Главная -> Словарь

Разделения близкокипящих

Очень сложные и трудоемкие расчеты процессов разделения бензиновых, керосиновых и других фракций в многотарельчатых колоннах. Расчет ректификации многокомпонентной смеси заключается в решении системы уравнений материального и теплового баланса на каждой тарелке и уравнений парожидкостного равновесия. Для проведения таких расчетов стали применять электронные вычислительные машины.

Условия адсорбционного разделения бензиновых фракций на фракцию парафиновых углеводородов нормального строения и фракцию ароматических, нафтеновых и изопарафиновых углеводородов:

ного коксования — 1,2 млн. т/год, гидроочистки дистилла-тов — 1,5 млн. т/год, разделения бензиновых фракций — 1,4 млн. т/год. Лицензиаром большинства установок является американская компания UOP. Завод будет выпускать высокооктановый неэтилированный бензин, соответствующий европейским стандартам , малосернистое дизельное топливо , малосернистое реактивное топливо , кокс , сера , сжиженные газы .

сорбционного разделения бензиновых фракций. Анализируемый'

При разработке методики разделения бензиновых фракций

Способность цеолитов адсорбировать легкие парафиновые углеводороды нормального строения была использована для повышения октановых чисел бензиновых фракций. В США имеются промышленные установки для разделения бензиновых фракций с помощью молекулярных сит. Адсорбция проводится в паровой фазе при температуре, обычно на 20—30° С превышающей температуру конца кипения исходного продукта, и при избыточном давлении 7—8 am.

Основной особенностью разделения бензиновых фракций на молекулярных ситах, по сравнению с другими процессами их об-

Схема разделения бензиновых фракций представлена на рис. 4.

1. Предложен комбинированный способ разделения бензиновых фракций с применением реакции ксмплексообразс1вания с тиомочевивтой, селективной адсорбции нормальных алканов молекулярным ситом СаА и хромато-графичеокой адсорбции ароматических углеводородов па сили-кагеле.

Молекулярные сита с размером каналов 5А мы использовали в сочетании с методами комплексообразования с тиомочевиной и хроматографической адсорбции на силикагеле для разделения бензиновых фракций. Таким путем получены концентраты нафтеиов, концентраты изо-алкавов и смеси н-ал-каноз и ароматических углеводородов из узких фракций, которые могут быть использованы в качестве сырья для нефтехимического синтеза. Результаты разделения широких фракций бензина показали, что после депарафи-нирования фильтратов их октановые числа повышаются на 16—-16,5 пункта и они могут быть использованы так же, как и концентраты нафтеиов, в качестве высокооктановых компонентов бензина, не подвергаясь дальнейшему разделению согласно предложенной схеме.

von re-Paraffine, Erdol u. Kohle, № 5, 356 . 32; Митрофанов М. Г., М и р с к и й Я. В., Дорогочин-с к и й А. 3. и др., О выборе рациональной схемы процесса разделения бензиновых фракций на молекулярных ситах, Труды ГрозНИИ, вып. XV, Гостоптехиздат, 1963, стр. 84.

Сх«мы с тепловым насосом на конечных продуктах по рис. {1-6 применяют для разделения близкокипящих смесей, в то время как схемы с тепловым насосом на промежуточных продуктах по рис. П-8 предназначены для ректификации ширококипящих смесей.

Рис. П-20. Схемы' ректификационных систем для четкого разделения близкокипящих смесей на две фракции:

тельная способность промышленных ректификационных колонн выделения этилбензола и о-ксилола была рассчитана по методике, разработанной для разделения близкокипящих веществ . Эта методика, применяемая при расчетах на электронно-вычислительных машинах, характеризуется следующими основными положениями. Программа составлена для заданных условий разделения, т. е. когда определены требуемые чистоты и отборы продуктов. В этом случае распределение ключевых компонентов известно, а распределение других компонентов смеси уточняется при расчете. Расчет проводят сцособом «от тарелки к тарелке» с определением мольных концентраций компонентов жидкой и паровой фазы. Количество молей жидкости и пара по высоте секций колонны постоянно. Вследствие небольшого изменения температур относительные летучести компонентов принимали постоянными по высоте колонны.

Этот процесс используется для разделения близкокипящих и азеотроп-ных смесей, разделение которых обычной ректификацией представляет большие трудности или вообще невозможно.

Выбор уводителя. Выше были приведены некоторые общие правила, позволяющие предсказать и рационально выбрать уводители для азеотроппой перегонки. Однако по практическим соображениям при выборе уводителя необходимо учитывать и некоторые другие факторы. Идеальный уводитель не должен вызывать коррозии оборудования, он должен быть инертным по отношению к компонентам сырья, термически стойким, недефицитным, дешевым и нетоксичным. Кроме того, предпочтительно, чтобы он имел низкую молярную скрытую теплоту испарения. Для разделения близкокипящих углеводородов следует применять уводители, обладающие следующими свойствами:

Однако наибольшее распространение, особенно для анализа низкомолекулярных фенолов, получил метод газо-жидкостной хроматографии. Несмотря на простоту и удобство метода, практическое его применение наталкивается на ряд серьезных трудностей. Основные из них заключаются в подборе селективных неподвижных фаз и инертных твердых носителей. Сложность состава фенольных смесей, наличие гидроксильных групп и других заместителей, определяющих полярность фенолов, обусловливают сложный характер сил взаимодействия разделяемых компонентов с неподвижной фазой. Это подтверждают данные по использованию неподвижных фаз различной полярности. Так, если при применении неполярных и слабополярных фаз разделение в основном проходит по молекулярному весу и температурам кипения, то на полярных фазах решающим фактором является уже не различие в давлении паров, а образование водородных связей между гидроксильными группами фенолов и функциональными группами неподвижной фазы. Последнее обстоятельство при соответствующем подборе фаз позволяет достигнуть изменения порядка выхода компонентов и в ряде случаев добиться разделения близкокипящих фенолов, в том числе изомерных. Таким образом, выбор неподвижной фазы в каждом конкретном случае должен определяться составом анализируемой смеси и поставленной задачей.

Известно несколько десятков неподвижных жидких фаз, рекомендуемых для разделения фенолов. Относительные удерживаемые объемы наиболее распространенных в промышленности фенолов на некоторых наиболее употребительных фазах приведены в таблице 1.3.1. Апиезон L как неполярная фаза широко-применяется в аналитической практике для разделения гомологичных фенолов. Из полярных фаз, применяемых для разделения близкокипящих компонентов, чаще всего используют фосфорнокислые эфиры фенолов. По селективности фосфатов фенолы могут быть расположены в следующей последовательности: 2,4-кси-ленол2,4- + 2,6-ксиленолы о-крезоло-этилфенолл*-кре-золп-крезол2,5-ксиленол3,5-ксиленол м-изопропилфенол о-етор-бутилфенол2-метил-4-трет-бутилфенол . Особенно хорошее разделение изомерных крезолов достигается на смеси три--фосфата с 85%-ной Н3РО4 и на диментилфталате .

Помимо указанных в табл. 1.3.1 фаз, из других фаз, используемых для разделения близкокипящих фенолов, заслуживают-внимания дисперсол CWL i, нанесенный в количестве 30% вместе с 15% КОН на хромосорб W, а также жидкокристаллические фазы . Для разбавленных водных растворов удобен полный эфир диксилилфосфата и пентаэритрита .

Включение теплового насоса в схему разделения нефтепродуктов эффективно при небольшой разности температур верха и низа колонны; необходимости применения в схеме без теплового насоса специальных хладоносителей для охлаждения верха колонны; невозможности достаточного охлаждения верха колонны водой, которой располагает завод; использовании в схеме без теплового насоса дорогостоящих теплоносителей. Наиболее полно этим условиям отвечают процессы разделения близкокипящих углеводородов, которые из-за необходимости применения высоких кратностей орошения весьма энергоемки.

Основной частью прибора для низкотемпературной ректифика-цжи газа является ректификационная колонка. Колонки обладают различной разделительной способностью, зависящей главным образом от их конструкции и от примененной насадки. Четкое разделение углеводородных газов Cj—C4 на отдельные фракции с интервалом кипения более 30° может быть успешно выполнено на колонке, эффективность которой соответствует 10—-12 теоретическим тарелкам . Колонки более эффективные требуются для разделения близкокипящих углеводородов. В частности, такие колонки необходимы для разделения углеводородов С4.

Мембранные процессы применяют для очистки и концентрирования растворов; разделения близкокипящих компонентов, азеотропных и нетермостойких смесей; отделения высокомолекулярных веществ от низкомолекулярных растворителей; глубокой очистки сточных вод и т. п.