Главная -> Словарь

Высокоиндексных компонентов

Трифторид кобальта. Реакции углеводородов с трифторидом кобальта лучше всего осуществлять путем проведения паров углеводорода над нагретым стационарным слоем фторирующего агента . Удобный лабораторный аппарат представляет собой обогреваемое током плоское металлическое корыто из меди, никеля, монеля или стали. Корыто неплотно, в большинстве случаев приблизительно до половины заполняется фторидом металла. Видоизменением этого прибора для проведения реакции в больших масштабах является прибор, состоящий из цилиндрического сосуда с вращающейся мешалкой для поддержания фторирующего агента в высокодисперсном состоянии 6))). Выходящие из реактора продукты могут собираться дз холодных ловушках или переходить в дополнительные реакторы для дальнейшего фторирования.

Влияние условий термообработки в окислительной и восстановительной средах . Дисперсность металлов в цеолитах зависит от условий термообработки. Установлено, что необходимым условием получения высокоактивного катализатора изомеризации парафиновых углеводородов и металлцеолитных катализаторов, содержащих металл в высокодисперсном состоянии, является разложение аммиачного комплекса платины или палладия в среде воздуха или азота при 350-500 °С с последующим восстановлением осушенным водородом при 250—400 °С. При непосредственной обработке катализатора водородом разложение комплекса приводит к образованию неустойчивого гидрида Pt2H2 и, соответственно, при его разложении — к агломерации платины. Термообработка в невосстановительной среде способствует сохранению платины в ионносвязанном состоянии: в этом случае при восстановлении водородом получается высокодисперсная платина.

Аналогичная картина наблюдается на цеолите NaY, содержащем платину . Следовательно, подвижность атомов никеля в цеолите, а тем более атомов, несущих на себе хемосорбированный атом водорода, очень высокая. Поэтому стабилизировать никель в цеолите в высокодисперсном состоянии весьма трудно.

Для высокопарафинистых нефтей одним из основных стабилизаторов эмульсии являются микрокристаллы высокомолекулярных парафинов и церезинов с высокой температурой плавления, которые адсорбируются на межфазной поверхности. Неорганическая часть эмульгаторов состоит из глины, песка и горных пород, содержащихся в высокодисперсном состоянии в нефти или в пластовой воде. Неорганическая часть эмульгаторов часто прочно связана с органической и трудно от них отделяется. Имеются основания считать, что эмульгаторами и стабилизаторами эмульсий В/Н являются все вещества, содержащиеся в нефти в виде коллоидного раствора или высокодисперсной суспензии. Это подтверждается тем, что если значительную часть эмульгаторов перевести из коллоидного раствора в истинный, то эмульгируемость нефти резко снизится. Так, если нефть, склонную к образованию устойчивых эмульсий, разбавить ароматическими углеводородами, то такая смесь уже не даст устойчивых эмульсий. Очевидно, это происходит потому, что асфальтены, смолистые вещества, порфирины, микрокристаллы парафина и церезина хорошо растворяются в ароматических углеводородах, образуя истинный раствор. Вещества же, образующие истинный раствор в нефти , могут быть эмульгаторами только в том случае, если они вступают в реакцию с солями, содержащимися в эмульгированной воде, с образованием соединений, не растворимых в нефти.

Безводная нефть, как известно, является диэлектриком и ее проводимость равна 10~10—10~15 ом~1 -см'1, а электропроводность чистой воды равна 10~7—10~8 ом'1-см'1. При содержании в воде растворенных солей ее электропроводность увеличивается в десятки раз. Электропроводность нефтяной эмульсии обусловливается в основном содержанием воды в эмульсии, степенью ее дисперсности и содержанием растворенных в ней электролитов и кислот. Например, нефть с малым содержанием воды, находящейся в высокодисперсном состоянии, имеет электропроводность 10~6—10~7 ом-см'1, а при увеличении содержания воды проводимость увеличивается в десять раз и более . Увеличению электропроводности нефтяной эмульсии способствует также повышение кислотности воды , содержащейся в эмульсии.

На степень восстановления и величину поверхности металлического никеля влияет способ приготовления, фазовый состав и содержание никеля в катализаторах никель на силикагеле . В образцах, полученных осаждением никеля на гель SiC^, никель находится в высокодисперсном состоянии: при температурах восстановления 400—500 °С размер кристаллов составляет 1,7—2,2 нм. При повышении температуры до 600 °С размер кристаллов возрастает до 2,5—3,0 нм, однако дисперсность все еще высока. При восстановлении образцов, полученных смешением гидроокисей или пропиткой геля аммиакатом никеля, средний размер кристаллов никеля значительно больше .

Большой интерес представляет методика оценки загрязнений гидравлических жидкостей, предложенная П. Н. Беляниными Ж. С. Черненко. Основой методики является характеристика загрязнений по количеству и размерам частиц, осевших на стеклянную пластинку в течение 20-24 ч из пробы масла известного объема. Недостаток этого способа — отсутствие гарантии, что все частицы загрязнений осядут на стекло под действием силы тяжести. Мала достоверность способа при оценке загрязнений органического происхождения, имеющих незначительное различие в плотности с дисперсионной средой и находящихся в высокодисперсном состоянии.

•Асфальтены, таким образом, являются продуктами конденсации и полимеризации смол. Своим отношением к растворителям и весьма высоким молекулярным весом ас-фальтены резко отличаются от смол, они способны растворяться в ароматических углеводородах, хлороформе, сероуглероде, нефтяных смолах, причем при растворении не наблюдается образования насыщенных растворов. Асфальтены не растворимы в легких нефтяных фракциях . В нефтях асфальтены находятся в высокодисперсном состоянии, степень дисперсности их зависит от соотношения ароматических углеводородов и смол, в которых асфальтены растворяются, и метановых и нафтеновых углеводородов, в которых они почти нерастворимы. Поэтому ас-• фальтены содержатся в значительных количествах только в природных асфальтах, тяжелых смолистых нефтяных остатках и в меньших количествах в мало смолистых нефтях и нефтяных де-стиллатах.

Хорошо зарекомендовал себя в качестве противоизносной и противозадирной присадки дисульфидмолибдена MoS2. Помимо уменьшения износа деталей, он способствует улучшению приработки поверхностей и снижает возможность их задира. В масле дисульфидмолибден находится в высокодисперсном состоянии. Эффективность действия дисульфидмолибдена обусловливается тем, что его атомы прочно связаны с металлом поверхности трения, а отдельные слои его — за-за слабых молекулярных сил — связаны слабо. Недостатком дисульфидмолибдена, как и коллоидального графита, является возможность его выделения из масла фильтрами тонкой очистки.

Увеличение активности, селективности действия и стабильности алюмоплатиновых катализаторов осуществляется введением в их состав добавок . Полиметаллические катализаторы по сравнению с алюмоплатиновыми работают в более жестких условиях, что способствует увеличению выхода ценных продуктов. Так как платина относится к дорогостоящим металлам, а ее активность зависит от размеров кристаллитов, то целесообразно применять платину на оксиде алюминия в высокодисперсном состоянии. Например, для катализатора 0,6 % Pt/Al2O3 дисперсность равна 0,73 . Рений стабилизирует платину на поверхности носителя и при регенерации уменьшение площади поверхности Pt-Re/Al2Os катализатора меньше, чем в катализаторе Pt/Al20s. При этом необходимо заметить, что рений заметно ускоряет реакцию дегидро-циклизации парафиновых углеводородов в ароматические.

Некоторые эффекты селективности наблюдали для нанесенных биметаллических кластерных катализаторов . В одном случае исследование нанесенных на оксид кремния рутений-медных и осмий-медных катализаторов гидрогенолиза этана и дегидрирования циклогексана показало, что медь в высокодисперсном состоянии активно взаимодействует с рутением и осмием и уменьшает активность этих металлов в процессе гидрогенолиза, хотя медь фактически не растворяется в объеме с указанными металлами.

Качество сырья. Поскольку целевым назначением процесса очистки масел избирательными растворителями является повышение индекса вязкости, то качество сырья следует рассматривать в первую очередь с точки зрения содержания в нем высокоиндексных компонентов.

К. И. Зишшой с соавторами ; западно-сибирских нефтей — Е. В. Вознесенской и др. , Н. Н. Кучерявой, Л. Г. Жердевой и др. ; а также многими другими исследователями как у нас, так и за рубежом. Следует остановиться на результатах исследования усть-балыкской нефти, отличающейся среди западно-сибирских нефтей наибольшим содержанием высокоиндексных компонентов. Систематическое исследование ароматических углеводородов, выделенных из масла средней вязкости фенольной очистки, приведено в указанных выше работах i. Плотность исходного масла dl° =0,8710; показатель преломления п™ = 1,4810; удельная дисперсия d =119, вязкость при 100°С 4,48 мм2/с; ИВ=119, средняя молекулярная масса 375, содержание общей серы 50 = 0,в7%, содержание сульфидной серы Sc = 0,42%, содержание сернистых соединений 10%.

Оптимальная массовая кратность пропана ж сырью IB промышленных колоннах деасфальтизаадии, зависящая от содержания высокоиндексных компонентов в гудроне и температуры верха деас-фальтизационной колонны, может быть рассчитана по формуле :

В процессе деасфальтизации гудронов значительное количество высокоиндексных 'компонентов даже IB жестких условиях процесса выделяется из раствора вместе со смолисто-асфальтено-выми веществами и, таким образом, теряется с асфальтом. Так, при деасфальтизации гудрона волгоградской нефти вместе с асфальтом удаляется 29% , а при переработке туймазинской нефти — 40,5% парафино-нафтеновых и малокольчатых ароматических углеводородов от их содержания в исходном гудроне . Опыт работы отечественных установок показал, что лучшие результаты с точки зрения выхода готовых остаточных масел получаются при переработке деаофальтизатов с коксуемостью 1—1,2%. При более глубокой деасфальтизации резко снижается выход остаточных масел, что делает их производство неэкономичным. В то же время деасфальтизаты с повышенной коксуемостью содержат в своем составе смолистые вещества, плохо растворимые при последующем процессе селективной очи-стки .

Характер исходного сырья, т. е. его фракционный1 и химиче-* ский состав, предопределяет выбор растворителя и условия процесса. Масляные фракции разных нефтеи различаются по содержанию высокоиндексных компонентов. В масляных фракциях нефтеи парафино-нафтенового основания содержится больше малоциклических нафтеновых углеводородов с большим числом атомов углерода в боковых цепях, обеспечивающих высокий индекс вязкости масел, чем в соответствующих фракциях тяжелых высокоароматизированных нефтеи. Что касается ароматических и наф-гено-ароматических компонентов, то хорошими вязкостно-температурными свойствами обладают только те из них, которые содержат в молекуле не больше двух колец и имеют длинные боковые цепи. Полициклические углеводороды и смолистые вещества характеризуются отрицательными значениями индекса вязкости. Поэтому с точки зрения производства высокоиндексных масел лучшим сырьем являются фракции нефтеи, нафтеновые и ароматические углеводороды которых обладают меньшей цикличностью.

К. И. 3-и'миной с соавторами ; западно-сибирских нефтей — Е. В. Вознесенской и др. , Н. Н. Кучерявой, Л. Г. Жердевой и др. ; а также многими другими исследователями как у нас, так и за рубежом. Следует остановиться на результатах исследования усть-балыкской нефти, отличающейся среди западно-сибирских нефтей наибольшим содержанием высокоиндексных компонентов. Систематическое исследование ароматических углеводородов, выделенных из масла средней вязкости фенольной очистки, приведено в указанных выше работах i. Плотность исходного масла d\ =0,8710; показатель преломления п д = 1,4810; удельная дисперсия d =119, вязкость при 100°С 4,48 мм2/с; ИВ =119, средняя молекулярная масса 375, содержание общей серы 50=0,87%, 'Содержание сульфидной серы Sc=0,42%, содержание сернистых соединений 10%.

•Оптимальная массовая кратность пропана « сырью т промышленных колоннах деасфальтизации, зависящая от содержания высокоиндексных компонентов в гудроне и температуры верха деас-фальтизационной колонны, может быть рассчитана по формуле :

В процессе деасфальтизации гудронов значительное количество высокоиндексных 'компонентов даже в жестких условиях процесса выделяется из раствора вместе со смолисто-асфальтено-выми веществами и, таким образом, теряется с асфальтом. Так, при деасфальтизации гудрона волгоградской нефти вместе с асфальтом удаляется 29% , а при переработке туймазинской нефти — 40,5% парафино-нафтеновых и малокольчатых ароматических углеводородов от их содержания в исходном гудроне . Опыт работы отечественных установок показал, что лучшие результаты с точки зрения выхода готовых остаточных масел получаются при переработке деасфальтизатов с коксуемостью 1—1,2%. При более глубокой деасфальтизации резко снижается выход остаточных масел, что делает их производство неэкономичным. В то же время деасфальтизаты с повышенной коксуемостью содержат в своем составе смолистые вещества, плохо растворимые при последующем процессе селективной очистки .

Характер исходного сырья, т. е. его фракционный и химический состав, предопределяет выбор растворителя и условия процесса. Масляные фракции разных нефтей различаются по содержанию высокоиндексных компонентов. В масляных фракциях нефтей парафино-нафтенового основания содержится больше малоциклических нафтеновых углеводородов с большим числом атомов углерода в боковых цепях, обеспечивающих высокий инДекс вязкости масел, чем в соответствующих фракциях тяжелых высо-коароматизированных нефтей. Что касается ароматических и наф-гено-ароматических компонентов, то хорошими вязкостно-температурными свойствами обладают только те из них, которые содержат в молекуле не больше двух колец и имеют длинные боковые цепи. Полициклические углеводороды и смолистые вещества характеризуются отрицательными значениями индекса вязкости. Поэтому с точки зрения производства высокоиндексных масел лучшим сырьем являются фракции нефтей, нафтеновые и ароматические углеводороды которых обладают меньшей цикличностью.

Если состав растворителя чрезмерно «жесткий» , то по мере охлаждения суспензии начинает выделяться вторая жидкая фаза, которая не растворяется в этом растворителе при данной температуре и кратности разбавления . При понижении температуры суспензии параллельно протекают два процесса: кристаллизация парафина и выделение мельчайших капелек нерастворяющейся масляной фазы . Эти капельки играют роль активных центров, вокруг которых агрегируются образующиеся кристаллики парафина. В результате образования таких агрегатов скорости фильтрации возрастают, но капельки масла при холодной промывке осадка растворителем не вымываются. Поэтому полученные гачи содержат повышенное количество масла.

Дополнительным преимуществом такой технологии является то, что она способна увеличить выход высокоиндексных компонентов практически из любого вида сырья. Вместо того, чтобы удалять нежелательные низкоиндексные компоненты, их химически превращают в высокоиндексные продукты, обычно имеющие меньшую молекулярную массу. Это позволяет изготовителю увеличить выход маловязких масел , потребность в которых возрастает.