Главная -> Словарь

Температуре хрупкости

Глубина депарафинизации фильтрата при этих процессах определяется температурой охлаждения и фильтрации перерабатываемого продукта, а также чистотой удаления из него твердой фазы. При полном удалении при фильтрации выкристаллизовавшегося парафина температура насыщения фильтрата оказывается равной температуре фильтрации или ниже ее на 0,5—1°. Температура же застывания фильтрата лежит еще на 2—3° ниже температур фильтрации и насыщения, поскольку для застывания фильтрата необходимо, чтобы из него дополнительно выкристаллизовалось некоторое количество парафина.

Недостатком этих процессов депарафинизации, осложняющим их использование, является высокая вязкость жидкой фазы обрабатываемых продуктов при температуре фильтрации. Так, для парафинового дистиллята вязкость жидкой фазы при 0° повышается до 200 ест, а при — 10° до 450 ест. Вследствие этого скорости фильтрации продуктов оказываются низкими, что вызывает необходимость применять фильтрпрессы рамочного типа, которые имеют весьма развитую поверхность фильтрации и дают возможность вести процесс при высоких рабочих давлениях.

Для устранения осложнений и ограничений возможностей процессов депарафинизации, вызываемых высокой вязкостью жидкой фазы перерабатываемых продуктов при температуре фильтрации, прибегают к снижению вязкости этих продуктов путем разбавления маловязкими растворителями-разбавителями. Для наиболее значительного снижения вязкости при наименьшем расходе разбавителя стараются брать наиболее маловязкие углеводородные продукты, в качестве которых применяют легкие узкие фракции бензинов , гексан, гептан. При аппаратурном оформлении процесса, позволяющем проводить все основные технологические операции под повышенным давлением, используют сжиженные нефтяные газы, главным образом жидкий пропан. Следовательно, возникает новая группа процессов депарафинизации, отличающаяся от рассмотренной выше как по аппаратурному оформлению, так и по технологическому осуществлению.

• Разбавление и скорость фильтрации. На скорость фильтрации и эффективность центрифугирования разбавление сырья растворителями влияет двояко: непосредственно, снижая вязкость обрабатываемого продукта, и косвенно, улучшая его микроструктуру. Если рассматривать скорость фильтрации, отнесенную ко всему отфильтрованному раствору в целом, то добавка маловязкого растворителя повысит ее при любой величине вязкости растворителя и при любой кратности разбавления. Но введение растворителя уменьшает концентрацию в фильтрате целевого масла. Поэтому при увеличении разбавления скорость фильтрации, отнесенная к целевому маслу, будет возрастать в меньшей мере, чем скорость фильтрации всего фильтрата. И при достаточно высоком разбавлении, когда вязкость раствора понизится настолько, что дальнейшее разбавление не будет уже существенно снижать вязкость, дополнительный ввод раство^ рителя не увеличивает скорость фильтрации, а уменьшает ее. Аналитический разбор влияния разбавления на скорость фильтрации дан одним из авторов для суспензий с нерастворимым осадком. Выясненные в этой работе положения действительны и для разбавления сырья при его депарафинизации. Основные из этих положений заключаются в следующем: а) чем ниже вязкость растворителя, тем эффективнее его действие и тем выше наибольшая скорость фильтрации, отнесенная к целевому маслу, которая может быть достигнута при оптимальном разбавлении; б) разбавители^_вяа1Ш.сть которых при температуре фильтрации пре"вышает 50% величины вязкости исходного продукта, не могут повысить скорость фильтрации, отнесенную к целевому маслу, и добавление таких разбавителей в любом количестве будет только уменьшать эту скорость.

температуры фильтрации приобрело бы столь густую консистенцию, что его невозможно было бы ни пропускать через кристаллизаторы, ни перекачивать насосами по трубопроводам. Дрогобычский вариант целесообразно использовать при низкой конечной температуре фильтрации или при переработке сырья повышенной вязкости и ухудшенной фильтруемости, когда непосредственное доведение содержания парафина в гаче до нормального потребовало бы большой продолжительности цикла фильтрации, т. е. значительного снижения производительности фильтрпрессов. Но при использовании дрогобыч-ского варианта нужно иметь в виду, что гач приходится выгружать из фильтрпрессов дважды: один раз при холодной фильтрации и второй раз при теплой, что удваивает затраты ручного труда.

к температуре фильтрации. Вследствие низкой растворимости масел в SOz при температурах депарафинизации приходится применять высокие кратности разбавления, сырья растворителем, которые для этого процесса достигают 1 : 6 и даже 1 : 10. Низкая растворимость тяжелых масел в SOz делает рассматриваемый процесс малоприемлемым для депарафинизации вязких дистиллятных и остаточных масел, поскольку в этих случаях потребовалось бы применять кратности разбавления растворителем, выходящие за пределы экономической целесообразности. При повышении растворяющей способности смеси 80г с бензолом в отношении масел путем дальнейшего увеличения содержания бензола уменьшается избирательная способность растворителя, что приводит к сокращению выхода масла, повышению температуры его застывания и снижению эффективности процесса.

Из емкости 8 охлажденную до конечной температуры сырьевую суспензию подают на фильтры 9. Отфильтрованный осадок парафина промывают на фильтре растворителем, температура которого обычно близка к температуре фильтрации. Полученный на фильтрах I ступени раствор фильтрата поступает в емкость 10, прокачивается через регенеративные кристаллизаторы 2 и 3, где отдает часть своего холода сырьевой суспензии, и направляется на регенерацию растворителя. Осадок парафина I ступени смешивается с растворителем до необходимого соотношения, поступает в емкость // и подается в емкость 12, а оттуда на фильтры II ступени 13. Обычно II ступень фильтрации проводят при температурах на 2—8°С выше, чем I ступень фильтрации; ее регулируют изменением температуры растворителя, подаваемого на разбавление осадка парафина I ступени. Полученный на II ступени фильтрации раствор фильтрата используют для разбавления сырьевой суспензии перед I ступенью фильтрации. Парафин II ступени поступает в емкость 15, прокачивается через кристаллизатор 6 и подается в систему регенерации.

55—60 вес.% осаждающего компонента — ацетона. На конечных стадиях охлаждения и перед фильтрацией в суспензию добавляют растворитель с повышенным содержанием ароматических компонентов, что обеспечивает полное растворение в нем масла при наиболее низкой температуре фильтрации. При этом скорость фильтрации полученной таким образом суспензии выше, чем при разбавлении суспензии растворителем постоянного состава . Оптимальное, т. е. максимально допустимое содержание в растворителе осаждающего компонента для заданного сырья и технологических условий находят экспериментально . Для этого проводят ряд лабораторных опытов по депарафинизации в растворителе с различным содержанием осаждающего компонента, но при одинаковой кратности разбавления, и строят кривую зависимости содержания масла в получаемом растворе фильтрата от состава рас--"творителя . Точка перегиба кривой характеризует оптимальную концентрацию осаждающего компонента в растворителе, мень-

Фильтрпрессование в две ступени по гачу целесообразно использовать при низкой конечной температуре фильтрации или при переработке сырья повышенной вязкости и ухудшенной кристаллической структуры, когда для того чтобы довести содержание

Исследования показали, что при температуре фильтрации

лива при первой температуре фильтрации составил 91—93% и

1 — остаточный битум; 2 — окисленный битум; 3 — битум с высокий содержанием парафинов; / — пенетрация при температуре хрупкости по Фраассу; // — вязкость при температуре размягчения по методу КиШ.

тывая, что из группы показателей, характеризующих тепло- и морозостойкость, температура хрупкости при увеличении содержания серы в нефти и утяжелении гудрона становится несоответствующей требованиям стандарта прежде других показателей, она и может быть выбрана одним из критериев оценки пригодности сырья. В случае отсутствия данных по температуре хрупкости оценку проводят по температуре размягчения. Другим критерием является показатель дуктильности.

В связи с расширением областей применения парафинов, церезинов и разработкой на их основе восковых композиций большое значение приобретают физико-механические свойства этих продуктов, такие как твердость, прочность, пластичность, адгезия, усадка и др. Прочностные и пластичные свойства твердых углеводородов могут быть оценены по остаточному напряжению сдвига, температуре хрупкости и показателю пластичности. Результаты работ показали, что физико-механические свойства твердых углеводородов обусловлены их химическим составом, структурой молекул отдельных групп компонентов и связанной с ней плотностью упаковки кристаллов твердых углеводородов, а также фазовым состоянием вещества. Сопоставление физико-механических свойств со структурой твердых углеводородов проведено на молекулярном уровне с использованием температурных зависимостей показателей преломления и ИК-спектров в области 700—1700 см-1. На рис. 33 и 34 приведены результаты исследования грозненского парафина, состоящего из парафиновых углеводородов нормального строения, и углеводородов церезина «80», не образующих комплекс с карбамидом и содержащих разветвленные и циклические структуры.

В связи с расширением областей применения парафинов, церезинов и разработкой на их основе восковых композиций большое значение приобретают физико-механические свойства этих продуктов, такие как твердость, прочность, пластичность, адгезия, усадка и др. Прочностные и пластичные свойства твердых углеводородов могут быть оценены по остаточному напряжению сдвига, Температуре хрупкости и показателю пластичности. Результаты работ показали, что физико-механические свойства твердых углеводородов обусловлены их химическим составом, структурой молекул отдельных групп компонентов и связанной с ней плотностью упаковки кристаллов твердых углеводородов, а также фазовым состоянием вещества. Сопоставление физико-механических свойств со структурой твердых углеводородов проведено на молекулярном уровне с использованием температурных зависимостей показателей преломления и ИК-спектров в области 700—1700 см-1. На рис. 33 и 34 приведены результаты исследования грозненского парафина, состоящего из парафиновых углеводородов нормального строения, и углеводородов церезина «80», не образующих комплекс с карбамидом и содержащих разветвленные и циклические структуры.

по температуре хрупкости и глубине проникания иглы при 0°С, то компаунды их с гудроном различаются очень мало .

Сравнивая приведенные данные с требованиями ГОСТа 22245-76, можно сделать вывод, что наилучшим комплексом свойств обладают компаунды А^д и фракции 480»540°С западносибирской нефти, отвечающие улучшенным дорожным битумам марок БНД 130/200, 90/130, 60/90 и 40/60 . При этом все битумы имеют большой запас по показателям морозостойкости . Однако теплостойкость по КиШ является ограничивающим показателем: кривая КиШ на отдельных участках лежит ниже нормированной кривой, что требует корректировки соотношений компонентов для обеспечения кондиционности битумов. Так, битум БНД 130/200 должен содержать 45-46% бензинового асфальтита из

Сравнение компаундированных битумов с типичными битумами марок БНД, вырабатываемыми в настоящее время из западносибирской нефти окислением в колонне остатка с условной вязкостью в пределах 20-40с f2J, показывает , что первые несколько уступают окисленным по теплостойкости и индексу пенетрации, оставаясь в требуемых пределах, но имеют больший запас свойств по температуре хрупкости, глубине проникания иглы при 0°С, содержанию водорастворимых соединений и особенно по растяжимости. Все остальные варианты компаундирования асфальтитов и разжижителей приводят к получению дорожных битумов всех марок БН , при этом в случае компаундов Ag3 и фракции 540-590°С западносибирской нефти ограничивающим показателем является температура размягчения по КиШ, а в остальных - низкотемпературные свойства. Все же компаундированные битумы марок БН превосходят окисленные битумы такого же типа по растяжимости при 25°С, а остаточные - по температуре хрупкости .

ГОСТ 9548-74 предусматривает выработку покровных битумов марок БНК 90/30, 90/40. С учетом применения в различных климатических условиях эти марки различаются по глубине проникания иглы при 25°С и температуре хрупкости, характеризующих пластичность и деформационную способность битумов ((( 5 3.

вания покрытия П и И^1 будет такой же, как и для функции Р -если на оси ординат отложить IL, соблюдая условие Р = П = 0 и 0,95 Р = 1 П . Пользуясь зависимостью рис.3, легко определить количество трещин или расстояние между ними в дорожном покрытии в климатических условиях Уфы, зная температуру растрескивания покрытия Т^" или битумоминеральной композиции Т?. Видно, что расчетные и фактические значения расстояния между поперечными трещинами на покрытии удовлетворительно связаны с Т"®1 и Тр1 . Отказ битумных изоляционных покрытий в условиях Уфы наступает при температуре растрескивания битумного покрытия 231 К и при температуре хрупкости битума, определенной при эксплуатационной скорости охлаждения по методу БашНИИНП, Тг равной 227 К. Отказ битумоминераль-ных дорожных покрытий в условиях Уфы наступает при Т*1 , равной 251 К, и температуре растрескивания Т? , равной 264 К для асфальтобетонов, приготовленных на битуме с Ш^ 87 0,1 мм .

Поскольку основной причиной выхода из строя битумных и битумоми-неральных покрытий является трещинообразование, старение битумов характеризовалось по изменению показателя трещиностойкости температуре хрупкости Т™ , определяемой по методике БашНЖНП Г 4 Л . . При определении T? скорость охлаждения была 0,5°С/мин, что приближалось к эксплуатационным скоростям охлаждения.

В стандарте Советского Союза предусмотрено 11 показателей для характеристики свойств битумов:глубина проникания иглы при 25 и 0°С, температура размягчения по КиШ, растяжимость при 25 и при 0°С, температура хрупкости, температура вспышки, изменение температуры размягчения после прогрева, содержание водорастворимых соединений, сцепление с мрамором или песком, индекс пенетрации. К битумам марок БНД с государственным Знаком качества по сравнению с марками БН предъявляются повышенные требования,в основном характеризующие их низкотемпературные и адгезионные свойства - глубину проникания иглы при 0°С, растяжимость при 0°С, температуру хрупкости и сцепление с мрамором или песком. По требованию потребителей БашНИИНП совместно с Союздорнии провели работы по накоплению данных, характеризующих низкотемпературные свойства битумов марок БН и предложили включить в ГОСТ 22245-76 для этих битумов нормы по показателям глубины проникания иглы при 0°С и температуре хрупкости . При изготовлении битумов марок БНД, которым в установленном порядке присвоен государственный Знак качества, сцепление необходимо прово дать по контрольному образцу 1, кроме марки БНД 200/300, а битум марки БНД 40/60 должен иметь температуру хрупкости не выше минус 12°С. Нормы по растяжимости при 0°С распространяются только на битум, аттестованный на государственный Знак качества.