Главная -> Словарь

Кристаллов парафиновых

"ермохимического обезвоживания. Повышение температуры до определенного предела способствует интенсификации всех стадий процесса деэмульгирования: во-первых, дестабилизации эмульсий в результате повышения растворимости природных эмульгаторов в нефти и расплавления бронирующих кристаллов парафинов и асфальтенов и, во-вторых, возрастанию скорости осаждения капель поды в результате снижения вязкости и плотности нефти, тем самым •/меньшению требуемого расхода деэмульгатора.

Скорость охлаждения раствора сырья является одним из важных параметров процессов депарафинизации и обезмасливания, которая обусловливает микроструктуру кристаллов парафинов. При иысокой скорости охлаждения образуются мелкие кристаллы, сни —

На полноту и четкость отделения кристаллов парафинов от дисперсионной среды влияет также предварительная термическая обработка раствора до температуры на 10—15 °С, превышающей температуру полной растворимости мельчайших частиц парафинов в масле, которые могут стать первичными центрами кристаллизации с образованием мелких кристаллов твердых углеводородов.

Порционная полача растворителя является эффективным спо — собсм создания благоприятных гидродинамических условий для роста кристаллов парафинов путем регулирования вязкости и кон — центра ц и и фаз дисперсной системы в процессах депарафинизации и об.замасливания. При порционной подаче растворителя создаются условия для раздельной кристаллизации высоко- и низкоплавких парафинов. При первом разбавлении сырья — часть растворителя подается в количестве, достаточном для образования первичных наиболее крупных кристаллов из высокоплавких парафинов нормального строения. При дальнейшем охлаждении раствора с подачей следующей порции растворителя осуществляется кристаллизация па первичных кристаллах более низкоплавких компонентов, в состан которых могут входить низкомолекулярные н-алкапы, изоалкапы и циклические углеводороды. Такой способ подачи растворителя позволяет не только повысить скорость фильтрования и выход депарафинизата, но и проводить процесс с большей скоростью охлаждения.

Присутствие жидких малоциклических ароматических углеводородов из-за наличия в их молекулах коротких боковых цепей не влияет на структуру и размер кристаллов парафиновых углеводородов. Повышенное их содержание приводит к увеличению размеров этих кристаллов вследствие уменьшения концентрации последних в растворе, что связано с облегчением условий роста кристаллов. Полициклические ароматические углеводороды в концентрации 25% на смесь способствуют уменьшению размеров кристаллов парафинов, что объясняется повышением вязкости раствора, из которого проводится кристаллизация. Процесс кристаллизации твердых углеводородов из полярных и неполярных растворителей протекает в форме монокристаллических образований; образуется структура, состоящая из кристаллов определенной формы, причем каждый монокристалл развивается из одного и того же центра. При такой форме кристаллизации отдельные кристаллы могут быть как разобщены между собой, так и образовывать в растворе пространственную кристаллическую решетку. С помощью электронного микроскопа при увеличении в 13000 раз удалось проследить практически все стадии роста кристаллов от момента возникновения зародышей до полностью оформленного кристалла i. Такое постадийное изучение процесса роста кристаллов проведено на примере пента-контана при кристаллизации в углеводородной среде .

Присутствие жидких малоциклических ароматических углеводородов из-за наличия в их молекулах коротких боковых цепей не влияет на структуру и размер кристаллов парафиновых углеводородов. Повышенное их содержание приводит к увеличению размеров этих кристаллов вследствие уменьшения концентрации последних в растворе, что связано с облегчением условий роста кристаллов. Полициклические ароматические углеводороды в концентрации 25% на смесь способствуют уменьшению размеров кристаллов парафинов, что объясняется повышением вязкости раствора, из которого проводится кристаллизация. Процесс кристаллизации твердых углеводородов из полярных и неполярных растворителей протекает в форме монокристаллических образований; образуется структура, состоящая из кристаллов определенной формы, причем каждый монокристалл развивается из одного и того же центра. При такой форме кристаллизации отдельные кристаллы могут быть как разобщены между собой, так и образовывать в растворе пространственную кристаллическую решетку. С помощью электронного микроскопа при увеличении в 13000 раз удалось проследить практически все стадии роста кристаллов от момента возникновения зародышей до полностью оформленного кристалла . Такое постадийное изучение процесса роста кристаллов проведено на примере пента-контана при кристаллизации в углеводородной среде .

Количество необходимого растворителя прямо пропорционально вязкости масла, подвергаемого депарафи-низации. Недостаточное разбавление масла затрудняет рост кристаллов твердых парафинов и церезинов, а чрезмерное разбавление приводит к их частичному растворению. Для маловязких масел объем растворителя принимают равным 1,5 объема масла, а для высоковязких масел — до 5 объемов. Растворитель должен обладать селективностью по отношению к твердым парафинам и церезинам, обеспечивать минимальный температурный градиент депарафинизации ; способствовать образованию достаточно крупных и легко отделяемых при фильтровании кристаллов парафинов и церезинов; иметь низкую тем-

Наибольшее раслространение при очистке масляных фракций получил метод кристаллизации с использованием растворителей. Чтобы полно извлечь из рафинатов селективной очистки твердые парафины, необходимо глубоко охладить сырье. Однако при охлаждении заметно увеличивается вязкость рафината, а это затрудняет рост кристаллов парафинов. Было установлено, что добавление растворителя позволяет, не повышая вязкости сырья, глубоко охладить его и тем самым обеспечить выделение парафинов.

Гурвич и Ракузин показали, что так называемые аморфные парафины отличаются от кристаллических лишь меньшими размерами кристаллов. Эти исследователи обратили внимание на то, что размеры кристаллов парафинов, выделенных из нефтяных остатков и озокеритов, зависят от величины молекулярного веса этих углеводородов и в сильной степени от условий кристаллизации .

5. Размеры и форма кристаллов парафинов определяются не только химическим строением их, но в значительной степени методами и условиями их обработки, а также количеством и химической природой содержащихся в них примесей. Поэтому нельзя делать выводы о химическом строении парафина, основываясь только на"х*арактере его~тгртсталлизации, хотя изучение ее при соблюдении постоянства усливийги дает представление о строении парафинов.

Ниже приведены способы воздействия на процессы образования и роста зародышей кристаллов парафинов, которые могут быть объяснены с позиции классической теории гетеро-фазной флуктуации и реализованы на практике в технологических процессах, связанных с массовой кристаллизацией в больших объемах.

Скорость осаждения кристаллов зависит от скорости охлаждения топлива, интенсивности его перемешивания, «концентрации парафиновых углеводородов в топливе, его вязкости и наличия в нем поверхностно-активных веществ . Поверхностно-активные вещества препятствуют росту кристаллов парафиновых углеводородов и увеличивают разрыв между температурами начала кристаллизации и застывания.

Процесс кристаллизации начинается с выделения из пересыщенного раствора мельчайших частиц кристаллизующегося вещества — зародышей кристаллов. Они способны расти, причем рост кристаллов происходит наиболее легко на острых углах первоначальных зародышей. На микрофотографиях при большом увеличении наблюдается спиральная структура поверхности кристаллов парафиновых углеводородов. Механизм роста кристаллов индивидуальных парафинов нормального строения и их смесей объясняет дислокационная теория \.

Присутствие жидких малоциклических ароматических углеводородов из-за наличия в их молекулах коротких боковых цепей не влияет на структуру и размер кристаллов парафиновых углеводородов. Повышенное их содержание приводит к увеличению размеров этих кристаллов вследствие уменьшения концентрации последних в растворе, что связано с облегчением условий роста кристаллов. Полициклические ароматические углеводороды в концентрации 25% на смесь способствуют уменьшению размеров кристаллов парафинов, что объясняется повышением вязкости раствора, из которого проводится кристаллизация. Процесс кристаллизации твердых углеводородов из полярных и неполярных растворителей протекает в форме монокристаллических образований; образуется структура, состоящая из кристаллов определенной формы, причем каждый монокристалл развивается из одного и того же центра. При такой форме кристаллизации отдельные кристаллы могут быть как разобщены между собой, так и образовывать в растворе пространственную кристаллическую решетку. С помощью электронного микроскопа при увеличении в 13000 раз удалось проследить практически все стадии роста кристаллов от момента возникновения зародышей до полностью оформленного кристалла i. Такое постадийное изучение процесса роста кристаллов проведено на примере пента-контана при кристаллизации в углеводородной среде .

В первый период освоения процесса депарафинизации выделение твердых углеводородов из рафинатов проводили в одну ступень. На таких установках твердые углеводороды, являющиеся сложной смесью компонентов, различающихся по структуре молекул, но содержащих парафиновые цепи нормального или слаборазветвленного строения, кристаллизовались совместно, образуя мелкие смешанные кристаллы, а при депарафинизации сырья широкого фракционного состава — эвтектические смеси. Такой способ кристаллизации приводил к образованию труднофильтруемых осадков, в результате чего выход масла и скорость отделения твердой фазы были недостаточно высоки, а повышенное содержание масла в гаче усложняло процесс получения парафинов. В связи с этим встал вопрос о раздельной кристаллизации высоко-и низкоплавких углеводородов, который был решен внедрением в промышленность двухступенчатой депарафинизации. Этот процесс позволил увеличить выход депарафинированного масла, значительно повысить скорость фильтрования суспензии и снизить содержание масла в гаче, так как твердые ароматические углеводороды, уменьшающие размер кристаллов парафиновых и нафтеновых углеводородов, концентрируются в низкоплавких компонентах, кристаллизующихся во второй ступени процесса.

/Процесс кристаллизации начинается с выделения из пересыщенного раствора мельчайших частиц кристаллизующегося вещества -— зародышей кристаллов. Они способны расти, причем рост кристаллов происходит наиболее легко на острых углах первоначальных зародышей^На микрофотографиях при большом увеличении наблюдается спиральная структура поверхности кристаллов парафиновых углеводородов. Механизм роста кристаллов индивидуальных парафинов нормального строения и их смесей объясняет дислокационная теория .

Присутствие жидких малоциклических ароматических углеводородов из-за наличия в их молекулах коротких боковых цепей не влияет на структуру и размер кристаллов парафиновых углеводородов. Повышенное их содержание приводит к увеличению размеров этих кристаллов вследствие уменьшения концентрации последних в растворе, что связано с облегчением условий роста кристаллов. Полициклические ароматические углеводороды в концентрации 25% на смесь способствуют уменьшению размеров кристаллов парафинов, что объясняется повышением вязкости раствора, из которого проводится кристаллизация. Процесс кристаллизации твердых углеводородов из полярных и неполярных растворителей протекает в форме монокристаллических образований; образуется структура, состоящая из кристаллов определенной формы, причем каждый монокристалл развивается из одного и того же центра. При такой форме кристаллизации отдельные кристаллы могут быть как разобщены между собой, так и образовывать в растворе пространственную кристаллическую решетку. С помощью электронного микроскопа при увеличении в 13000 раз удалось проследить практически все стадии роста кристаллов от момента возникновения зародышей до полностью оформленного кристалла . Такое постадийное изучение процесса роста кристаллов проведено на примере пента-контана при кристаллизации в углеводородной среде .

1 В первый период освоения процесса депарафинизации выделение твердых углеводородов из рафинатов проводили в одну ступень. На таких установках твердые углеводороды, являющиеся сложной смесью компонентов, различающихся по структуре молекул, но содержащих парафиновые цепи нормального или слаборазветвленного строения, кристаллизовались совместно, образуя мелкие смешанные кристаллы, а при депарафинизации сырья широкого фракционного состава — эвтектические смеси. Такой способ кристаллизации приводил к образованию труднофильтруемых осадков, в результате чего выход масла и скорость отделения твердой фазы были недостаточно высоки, а повышенное содержание масла в гаче усложняло процесс получения парафинов. ^В связи с этим встал вопрос о раздельной кристаллизации высоко-~и низкоплавких углеводородов, который был решен внедрением в промышленность двухступенчатой депарафинизации. Этот процесс позволил увеличить выход депарафинированного масла, значительно повысить скорость фильтрования суспензии и снизить содержание масла в гаче, так как твердые ароматические углеводороды, уменьшающие размер кристаллов парафиновых и нафтеновых углеводородов, концентрируются в низкоплавких компонентах, кристаллизующихся во второй ступени процесоа_^

Температура кристаллизации, по которой судят о низкотемпературных свойствах топлива, соответствует началу выпадения кристаллов парафиновых углеводородов, вследствие чего топливо может терять способность к прокачиванию через фильтры перед подачей в камеру сгорания. Температура застывания определяет потерю топливом текучести.

Выделение из дизельного топлива при его охлаждении кристаллов парафиновых углеводородов, как правило, не сопровождается потерей подвижности топливом, т. е. его застыванием. Разность между температурами начала кристаллизации и застывания дизельных топлив непостоянна и зависит от количества парафиновых углеводородов в топливе, их температуры плавления, наличия/в топливе поверхностно-активных веществ и его вязкости. С увеличением содержания парафиновых углеводородов и особенно с повышением их температуры плавления разность между температурами начала кристаллизации и застывания'дизельного топлива уменьшается .

Поверхностно-активные вещества препятствуют росту кристаллов парафиновых углеводородов и увеличивают разрыв между температурами начала кристаллизации и застывания. С увеличением вязкости топлпв разность между температурами начала кристаллизации и застывания уменьшается. Температура застывания топлив ориентировочно характеризует ту минимальную температуру, при которой еще обеспечивается транспортировка или перекачка их. Температура начала кристаллизации топлив в основном характеризует температуру их фильтрации . Скорость забивки фильтра кристаллами парафина зависит от типа фильтра и размера его пор, перепада давления, концентрации кристаллов в топливе, их величины и формы.

Рис, 44, Структуры кристаллов парафиновых дистиллятов при разной четкости дистилляции в процессе их производства.