Главная -> Словарь

Модификаторов структуры

Рассматривая зависимость скорости фильтрования суспензии петролатума от содержания присадки АФК, можно выделить две области, в пределах которых резко возрастает скорость фильтрования. В этих же областях наблюдается значительное изменение качества получаемых церезинов: это область малых концентраций присадки и область высоких концентраций . Больший интерес представляет область малых концентраций с точки зрения как экономики, так и протекания самого процесса обезмасливания. Скорость фильтрования суспензии петролатума в области малых концентраций в 1,8 раза выше, а содержание масла в церезине в 2 раза ниже, чем в области высоких концентраций, при одновременном повышении температуры плавления церезинов на 1—1,5°С . При обезмасливании ман-гышлакского петролатума, который отличается от петролатума, получаемого при переработке западно-сибирских нефтей, более высоким содержанием парафино-нафтеновых углеводородов и меньшим содержанием смол, для достижения максимальной скорости фильтрования необходима более высокая концентрация модификатора структуры твердых углеводородов.

Рассматривая зависимость скорости фильтрования суспензии петролатума от содержания присадки АФК, можно выделить две области, в пределах которых резко возрастает скорость фильтрования. В этих же областях наблюдается значительное изменение качества получаемых церезинов: это область малых концентраций присадки и область высоких концентраций . Больший интерес представляет область малых концентраций с точки зрения как экономики, так и протекания самого процесса обезмасливания. Скорость фильтрования суспензии петролатума в области малых концентраций в 1,8 раза выше, а содержание масла в церезине в 2 раза ниже, чем в области высоких концентраций, при одновременном повышении температуры плавления церезинов на 1—1,5 °С . При обезмасливании ман-гышлакского петролатума, который отличается от петролатума, получаемого при переработке западно-сибирских нефтей, более высоким содержанием парафино-нафтеновых углеводородов и меньшим содержанием смол, для достижения максимальной скорости фильтрования необходима более высокая концентрация модификатора структуры твердых углеводородов.

Исходя из ранее проведенных нами исследований , в качестве перспективного сырья для разрабатываемых нефтепродуктов были выбраны промышленные образцы тяжелых нефтяных остатков с установки АВТ, термического крекинга, висбрекинга и пропа-новой деасфальтизации гудрона - гудроны, крекинг-остатки и концентраты их вакуумной перегонки, асфальта. В качестве разбавителя, модификатора структуры и свойств нефтяных остатков были использованы средние дистилляты прямой перегонки нефти и вторичных процессов: замедленного коксования, каталитического и термического крекинга .

Стеарат магния 2Mg — продукт мол. веса 590, с темп, размягч. 145° С; зольность его 8,9%. Начинает применяться в качестве модификатора структуры некоторых отечественных и зарубежных смазок.

Схема развития дендритного кристалла показана на рис. 29. По этой схеме ребро, т. е. две смежные грани растущего кристалла АВ и ВС, через некоторый промежуток времени должны занять положение AiF и FCi. Около точки AI скопятся все примеси ., находившие-Рис. 29. Схема развития дендрит- ся ранее на отрезке АА±. Столько ного кристалла. же примесей будет около точки Вь

При достижении максимальной температуры должен образоваться однородный расплав. Перед охлаждением расплава контролируют содержание в нем свободной щелочи и йоды . Возможно медленное охлаждение смазки в варочном аппарате или быстрое — в тонком слое на холодильном барабане , что более предпочтительно. Структура и свойства натриевых смазок во многом зависят от содержания воды в смеси компонентов при варке и в готовой смазке. При температуре варки выше оптимальной из смазки может быть удалено необходимое количество воды, выполняющей роль стабилизатора .

Исходя из ранее проведенных нами исследований , в качестве перспективного сырья для разрабатываемых нефтепродуктов были выбраны промышленные образцы тяжелых нефтяных остатков с установки АВТ, термического крекинга, висбрекинга и пропа новой деасфальтизации гудрона - гудроны, крекинг-остатки и кон центраты их вакуумной перегонки, асфальта. В качестве разбавите ля, модификатора структуры и свойств нефтяных остатков были ис пользованы средние дистилляты прямой перегонки нефти и вторич ных процессов: замедленного коксования, каталитического и терми ческого крекинга ,

Для приготовления топливных смесей нами использовались промышленные образцы тяжелых нефтяных остатков с установок АВТ и висбрекинга ОАО «Башнефтехим»: гудрон западносибирской нефти и крекинг-остаток . В качестве разбавителя, модификатора структуры нефтяных остатков, использовались средние дистилляты прямой перегонки нефти и вторичных процессов : керосино-газойлевая фракция каталитического крекинга и керосино-газойлевая фракция замедленного коксования .

Обширный материал, полученный при перегонке конденсатонефтяных смесей в присутствии синтетических добавок различных классов представить в объеме данной книги не представляется возможным. Следует отметить лишь, что для каждого вида сырья, в частности композиционного, необходимо проведение специального комплекса исследований для выбора наиболее подходящего модификатора структуры с точки зрения оптимизации процесса перегонки. Подобная задача не ставилась в настоящем исследовании, целью которого являлась в основном оценка воздействия реагентов, вовлекаемых в транспортные линии для улучшения вязкостно-температурных, реологических, структурно-механических свойств транспортируемых конденсатонефтяных смесей.

Кальциевые смазки. Самыми распространенными мыльными смазками общего назначения являются солидолы — гидратиро-ванные кальциевые смазки. В качестве модификатора структуры этих смазок используют воду . В СССР вырабатывают в основном синтетические солидолы, для приготовления которых применяют фракции синтетических жирных кислот. Готовят две марки синтетического солидола — пресс-солидол С и солидол С, и две марки жирового солидола — пресс-солидол УС-1 и солидол УС-2 . Жировые солидолы готовят загущением нефтяных индустриальных масел кальциевыми мылами хлопкового масла, саломаса и других технических жиров.

метилэтилкетон-толуол вводились в систему растворитель - петрола-тум на стадии, когда уже образовалась твердая фаза. При этом скорость фильтрования суспензии твердых углеводородов петролатума по сравнению с аналогичным показателем при обычном обезмасливании возросла в 1,5-2,0 раза, особенно в области малых концентраций модификатора. Произошла адсорбция молекул модификатора структуры на существующих частицах твердой фазы, что препятствовало слипанию образующихся при кристаллизации агрегатов, и, как результат, увеличилась проницаемость осадка на фильтре и снизилось содержание масла в высокоплавких церезинах.

садки, или при деиарафинизации и обезмасливании нефтяного сырья в присутствии модификаторов структуры твердых углеводородов.

ный перечень синтетических присадок, исследованных для улучшения показателей процесса депарафинизации нефтяного сырья. Как указывалось выше, большое влияние на процесс кристаллизации твердых углеводородов оказывают смолистые вещества, содержащиеся в рафинатах. Вследствие неоднородности этих веществ в зависимости от содержания в их молекулах тех или иных структурных групп форма и размер кристаллов твердых углеводородов могут быть различными, что особенно важно при использовании поверхностно-активных присадок в качестве модификаторов структуры твердых углеводородов.

Однако потребность в глубокообезмасленных высокоплавких церезинах из года в год растет. В связи с этим исследованию возможности интенсифицировать процесс обезмасливания твердых углеводородов, особенно петролатумов, посвящено много работ. Известно, что некоторые примеси и специально введенные присадки могут изменять течение и характер кристаллизации твердых углеводородов при понижении температуры, влияя как на образование центров кристаллизации, так и на последующий рост кристаллов. Использование модификаторов структуры твердых углеводородов для интенсификации обезмасливания представляет большой интерес. В этом случае без особых капитальных затрат можно значительно увеличить скорость фильтрования суспензий твердых углеводородов и, как следствие этого, увеличить производительность установки при одновременном повышении качества получаемых церезинов. Эффективность модификаторов структуры твердых углеводородов при обезмасливании зависит от их правильного выбора, который определяется природой и механизмом действия модификатора, составом и содержанием твердых углеводородов в сырье, а также структурой и содержанием в нем смолистых веществ.

Исследование возможности использования депрессорных присадок алкилфенольного, алкилнафталинового и полимерного типов, различающихся функциональными группами при равной длине цепи углеводородного радикала, при обезмасливании петролатумов смеси нефтей Западной Сибири и Мангышлака ; показало, что лучшими в качестве модификаторов структуры твердых

Такая ориентация ПАВ обусловлена как ван-дер-ваальсовыми силами притяжения между углеводородными цепями, так и силами взаимного отталкивания их полярных групп при высоких концентрациях присадки в системе. Пока мицеллы имеют небольшие размеры, они преимущественно концентрируются в фильтрате обезмасливания. При этом церезин обедняется присадкой, что ведет к возрастанию его р„ и а. Для фильтрата аналогичные показатели снижаются, особенно р„, что говорит о высокой концентрации присадки в этом продукте. В этой области скорость фильтрования суспензий петролатумов снижается до уровня скорости фильтрования без присадки. При введении более 0,1% присадки наряду со сферическими мицеллами образуются более крупные пластинчатые мицеллы ПАВ, и присадка обнаруживается как в твердой, так и в жидкой фазе. Возможно также взаимодействие части мицелл между собой с образованием крупных агрегатов, благодаря чему скорость фильтрования увеличивается, но уже не достигает максимума. Аналогичные результаты получены при использовании присадок АзНИИ и ПМА'Д в качестве модификаторов структуры кристаллов твердых углеводородов. Следовательно, присадки этого типа обладают адсорбционным механизмом действия при кристаллизации твердых углеводородов в процессе обезмасливания.

что в структуру кристаллов твердых углеводородов присадка не внедряется. Ее молекулы сосредоточены на поверхности частиц вследствие адсорбционных сил и способствуют агрегированию образующихся кристаллов твердых углеводородов. С увеличением концентрации присадки наблюдается переход от компактных агрегатов к беспорядочным скоплениям частиц и при высоких концентрациях— вновь образование компактных агрегатов, но уже меньших размеров по сравнению с кристаллами, образовавшимися в области малых концентраций присадки. Это хорошо согласуется с изменением скорости фильтрования суспензии петролатумов в зависимости от концентрации вводимой присадки. Смолы, содержащиеся в петролатуме, снижают эффективность присадок как модификаторов структуры твердых углеводородов в процессе обез-масливания. Скорость фильтрования суспензии твердых углеводородов при обезмасливании обессмоленного петролатума во всем интервале концентраций вводимой присадки выше , чем в случае необессмоленного сырья . Различие во взаимном влиянии смол и вводимых присадок на процесс кристаллизации твердых углеводородов при депарафинизации и обезмасливании объясняется, с одной стороны, разным углеводородным составом жидкой фазы, выделяемой в этих процессах, а с другой стороны, разной структурой смол, содержащихся в рафинатах и петролатумах. Наличие присадок в конечных продуктах не всегда желательно с точки зрения эксплуатационных свойств последних.

Большой практический интерес представляет выбор в качестве модификаторов структуры твердых углеводородов веществ, не ухудшающих эксплуатационные свойства церезинов. Из теории кристаллизации расплавов известно, что при наличии в них примесей или специально введенного компонента, обладающих кристаллографическим сродством к кристаллизующейся фазе, эти вещества могут являться зародышами кристаллизации твердой фазы. В производственной практике подобные вещества имеют большое значение, так как с их помощью можно управлять процессами кристаллизации. Для интенсификации обезмасливания в качестве таких веществ i исследованы индивидуальные н-алка-ны с числом атомов углерода 20—24. При выборе условий введения этих углеводородов в суспензию петролатума, полученного при переработке западно-сибирских нефтей, показано, что в отличие от депрессорных присадок более эффективно вводить их сразу после термообработки раствора петролатума. Следовательно, н-алканы принимают участие в образовании зародышей кристаллов. Эффективность н-алканов как модификаторов структуры твердых углеводородов оценивают по тем же показателям, что и в случае применения депрессорных присадок при обезмасливании петролатума.

нение цепи н-алкана до 24 атомов углерода ведет к повышению его концентрации, необходимой для достижения максимальных скоростей фильтрования суспензий твердых углеводородов петролатумов. Значения скорости фильтрования ниже, чем в случае введения «-алкана С22Н46, а полученный церезин по качеству уступает церезину, обезмасленному в присутствии «-алкана С22Н46. Несколько иная зависимость наблюдается при использовании я-алка-нов в качестве модификаторов структуры твердых углеводородов мангышлакского петролатума, отличающегося повышенным содержанием парафино-нафтеновых углеводородов. При обезмасливании этого петролатума эффективны все три четных н-алкана , причем с увеличением числа атомов углерода в цепи от 20 до 24 их содержание, необходимое для достижения максимальной скорости фильтрования, снижается с 0,01 до 0,001% , В этой же последовательности повышается температура плавления церезина и снижается содержание в нем масла.

Однако несмотря на высокую эффективность м-алканов при-обезмасливании петролатумов высокая стоимость делает их применение на промышленных установках маловероятным. В связи с этим в качестве модификаторов структуры твердых углеводородов при обезмасливании петролатумов были исследованы фракции,, выделенные из мягкого и твердого парафинов холодным фракционированием и комплексообразованием с карбамидом, которые, по данным газо-жидкостной хроматографии и масс-спектрометриче-ского анализа, содержали 35—40% м-алканов €20—С24^ Применение таких фракций в процессе обезмасливания петролатума показало , что скорость фильтрования суспензии петролатума увеличивается при более высоких их концентрациях, чем при введении индивидуальных н-алканов. Полученные при этом церезины характеризуются более высокой температурой плавления и меньшим содержанием масла.

Таким образом, предлагаемые продукты могут быть использованы в качестве модификаторов структуры твердых углеводородов

садки, или jfti'депарафинизации и обезмасливании нефтяного сырья в присутствии модификаторов структуры твердых углеводородов.