Главная -> Словарь

Низкозастывающих компонентов

Комплексообразование целесообразнее по условиям равновесия проводить при высокой концентрации карбамида и относите/ ьно низкой температуре , что является важным досто — ин :твом процесса. Другим существенным преимуществом карба — мирной депарафинизации является значительно более высокая селективность по отношению к нормальным парафиновым углеводородам, что определяет большой выход денормализата . Однако селективность карбамида снижается с повышением температуры кипения сырья депарафинизации. Поэтому карба — мидная депарафинизация применяется преимущественно для получения низкозастывающих дизельных топлив и маловязких масел.

Как видно из представленных данных, наиболее массовым в стране является летний сорт топлива. Доля зимнего и арктического сортов в общем дизельном фонде составляет всего 11 %, что примерно только на половину удовлетворяет растущие потребности страны в низкозастывающем виде топлива, связанные с необходимостью интенсивного освоения природных богатств Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера. В настоящее время основным способом получения низкозастывающих дизельных топлив является облегчение их фракционного состава путем снижения температуры конца кипения до 300 — 320 "С , что св5 зано с существенным ограничением их ресурсов. Относительно

изопарафиновые углеводороды С10-С18, выкипающие в пределах 200-320 °С, — компоненты низкозастывающих дизельных топлив;

При переработке нефтяных фракций протекают не только реакции собственно гидрирования, но и различные реакции изомеризации и расщепления. Большею частью они связаны между собой общностью механизма или общими промежуточными продуктами. Между тем в технологических целях важно обеспечить высокую селективность катализаторов: в одних случаях они должны интенсивно гидрировать полициклические ароматические углеводороды и сохранять моноциклические , в других — обеспечивать глубокую изомеризацию , в третьих — сохранять углеродный скелет сырья без изомеризации и т. д. Очевидно, что для обеспечения селективности процесса нужно создавать катализаторы с различными сочетаниями гидрирующей, изомеризующей и расщепляющей активностей. Первым шагом на пути разработки таких катализаторов должно было явиться изучение химии превращений различных классов углеводородов в присутствии промышленных катализаторов.

19. Энглин Б. А., Митусова Т. Н., Веретенникова Т. Н., Азеев В. С. Особенности производства и применения низкозастывающих дизельных топлив // Химия и технология топлив и масел.— 1986.- № 5.- С. 2-4.

Как. видно из представленных данных, наиболее массовым в стране является летний сорт топлива. Доля зимнего и арктического сортов в общем дизельном фонде составляет всего 11%, что примерно только на половину удовлетворяет растущие потребности страны в низкозастывающем виде топлива, связанные с необходимостью интенсивного .освоения природных богатств Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера. В настоящее время основным способом получения низкозастывающих дизельных топлив является облегчение их фракционного состава путем снижения температуры конца кипения до 300-320 °С , что связано с существенным ограничением их ресурсов. Относительно небольшая часть таких топлив вырабатывается на основе цеолитной и карбамидной депарафинизации. Денор-мализаты цеолитной депарафинизации имеют хорошие низкотемпературные свойства , поэтому они преимущественно используются в качестве зимних и арктических топлив. При карбамидной депарафинизации не полностью удаляются высокоплавкие парафины, поэтому денормализаты этого процесса имеют хотя при температуре застывания -35 "С и ниже температуру помутне,ния лишь -11 "С вместо требуемых -25 или -35°С. Необхрдимо обратить внимание на нерациональное вовлечение денормализатов в летнее дизельное топливо, что обусловлено географией размещения установок "Парекс" и отсутствием резервуаров необходимых объемов для хранения и последующего использования денормализатов для производства зимних сортов топлив. Для более полного удовлетворения потребностей в зимних и арктических сортах дизельных топлив и одновременно в жидких парафинах — ценном дефицитном сырье для нефтехимии и микробиологического синтеза - в 80-е годы в нашей стране ускоренными темпами строились установки депарафинизации, особенно типа "Парекс". Однако позже в связи с принятием во многих странах мира, в том числе в СССР, законодательных актов, запрещающих использование жидких нефтяных парафинов для производства белково-витаминных

цессы каталитической изомеризации в присутствии водорода для массового получения легких изопарафино-вых углеводородов , низкозастывающих дизельных и специальных топ-лив или специальных масел. Для всех гидрогенизацион-ных процессов и катализа в среде водорода необходимо определить условия, при которых достигается снижение или подавление коксообразования, т. е. отложения на катализаторах дезактивирующих углистых пленок. Дезактивация катализатора вызывает необходимость периодической его смены или регенерации непосредственно в реакторном устройстве или вне его, через строго определенные промежутки времени.

Назначение процесса карбамидной депарафинизации состоит в получении низкозастывающих дизельных топлив зимних сортов, трансформаторных масел и жидких нормальных алканов — сырья для производства белково-витаминных концентратов , синтетических жирных кислот и спиртов, моющих веществ.

!ВГ нефтеперерабатывающей промышленности процесс карб-амидной депарафинизации применяется в основном для получения товарных нефтепродуктов с низкими температурами застывания, в первую очередь при производстве низкозастывающего дизельного топлива . Карбамидная депарафи-низация является единственным процессом, который позволяет обеспечить на базе любых, в том числе высокопарафинистых, нефтей производство низкозастывающих дизельных топлив в масштабах, ограниченных лишь ресурсами исходного сырья. Некоторое снижение выпуска дизельного топлива в результате депарафинизации компенсируется в экономическом отношении улучшением их качества и получением мягкого парафина — ценного сырья для химической переработки и для других целей. Из табл. 31, в кото-рой дано сравнение результатов депарафинизации дизельных фракций различных парафинистых нефтей, видно, что депарафиниза-ция селективными растворителями не обеспечивает получение дизельного топлива зимних сортов, в то время как депарафиниза-ция карбамидом дает в этом отношении положительный результат, хотя выход топлива снижается при этом на 12,6—50,0%.

Опубликовано много исследований, посвященных получению низкозастывающих дизельных топлив при помощи карбамидной депарафинизации. Так, исследованиями М. Г. Митрофанова с сотр. установлена возможность получения депарафиниза-цией карбамидом зимнего дизельного топлива из различных пара-финистых нефтей . Депарафинизацию проводили кристаллическим карбамидом при следующих условиях:

Жидкие парафины являются побочным продуктом производства низкозастывающих дизельных топлив методами карбамидной депарафинизации и адсорбции на цеолитах — молекулярных ситах .

Основой низкозастывающих компонентов нефтяных масел являются алкилнафтеновые и алкилнафтеноароматические углеводороды.

Говорить о химической природе и структуре низкозастывающих компонентов, которые входят в различные нефтяные продукты, являющиеся сырьем для депарафинизации, это значит рассматривать химическую природу нефтяных масел вообще, поскольку низкозастывающие компоненты составляют основную долю их массы. По вопросам химической природы нефтяных масел имеется обширная литература , что позволяет опустить в настоящем изложении подробный разбор и примеры возможных химических составов низкозастывающей части масляного сырья и привести лишь краткие резюмирующие положения.

Основой низкозастывающих компонентов нефтяных масел являются алкилнафтеновые * и алкилнафтено-ароматические углеводороды. Под алкилнафтеновыми углеводородами подразумеваются моно- и полициклические нафтены, имеющие боковые алкильные цепи. Алкилнафтено-ароматические представляют собой полициклические углеводороды, содержащие как нафтеновые, так и ароматические кольца и алкильные боковые цепи. В маслах могут присутствовать и алкилароматические углеводороды, не имеющие нафтеновых колец, хотя некоторые авторы, например Ван-Нес и Ван-Вестен , полагают, что углеводороды такого типа содержатся только в низших фракциях нефтей . Нафтены представлены в маслах угле-

Крайне мелкая кристаллическая структура этих твердых углеводородов весьма осложняет их очистку и освобождение от низкозастывающих компонентов и высоковязких веществ полициклического и смолистого характера путем перекристаллизации, поскольку образующиеся кристаллики оказываются настолько мелкими, что крайне трудно поддаются отделению от маточного раствора как фильтрацией и центрифугированием, так и всеми другими обычно применяющимися для данной цели средствами. Поэтому исследователи, изучавшие остаточные углеводороды, заменяли действительную их перекристаллизацию повторными переосаждениями. При переосаждении к растворителю добавляли компоненты, снижавшие растворимость не только твердых, но и некоторых жидких наиболее тяжелых, высокомолекулярных угле-

Кристаллическая структура входящих в состав нефтяных фракций твердых углеводородов имеет весьма важное значение при процессах депарафинизации, поскольку эти процессы в большинстве основаны на отделении теми или иными способами выкристаллизовавшихся твердых углеводородов от низкозастывающих компонентов или от их растворов в различных растворителях.

Существенно улучшает микроструктуру депарафинируемых суспензий применение порционной подачи растворителя. При порционной подаче растворителя и вводе основной его массы, в конце охлаждения возникающие кристаллические образования становятся разрозненными^ мало связанными между собой и хорошо поддающимися фильтрации и центрифухиро чество его в этом осадке окажется. При повышении же разбавления сырья растворителем уменьшится концентрация масла во всем растворе и в той его части, которая остается в осадке-, парафина. Следовательно, повышение разбавления депарафини-руемого сырья растворителем способствует повышению четкости, разделения его застывающих и низкозастывающих компонентов и несколько увеличивает выход депарафинированного масла. .. / Связь разбавления и температуры депарафинизшхии. Разбавление сырья растворителем тесно связано с температурой, при которой необходимо проводить депарафинизацию. Величина ее, определяется требуемой температурой застывания целевого депарафинированного масла. При депарафинизации без растворителей, масло приобретает температуру застывания более низкую, чем; температура депарафинизации. Это обусловливается тем, что при данной температуре из обрабатываемого продукта удаляется вся сумевшая выкристаллизоваться из него твердая фаза, и для дальнейшего ее выделения в количестве, которое сможет вызвать застывание продукта, потребуется дополнительное охлаждение на несколько градусов. Добавление же к сырью растворителя приводит обычно к переходу в раствор при температуре депарафинизации некоторого дополнительного количества парафина, вследствие чего количество парафина, остающегося в рае-, творенном состоянии и не удаляемого при депарафинизации, увеличивается, что и вызывает повышение температуры застывания депарафинированного масла выше температуры депара-

Экстракционной депарафинизацией именуются процессы, в которых разделение застывающих и низкозастывающих компонентов основывается на различной их растворимости в тех или иных растворителях и выполняется путем экстрагирования этими растворителями. В принципе растворители в зависимости от природы могут растворять как низкозастывающие компоненты, оставляя застывающий продукт в остатке от экстракции, так и парафин, оставляя неэкстрагированными низкозастывающие компоненты. В техническом отношении были бы значительно более удобны те растворители, которые растворяют предпочтительно-застывающие компоненты. Однако такие растворители, приемлемые для промышленного применения, еще не найдены. Что же касается перфторуглеводородов, способных растворять преимущественно парафин , то данных относительно возможности их промышленного использования для рассматриваемой цели не имеется. Вследствие атого предложенные в_ настоящее время процессы экстракционной депарафинизации основываются на экстрагировании из обрабатываемого сырья низкозастывающих компонентов.

Положительным в процессах экстракционной депарафдниза-ции является простота аппаратурного оформления, поскольку в этих процессах компоненты разделяют путем экстрагирования, вследствие чего не требуется сложных разделяющих устройств, как фильтры или центрифуги. Недостатки этих процессов — малые выходы депарафинированных масел и недостаточно глубокое удаление из них парафина. Эти недостатки являются следствием недостаточно высокой избирательной способности известных растворителей при повышенных температурах в отношении застывающих и низкозастывающих компонентов масляного сырья.

ратуры растворимость парафинов убывает более резко, чем растворимость низкозастывающих компонентов, вследствие чего разница между этими растворимостями увеличивается. И при температурах, при которых основная масса парафинов закристалли-зовывается, эта разница достигает величины, достаточной для эффективной экстракционной депарафинизации. Следовательно, возникает процесс низкотемпературной экстракционной депарафинизации. Этот процесс разработан в ГрозНИИ и на Грозненском нефтемаслозаводе Н. Ф. Богдановым, С. И. Степуро, М. Г. Митрофановым, Е. М. Брещенко, Н. А. Тарасовым и М. И. Сергеевой. При обработке закристаллизованного нефтяного продукта избирательным растворителем этими исследователями обнаружено, что в раствор переходят только низкозастывающие компоненты, а застывающие вещества — лишь в том количестве, в котором они способны раствориться в этом растворителе при данной температуре. Выделившиеся же кристаллы парафина полностью удерживаются остающейся масляной фазой и в среду растворителя не переходят. Более того, если при охлаждении раствора, содержащего взвесь кристалликов парафина, выделится масляная фаза, то вся взвесь парафина перейдет в масляную фазу, а раствор полностью от нее очистится. Выделившуюся таким образом масляную фазу вместе с увлеченным парафином можно легко отделить от очистившегося раствора простым отстоем. Эта важная особенность процесса низкотемпературной экстракционной депарафинизации отличает его от процессов депарафинизации кристаллизацией, при которых приходится отделять от раствора мелкодисперсную твердую фазу.

Депарафинизация нефтяных продуктов может быть основана также и на различной адсорбируемости их застывающих и низкозастывающих компонентов. При этом различные адсорбенты в за-

Эти показатели наблюдаются при процессах, в которых в качестве кетона в составе растворителя берут ацетон, как это делают на ряде действующих заводов. Если же в качестве кетона применяют МЭК, то приведенные показатели изменяются следующим образом. Содержание кетона в составе растворителя повысится с 25—40% до 40—60%, а при обезмасливашш — даже до 65— 70%. Повысится до —1 -~ —6° температурный эффект депарафинизации, что позволит вести обработку при более высоких температурах или получать масло с более низкими температурами застывания. Повысится на 2—5% отбор масла вследствие улучшения четкости разделения застывающих и низкозастывающих компонентов. Содержание же масла в получаемом гаче при этом соответственно уменьшится. При обезмасливании несколько возрастет выход целевого парафина-сырца при снижении содержания в нем масла. При применении МЭК-бензол-толуоловых растворителей можно уменьшить на 28—32% разбавление сырья растворителем, что соответствующим образом повысит производительность фильтров. На 10—15% возрастут скорости фильтрации.