10.Назначение и физико-химические основы процесса селективной очистки. Избирательные растворители и их сравнительная оценка.

Назначение и физико-химические основы процесса селективной очистки масел

Сырье: масл. дистилляты и деасфальтизаты.

Цель: улучш-е 2-х эксплуат. св-в - стабил-ть против ок-я и вязкостно-темпер. св-в.

Способ: извлеч-е нежелат. комп-тов – олеф., S,N-соед., полицикл. аром. и нафтено-аром.у/в с кор. бок. цепями, смол. соед.

Итог: Очищ. пр-т (рафинат) обл-ет меньш. вяз-тью, плот-тью, кислот-тью, S-соед., кокс-ть и более ↑tзастыв и менее интенсивно окрашен.

Оч-ка основана на способ-ти поляр­ных рас­тв-лей преимущ-но раств-ть полиц.аром.у/в и смол.соед., на­личие кот.в масле нежел-но. Ос­н.роль в пр-­сах селе.оч-ки играют силы Ван-дер-Ваальса (ориентационные, индукционные, дисперсионные), обеспеч-щие взаимо-вие полярных молекул раств-ля с полярными или по­ляризуемыми молеку­лами сырья.

Избирательные растворители селективной очистки.

Требования к растворителям:

- Обладать высокими избирательностью и растворяющей способ­ностью по отношению к извлекаемым компонентам сырья при уме­ренных Т, способствующих интенсивному контакту сырья с растворителем;

- Плохо растворяться в смеси желательных компонентов;

- Иметь ρ, отличающуюся от плотности сырья, для быст­рого и четкого разделения фаз;

- Обладать умеренной Т кипения, отличающейся от Т кипения сырья, что важно при регенерации растворителя из образующихся фаз;

- Быть химически и термически стабильными.

- Плохо растворяться в воде и растворять её , не образовывать с ней азеотропных смесей;

- Не вызывать коррозии аппаратуры, быть нетоксичным, неядовитым, взрыво-пожаробезопасным, дешевым и недефицитным

Сравнительная характеристика

фенол

+большая раст-щая спос-ть по срав. с фурфуролом в отнош. полицикл. аром. у/в, смол, S-соед., крат-ть фенола к сырью < чем фурфурола. Полно извлекает ПАУ.

- низкая селективность, высокая вязкость, коррозия, Т низа колонны ограничена Тплавл. Фенол образует с водой азеотропн. смесь (9% фенола),

Фурфурол

+ более избират-н => при одинак. расходе р-ля выход рафината фурфурол. оч-ки выше. Низкие Т кип и плавл.

- расход выше, низкая р-ряющая способность, с водой-азеотроп, делится простым отстоем. термоокисл. стабильность, хранят под слоем масла. токсичен.

N-МП

+ более избирателен к у/в ароматич.ряда, ↑раст. спос-ть, нетоксичен, более низкая tзаст.(-24), tкип(206), меньше кратность, р-рим в воде, не образует азеотропы, проще регенерация, ниже энергозатраты, меньше вязкость, фазы быстро расслаиваются.

– дорогой, масла уступ. маслам фенол. оч-ки по ИВ и терм. стаб-ти.

Прим. фенол, фурфурол и парный р-ль (смесь фенола и крезола с пропаном). Парный р-ль, т.е. смесь фенола и крезола с пропаном (селекто) испол. в дуосол пр-ссе, где одновр. осущ. пр-ссы деасф/ц и селект. оч-ки

11.Основные факторы процесса селективной очистки. Принципиальные технологическая схема, материальный баланс. Качество получаемых продуктов.

Основные технологические параметры процесса. Условия их выбора

t, крат-ть р-ля к сырью – завис. от хар-ра сырья и треб-я к кач-ву очищ. пр-та. Необх. поддерж. такую t экстрак/ц, при кот. система сост. из 2-х фаз: раф. р-ра (содер. небол. часть р-ля) и экстракт.р-ра (сост. из р-ля и раст-ных в нем нежелат. комп-тов). Это усл-е выполнимо при t оч-ки ниже КТР (t, выше кот. сырье полн-тью смеш. с р-лем – образ. однофаз. сист.) данного сырья в данном р-ле. Т.о., верх. т-ным пределом явл. КТР сырья в данном р-ле.

С повышением температуры индекс вязкости увеличивается проходя через максимум, выход масла снижается.

При увеличении кратности растворителя снижается выход рафината, увеличивается индекс вязкости, снижается содержание серы.

Качество получаемых продуктов

Показатели кач-ва рафинатов по сравнению с сырьем: ρ, ν, кислот-ть, содержание серы и кокс-ть↓. tзаст.рафинатов селективной очистки несколько выше, чем у исходного сырья. ↓также интенсивность окраски масла.

Селективная очистка вкл: экстракцию компонентов сырья растворителем с образованием двух фаз в аппаратах непрерывного действия; непрерывную регенерацию из рафинатного и экстрактного растворов, осуществляемую нагревом рафинатного и экстрактного растворов, отгонкой растворителя из растворов, обезвоживанием растворителя.

Материальный баланс очистки масляного дистиллята:

Взято: сырье – 100% (от сырья). фенол – 200%. фенольная вода – 7%.

Получено: рафинат – 75 фенол – 18,7% экстракт – 25% фенол – 182% вода – 6,4%

Описание схемы:

Линии: I - сырье; II – сухой фенол; III - рафинат; IV - экстракт; V —рафинатный раствор; VI - экстрактный раствор; VII - пары сухого фенола; VIII - смесь паров фенола и воды: IX - пары азеотропной смеси фенола и воды; X - фенольная вода; XI - водяной пар.

Сырье прокачивается через т/о-ки ,где нагревается горячим экстрактом до Т=90 , и паровой подогреватель (3) и с температурой 110-115 подается на верхнюю тарелку абсорбера (5). Вниз абсорбера (5) поступают пары азеотропной смеси. Сырье стекает по тарелкам абсорбера и, встречаясь с поднимающимися навстречу сырью па­рами, поглощает фенол.

Сырье с абсорбированным в нем фенолом забирается снизу, охлаждается в хол-ке (8) и вводится в среднюю часть экстракционной колон­ны (10). Наверх колонны подается фенол, предварительно нагретый в паровом подогревателе (11). Для снижения растворяющей способности фенола в нижнюю часть колонны (10) предусмотрена подача фенольной воды. В экстрак. колонне образуется два слоя: рафинатный и экстрактный.

Рафин. раствор, содержащий до 20% фенола, сверху колонны на­правляется в секцию регенерации растворителя. Экстрак. Р-р, содержащий фенол, экстракт и практически всю вводимую в колонну воду, подается в секцию регенерации раство­рителя.

Регенерация раст-еля из рафин. раствора. Рафинат­ный р-р поступает в змеевики трубчатой печи (15). С t 260-290°С паро-жидкостная смесь поступает в среднюю часть испарительной рафинатной ко­лонны (16). Из нее основная масса фенола уходит в виде паров. В качестве орошения в колон­ну (16) подается фенол. Р в колонне (16) составляет 0,13-0,16 МПа. Пары фенола сверху этой колонны конденсируются и; конденсат поступает в приемник безводного фе­нола (27).

Р-р рафината с небольшим содержанием фенола (2-3%) перетекает в отпарную колонну (17), где остатки фенола отгоняют­ся острым паром. Пары воды и фенола сверху колонны (17) поступают в конденсатор (39), конденсат вместе с экстрактным раствором направляется в сушильную ко­лонну (19). Рафинат, содержащий не более 0,005% фенола, снизу идет в резервуарный парк.

Регенерация раст-ля из экст. р-ра. Экстракт­ный раствор из колонны (10), прокачивается через т/о и с T=120-130°С поступает в сушильную колонну (19). В ней экстрактный раствор обезвоживается: разделяется на пары азеотропной смеси фенола и воды и на остаток, состоящий из экстрак­та с основной массой фенола.

Часть паров азеот. смеси сверху колонны (19) направля­ется в абсорбер (5), другая часть паров поступает в воздушный конденсатор-холодильник (13), где они конденсируются и в виде фенольной воды собираются в приемнике (14). Раствор экстракта со­бирается на полуглухой тарелке внутри колонны (19) и отсюда са­мотеком перетекает в кипятильник (18). Пары из кипятильника (18) возвраща­ются в колонну (19) под полуглухую тарелку; экстрактный раствор снизу кипятильника присоединяется к экстрактному раствору, вы­водимому из нижней части колонны (19). Снизу колонны (19) обезво­женный экстрактный раствор прокачивается через часть змееви­ков печи (20), где нагревается до 250-280 , и поступает в испари­тельную экстрактную колонну (21).

В колонне (21), работающей под давлением 0,2-0,3 МПа, выде­ляется почти весь фенол, откуда фенол поступает в приемник сухого фенола (27). Дополнительное количество тепла в колонну (21) вводятся раствором эк­стракта, циркулирующим с полуглухой тарелки и снизу колонны через печь (20). Горячий поток поступает под полуглухую тарелку с T=330-340 . В качестве орошения наверх колон­ны подается фенол. Экстрактный раствор снизу колонны (21) поступает в отпарную колонку (22). Для отгона остатков фенола вниз колонны подается острый пар; в качестве орошения наверх колонны вводится фенольная вода. Пары фенола и воды, выходящие сверху колонны (22), конденсируются в конденсаторе-холодильнике (29); конденсат направляется в сушильную колонну (19). Снизу колонны (22) экст­ракт откачивается через сырьевой т/а (2) в резервуарный парк.