическая структура становится более крупной и четко выраженной. Это обусловливается тем, что при очистке частично удаляются вещества коллоидного характера, препятствующие кристаллизации. При очистке может быть удалена некоторая доля высокомолекулярных кристаллизующихся веществ, приводящих к измельчению кристаллической структуры основной массы парафинов. И, наконец, при очистке парафинистых продуктов избирательными растворителями в них существенно повышается содержание парафина, что также в известной мере сказывается положительно на его кристаллической структуре.

Кроме того, при деасфальтизации и очистке, особенно очистке избирательными растворителями, можно в значительной мере удалить из остаточных продуктов активные вещества, влияющие на кристаллическую структуру твердых углеводородов. Это тоже способствует изменению кристаллической структуры остаточных продуктов при их деасфальтизации и очистке.