Главная -> Словарь

Разделения необходимо

В ГрозНИИ разработаны лабораторные установки непрерывного действия с вводом водяного пара или азота, которые имеют более надежные и относительно простые узлы дозирования и ввода в колонну малых количеств перегретого водяного пара, разделения нефтепродуктов от водяного слоя при конденсации.

Основные теоретические положения хроматографического разделения нефтепродуктов заключаются в том, что из нефтяных углеводородов легче всего адсорбируются ароматические, затем непредельные и труднее всего нафтеновые и метановые углеводороды.

Метод избирательного растворения начали применять на заводах, вырабатывающих смазочные масла, для разделения нефтепродуктов на химически однородные или близкие группы веществ лишь последние 20—25 лет. Между тем Харичков 60 лет назад применил метод избирательного действия растворителей в лаборатории в Грозном для разделения высокомолекулярных углеводородов, содержащихся в мазуте грозненской парафинистой нефти. Еще в 1915 г. был применен фенол как избирательно действующий растворитель для извлечения из угля органических веществ . В 1947 г. Черножуков и Лужецкий более 50 лет назад применил метод избирательного действия растворителей в лаборатории в Грозном для разделения высокомолекулярных углеводородов, содержащихся в мазуте грозненской парафипистой нефти. Еще в 1915 г. был применен фенол как избирательно действующий растворитель для извлечения из угля органических веществ I27J. В 1947 г. Н. И. Чорножуков и А. А. Лужец-кий применили его также для разделения нефтяных смол. Использование избирательного действия растворителей в настоящее время играет значительную роль в процессах разделения нефти и в особенности высокомолекулярных ее частей как при изучении химического состава ее, так и в процессах переработки.

Вышеизложенным Л. Г. Гурвич подвел научную базу под явления, наблюдаемые при каталитическом крекинге на алюмо-силикатных катализаторах, а также при очистке масел отбеливающими землями, и далее под закономерности, лежащие в основе современного хроматографического метода разделения нефтепродуктов на составляющие их углеводороды.

мелкопористые силикагели с диаметром пор порядка 30 А могут применяться для разделения нефтепродуктов молекулярного веса, соответствующего бензино-лигроиновым фракциям.

На рис. 3 представлены хро-матограммы, полученные при определении t ^тн-бензола , дихлорэтана , диизоамило-вого эфира и этилацетата . Для сравнения здесь же дана хроматограмма, полученная только с подвижной фазой; . В этих условиях было определено 'относительное время! удерживания двадцати двух растворителей, образующих элюотропный ряд . Естественно, что этот элюотропный ряд не исключает возможности применения других растворителей для разделения нефтепродуктов. Следует иметь в виду, что растворители, применяемые для хроматографи-ческого разделения нефтепродуктов, должны иметь низкук температуру кипения, не вступать в химическое взаимодействие с компонентами пробы,, адсорбентом и другими растворителями. Широкие возможности такого способа элюирова-ния хорошо иллюстрируются хроматограммами, приведенными на рис. 4. Разделение осуществлялось в капиллярной колонке высотой 250 мм, диаметром 1,2—1,4 мм на силика-, 1 • 10'4 г растворена в соответ-

Результаты расчетов оптимальных технологических параметров схем ЦГФУ, соответствующих минимальным приведенным затратам, показаны в табл. V-il5. Из приведенных данных видно, что оптимальной является схема д, соответствующая принципу деления сырья пополам. Однако для разделения этого же сырья, поступающего при 4 МПа, оптимальной будет схема а, для которой условные приведенные затраты на 12% меньше, чем по схеме д. Таким образом, при выборе оптимальных технологических схем разделения необходимо учитывать также термодинамические параметры сырья.

При исследовании нефти широкое распространение получили некоторые методы. Для достижения соответствующего разделения необходимо, чтобы, с одной стороны, составляющие одной группы в процессе разделения вели себя совершенно одинаково, а с другой стороны, чтобы полученные фракции обладали одинаковыми свойствами. Ввиду того, что выполнимость первого условия ограничена, второе условие не может быть выполнено достаточно строго. Например, в настоящее время с трудом можно разделить молекулы, слабо отличающиеся по степени замещения колец или по степени разветвления в боковых цепях. Почти все существующие методы разделения по типам требуют значительного различия молекул или по поляризуемости, или по форме. В настоящее время компоненты нефти могут быть классифицированы следующим образом 2:

Гранулометрический состав твердой фазы. Для обеспечения хорошего транспортирования суспензии по трубопроводам, получения парафина требуемого качества, а также подбора аппаратуры для разделения необходимо

При рассмотрении причин некоторой агрегативной устойчивости нефтесодержащих вод и интенсификации процесса их разделения необходимо учитывать влияние действующих в них факторов стабилизации и дестабилизации.

Весьма трудно говорить о преобладании серу-, кислород- или азотсодержащих соединений в смолах нефтей, так как в большинстве случаев здесь встречаются гетероорганнческие соединения смешанного характера, т. е. такие, в молекуле которых содержатся атомы двух или всех трех элементов . Это вполне согласуется с представлениями о том, что в основе структуры молекул смол и асфальтенов лежат поликонденсированные циклические системы, построенные из карбо- н гетероциклических колец. Хотя и нелегко, но все же принципиально возможно отделить высокомолекулярные полициклические углеводороды от смол, близких к ним по строению углеродного скелета. Для такого разделения необходимо применять методы, основанные на использовании различия в свойствах этих двух классов высокомолекулярных соединений нефти, обусловленных появлением в молекулах смол большего или меньшего количества гетероциклических структур. Это различие, быть может, можно успешнее использовать на основе химических методов .

Фракции с равными температурами застывания расположены по возрастанию- плотности. Таким образом, в результате многократного фракционирования мягкого парафина с температурой застывания +14° С удалось получить 40 фракций с температурами застывания от —9 до +32° С, подавляющее большинство которых представляет собой одноградусные по температурам застывания фракции и-парафинов. При этом только фракция 1, полученная на первом этапе фракционирования с наибольшим выходом и имеющая температуру застывания +9° С, была разделена на 15 фракций с температурами застывания от —9 до +21° С. Следовательно, по указанному методу можно выделять из парафинсодержащего сырья фракции к-парафинов с определенными температурами застывания, не применяя других методов разделения. Необходимо отметить значительную

Весьма трудно говорить о преобладании . !)то вполне согласуется с представлениями о том, что в основе структуры молекул смол и асфальтепов лежат поликондсп-сированнме циклические системы, построенные из карбо- и гетероциклических колец. Хотя и нелегко, но все же принципиально возможно отделить высокомолекулярные полициклические углеводороды от смол, близких к ним по . Во всяком случае нельзя согласиться с высказанным отдельными исследователями п редположепнем, что смолы, выделенные из нефтяных остатков, представляют собой механическую смесь углеводородов с, серу- и кислородсодержащими органическими соединениями. Если бы это было так, то элементарный состав смол, выделенных с применением разных методов, различался бы в очень широких пределах. Между тем сопоставление многочисленных данных анализов по элементарному составу показывает, что такие характеристики, как отношение С : 1Г, содержание кислорода п серы, а также суммы всех гетерозлемептов, сохраняют довольно устойчивое постоянство для неф-тей близкой химической природы, а отношение С : II — также и для смол большинства исследованных нефтей. Близкие значения получаются и для удельных весов смол. Конечно, полпота отделения углеводородов от смол в сильной степени зависит от химической природы разделяемой смеси и от совершенства методов разделения, что не может не сказываться п той или иной мере п на результатах анализов смол.

Углеводороды природных газов имеют большое число компонентов парафинового, нафтенового и ароматического ряда, различающихся по температурам кипения, упругости паров, растворимости и другим свойствам, поэтому жидкости для их хроматографического разделения необходимо подбирать такие, в которых достигается необходимая для целей хроматографического разделения растворимость, стойкость к температурному воздействию и малую упругость пара. Жидкости, используемые для разделения углеводородных фракций до С9, нельзя применять для разделения более высокомолекулярных углеводородов, так как они требуют более высоких температур в колонках, при этом упругость паров углеводородов повышается и, испаряясь, они выносятся из колонки газом-носителем.

Интересно сравнить приведенные выше результаты с результатами, полученными для разделения той же системы детальным расчетом по тарелкам. При кратности орошения 26,0 расчет числа тарелок дает 15,0 в исчерпывающей секции и 41,5 в укрепляющей, или всего 56,5 теоретических тарелок. Согласно лабораторным испытаниям к. п. д. тарелки для этой системы равен около 40%; с учетом ограничения максимальной температуры и давления можно считать, что максимальное число тарелок в колонне будет около 70. В этом случае падение давления на каждой тарелке равно 2,2 мм рт. ст. При кратности орошения 26,0 и к. п. д. тарелки 40 % для разделения необходимо 145 фактических тарелок. В окончательном варианте принята установка двух колонн по 70 тарелок в каждой. Такая схема отличается двумя особенностями: а) давление в системе изменяется не непрерывно, так как давление в верху каждой колонны равно 50 мм, а внизу 2QO мм рт. ст. абс.; это необходимо учитывать и при расчете колонны по тарелкам; б) каждая колонна снабжена кипятильником и конденсатором, хотя обе они работают последовательно как единая колонна.

Чтобы надежно предотвратить какие-либо изменения структуры сернистых соединений в процессе их концентрирования и разделения, необходимо было разработать способы получения некрекированных дистиллятов из сырых нефтей. Метод изотермической перегонки, разработанный в ходе работ по теме 48 АНИ, основан на принципе однократного испарения ди-

Такие же проблемы возникают при разработке реакторного узла, где может быть использовано несколько типов реакторных устройств, несколько вариантов подвода или отвода тепла, несколько вариантов отделения продуктов реакций от катализатора и т. д. Кроме того, при создании производства в целом и различных его подсистем необходимо учитывать все ограничения, как обусловленные свойствами веществ и их смесей, так и технологические и др. В частности, при разработке и исследовании различных вариантов технологических схем разделения необходимо прежде всего определить допустимые пределы изменения входных и выходных переменных, т. е. выделить соответствующие ограничения для подсистем и всей системы, обусловленные: