Главная -> Словарь

Нежелательных углеводородов

• селективная очистка или экстракция растворителями - метод удаления нежелательных соединений, основанный на образовании двухфазной системы, в которой примеси с растворителем и чистое масло разделяются на два слоя. После отделения слоя экстракта получается чистое масло. Таким образом, из масла удаляются асфальтеновые вещества, смолы и аро-

Для очистки природных и нефтяных газов от сероводорода, СО2 и других серо- и кислородсодержащих «нежелательных» соединений используют в основном абсорбционные процессы, которые в зависимости от особенностей взаимодействия этих соединений с растворителями — абсорбентами можно условно объединить в следующие группы.

1. Хемосорбционные процессы очистки газа растворителями, представляющими собой водные растворы алканоламинов: моно-этаноламина , диэтаноламина , дигликольамина и др. Они основаны на химической реакции «нежелательных» соединений с алканоламинами, являющимися активной, реакционной частью абсорбента. К этой же группе относят процессы поташной очистки.

Основные недостатки процессов: не достигается комплексная очистка газов от H2S, CO2, RSH, COS и CS2; низкая глубина извлечения меркаптанов и некоторых других сероорганических соединений; при взаимодействии меркаптанов, COS и CS2 с некоторыми растворителями образуются нерегенерируемые в условиях процесса химические соединения; для реализации процессов необходимы высокая кратность циркуляции абсорбента и большие теплоэнергетические затраты ; абсорбенты и продукты взаимодействия их с примесями, содержащимися в сыром газе, нередко обладают повышенной коррозионной активностью.

2. Процессы очистки газов методом физической абсорбции «нежелательных» соединений органическими растворителями: про-пиленкарбонатом, диметиловым эфиром полиэтиленгликоля , N-метилпирролидоном и др. Они основаны на физической абсорбции, а не на химической реакции, как хемосорбцион-ные процессы.

При высоком парциальном давлении «нежелательных» соединений для реализации процессов очистки газов органическими растворителями требуются, как правило, меньшие капитальные и эксплуатационные затраты, чем для реализации аминовых хемо-сорбционных процессов, так как поглотительная способность органических растворителей возрастает примерно пропорционально парциальному давлению кислых газов и других «нежелательных» соединений. Регенерация физических абсорбентов протекает во многих случаях без подвода тепла за счет снижения давления в системе.

3. Процессы очистки газов от «нежелательных»'соединений растворителями, представляющими собой смесь водного алкано-ламинового раствора с органическими растворителями — сульфо-ланом, метанолом и др. Они основаны на физической абсорбции «нежелательных» соединений органическими растворителями и химическом взаимодействии с алканоламинами, являющимися активной реакционной частью абсорбента. Эти процессы сочетают в себе многие достоинства химической и физической абсорбции. Их можно использовать для тонкой комплексной очистки газов от сероводорода, СО2, RSH, COS и CS2.

Однако это не всегда сопряжено с дополнительными капитальными и эксплуатационными расходами, так как во многих случаях тяжелые углеводороды извлекают из газа по соображениям, не связанным с выбором процесса очистки газа от сероводорода и других серо- и кислородсодержащих «нежелательных» соединений. Процессы физической абсорбции могут оказаться более экономичными также и потому, что органические растворители обеспечивают

Рассматривая технологические особенности процессов очистки газов, необходимо отметить, что выбор способа очистки сводится, как правило, к выбору абсорбента, который при соответствующем конструктивном и технологическом оформлении процесса обеспечивает производство товарного газа и сопутствующих продуктов при высоких технико-экономических показателях. Ниже перечислены процессы очистки газов от сероводорода, СО2, RSH и других «нежелательных» соединений, основанных на химической и физической абсорбциях:

Абсорбционные схемы ГПЗ кроме общих для любого завода узлов сепарации, компримирования и осушки газа должны включать модуль абсорбции, где из газа извлекаются соответствующие компоненты , модуль деметанизации или деэтанизации насыщенного абсорбента и модуль десорбции, где из деметанизированного или деэтанизированного насыщенного абсорбента извлекается смесь целевых углеводородов и восстанавливается поглотительная способность абсорбента. В зависимости от качества исходного сырья схема может быть дополнена модулем очистки газа от серо- и кислородсодержащих нежелательных соединений.

В условиях каталитического крекинга на конверсию влияют все перечисленные выше факторы. Конверсия обычно определяется как разница между 100% и количеством остатка, кипящего выше 205° С в объемных процентах. Она является удобным показателем глубины крекинга как для-пилотных, так и для промышленных установок. Тем не менее она не определяет полностью влияние катализатора на исходное сырье. Первичные продукты реакции, кроме реакций деструкции, подвергаются под действием катализатора различным дополнительным реакциям, и остаток, кипящий выше бензина, не является таким же, каким он был в исходном сырье. В некоторых случаях, когда исходное сырье содержит относительно высокие концентрации соединений азота или тяжелых металлов, качество рециркулирующего продукта может быть заметно улучшено сравнительно с исходным Сырьем, благодаря тому, что значительная часть нежелательных соединений может быть удалена за первый проход над катализатором. Но тем не менее рециркулирующий продукт не является таким же хорошим сырьем для получения бензина, как природная нефть. Это указывает на некоторую «конверсию» остатка, кипящего выше 205° С, хотя такая конверсия не отражается на величине конверсии, как было указано выше.

На отечественных ГПЗ давление в абсорбционных аппаратах установок НТА составляет обычно при переработке нефтяных газов не более 4 МПа, при переработке природных газов — до 5,5 МПа. При выборе рабочего давления в абсорбционных системах ГПЗ принимают во внимание давление поступающего на завод газа, рабочее давление, при котором достигается оптимальное извлечение товарной продукции; давление в магистральном газопроводе, предназначенном для транспортирования очищенного газа потребителям. В СССР начальное давление в магистральных газопроводах составляет 5,4 или 7,4 МПа. Поэтому в абсорбционных аппаратах установок НТА можно в принципе поддерживать примерно такое же давление, как в магистральном газопроводе. Однако повышение давления в абсорбере имеет свои недостатки, и в частности приводит к увеличению извлечения легких нежелательных углеводородов, в результате чего количество газа в абсорбционно-отпарной колонне возрастает, что может привести к увеличению потерь пропана и более тяжелых углеводородов с сухим газом АОК.

Узел деэтанизации. Важным элементом схемы абсорбционного процесса разделения нефтяных и природных газов является узел деэтанизации насыщенного абсорбента. От эффективной работы этого узла зависит глубина извлечения легких нежелательных углеводородов из сырьевых потоков, содержание которых регламентируется в товарных продуктах ГПЗ. При производстве пропана и более тяжелых углеводородов количество этана ограничивается, например, в сырьевом потоке десорбера из-за того, что повышенное его содержание приводит к необходимости ужесточения условий конденсации широкой фракции углеводородов , получаемой с верха десорбера, а при отсутствии такой возможности возникает проблема компримиро-вания и смешения этой продукции с сырым газом с целью повторного извлечения ее в абсорбере, т. е. возникает необходимость рекомпрессии и реабсорбции несконденсировавшихся углеводородов. При повышенном содержании этана в сырьевом потоке десорбера ухудшается качество пропановой

Снижение доли побочных реакций, однако, не всегда приводит к возрастанию октановых чисел. Качество «пропиленового» алкилата лишь незначительно улучшается при снижении температуры, поскольку пониженная температура препятствует не только побочным реакциям, но и переносу водорода: уменьшение выхода 2,4-диметилпентана и других нежелательных углеводородов сопровождается сокращением доли 2,2,4-триметилпентана. Качество алкилата, полученного в случае бутена-1 при низких температурах, также было невысоким, вследствие того что понижение температуры тормозило желаемую изомеризацию бутена-1*. При 45 °С большая часть бутена-1 изомеризуется в бутен-2 прежде, чем начинается алкилирование, и триметилпентаны образуются в качестве главного продукта. При 4 °С менее половины бутена-1 подвергается изомеризации, и основным продуктом алкилирования является 2,3-диметилгексан.

Селективная О. м. — обработка селективными растворителями дистиллятов или концентратов нефтей для удаления из них нежелательных углеводородов и смол и последующая до-очистка получаемого рафината контактным или перколяциолным способом, отбеливающей землей или в нек-рых случаях кислотно-контактным способом. Из селективных растворителей наиболее известны нитробензол, фурфурол, фенол, пропан, крезол и

в исходной фракции. Поэтому для дополнительного извлечения из рафината нежелательных углеводородов в следующих ступе-.нях очистки необходимо повышать температуру.

Учитывая то обстоятельство, что полициклические ароматические углеводороды с короткими боковыми цепями обладают низким индексом вязкости, большой склонностью к окислению кислородом с образованием смолистых веществ," указанным выше путем можно .отделить от нефтяной масляной фракции нежелательные, низкоиндексные углеводороды. На этом основан весьма важный в технологии производства масел метод очистки их при помощи избирательного растворения нежелательных углеводородов в соответствующих растворителях. Основой принципа очистки при помощи ' селективных растворителей является свойство молекул последних ассоциироваться с молекулами углеводородов, преимущественно ароматического ряда, с образованием комплексов нерастворимых при данной температуре в очищенном масле.

Образование указанных комплексов и удаление из масла таким путем нежелательных углеводородов возможно лишь в тех условиях, когда при смешении масла с растворителем образуются 2 слоя — рафинатный и экстрактный. Это может происходить при температурах ниже КТР.

1) очистка масел — удаление различных нежелательных углеводородов и некоторых других соединений;

Разделить очищаемое масло на желательную и нежелательную части при помощи избирательных растворителей удается более четко, чем другими методами очистки, например при сернокислотной очистке. При умеренном действии кислоты из масел частично удаляются смолы и асфальтены; основные масляные углеводороды почти не затрагиваются. Для получения особо высококачественных масел требуется более глубокая очистка; для этого необходимо усилить действие серной кислоты повышением температуры процесса, крепости кислоты, ее расхода и т. п. Но в этом случае кислота извлекает и основные полезные углеводороды масел и наряду с удалением нежелательных углеводородов происходит потеря ценной части масла. / Избирательные растворители и их характеристика. Для /очистки масел наиболее часто употребляются следующие раство-L/рители: фенол, фурфурол, крезолы, нитробензол, жидкий сернистый ангидрид в смеси с бензолом .

На рис. III.48 приведена принципиальная технологическая схема абсорбционного процесса, предназначенного для извлечения из нефтяных и природных газов пропана и более тяжелых углеводородов. Согласно схеме исходный газ после предварительной очистки от капельной жидкости и механических примесей компримируется, осушается до необходимой точки росы и подается под нижнюю тарелку абсорбера 1 , на верхнюю тарелку подают регенерированный абсорбент. В этом аппарате из газа извлекают целевые компоненты и некоторое количество нежелательных углеводородов .

На отечественных ГПЗ давление в абсорбционных аппаратах установок НТА составляет обычно при переработке нефтяных газов не более 4 МПа, при переработке природных газов — до 5,5 МПа. При выборе рабочего давления в абсорбционных системах ГПЗ принимают во внимание давление поступающего на завод газа, рабочее давление, при котором достигается оптимальное извлечение товарной продукции; давление в магистральном газопроводе, предназначенном для транспортирования очищенного газа потребителям. В СССР начальное давление в магистральных газопроводах составляет 5,4 или 7,4 МПа. Поэтому в абсорбционных аппаратах установок НТА можно в принципе поддерживать примерно такое же давление, как в магистральном газопроводе. Однако повышение давления в аб-' сорбере имеет свои недостатки, и в частности приводит к увеличению извлечения легких нежелательных углеводородов, в результате чего количество газа в абсорбционно-отпарной колонне возрастает, что может привести к увеличению потерь пропана и более тяжелых углеводородов с сухим газом АОК.