Вопросы для самопроверки

1. Сущность процесса обезмасливания.

2. Как осуществляется метод потения?

3. Недостатки обезмасливания без применения растворителя.

4. Преимущества совмещенной установки депарафинизации и обезмасливания.

Литература

1. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Часть III М., Химия,1982.

2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Учебное пособие для вузов. Уфа, Гилем, 2002, 672 с.

3. Альбом технологических схем под ред. Ю.И. Дытнерского. М., Химия, 1973, 269 с.

4. Яковлев С.П., Радченко Е.Д., Блохинов В.Ф. и др. ХТТМ, №2, 2002, с. 16-17.

МОДУЛЬ 6. ОЧИСТКА И РАЗДЕЛЕНИЕ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ

АДСОРБЕНТАМИ

Лекция №12

Контактная доочистка

Способность активных углей, естественных глин, синтетических алюмо­силикатов, алюмогеля, цеолитов адсорбировать на своей поверхности различ­ные вещества широко используются при разделении сложных смесей, в том числе и нефтяных фракций, на составляющие их компоненты.из компонентов нефтяных фракций и остатков наибольшей адсорбируемостью на алюмосили­катах обладают смолисто асфальтеновые вещества и затем - в порядке убыва­ния - полициклические ароматические, бициклические ароматические, моно­циклические ароматические, нафтеновые и парафиновые углеводороды. Адсорбируемость на этих адсорбентах непредельных углеводородов, входящих в со­став продуктов термических и каталитических процессов выше, чем всех дру­гих углеводородов и смол, причем адсорбция сопровождается полимеризацией. Помимо группового химического состава разделяемых веществ на эффектив­ность адсорбции существенно влияют их физико-химические свойства и разме­ры молекул; последнее определяет возможность и глубину проникновения ад­сорбируемого вещества в поры адсорбента.

Основными показателями, характе­ризующими свойства адсорбента, является адсорбционная способность (ак­тивность), пористость и размеры пор. Различают статическую активность и динамическую адсорбционную активность. Равновесную статическую актив­ность определяют по максимальному количеству вещества, поглощенного единицей массы адсорбента при данных температуре, давлении и концентрации адсорбируемого вещества; Динамическая активность определяется скоростью адсорбции. При очистке и разделении нефтепродуктов как адсорбированные, так и неадсорбированные их компоненты одинаково важны при использовании в промышленности. Компоненты, адсорбирующиеся на адсорбенте, выделяют­ся из «отработанного» адсорбента при десорбции. В отличие от адсорбции этот процесс является эндотермическим. Поскольку процесс адсорбции является эк­зотермическим, то с повышением температуры выше предела, обеспечивающе­го проникновение разделяемого продукта в поры адсорбента, эффективность адсорбции снижается вплоть до выделения адсорбированных компонентов. Эти компоненты вытесняют с поверхности адсорбента при помощи растворителя с более высокой адсорбируемостью.

При очистке и разделении нефтяного сырья применяют естественные (природные) и синтетические адсорбенты. Из природных адсорбентов применяют полименальные системы — отбеливающие земли (глины), например, бентониты. Они отличаются высокой адсорбционной активностью и способностью к обмену катионов. Основным минералом бентонитовых глин является монтмориллонит - силикат с большим содержанием во­ды; к этой группе глин относятся также гумбрин. Используют природные отбе­ливающие глины и другой группы - кремнеземистые породы (диатомиты, тре­пелы, опоки), содержащие 4-10 % щелочей и щелочных металлов. Необходи­мость глубокой очистки и выделения компонентов нефтяных фракций заставила обратить особое внимание на синтетические адсорбенты — алюмосиликаты и особенно на цеолиты, обладающие высокой избирательностью. При помощи цеолитов можно разделять продукты по размерам их молекул; поэтому их на­зывают молекулярными системами. Имеются и природные цеолиты - шабазит, модернит и т.д. Однако их природные запасы не могут обеспечить потреб­ность в адсорбентах с высокой избирательностью. Цеолиты способны к катионному обмену и прочно удерживают воду, которая выделяется при нагревании без разрушения кристаллической структуры адсорбента. При обмене катионов свойства цеолита изменяются.

Основные процессы очистки разделения неф­тяного сырья: при помощи адсорбентов, применяемые в промышленности, можно разделить на три группы:

1) доочистка при смешении с тонко дисперс­ным адсорбентом (отбеливающими глинами) при повышенных температурах (контактная доочистка);

2) очистка или доочистка фильтрованием очищаемого продукта или его раствора через неподвижный или движущийся слой адсорбен­та;

3) выделение из нефтяных фракций групп углеводородов при помощи моле­кулярных сит (цеолитов).

Наиболее эффективны и перспективны процессы вто­рой и третьей групп, обеспечивающие с высокой степенью чистоты. При кон­тактной очистке применяют естественные глины. При контактной очистке при­меняют естественные глины. При очистке фильтрованием в качестве адсорбен­та используют крошку алюмосиликатного синтетического катализатора, алюмогели и окись алюминия, содержащие не менее 80% частиц с зернами разме­ром 0,25-0,5 мм.

Контактная доочистка: этот вид адсорбционной очистки является одним из первых процессов доочистки масел после их предваритель­ной глубокой очистки (серной кислоты или избирательными растворителями). При контактной доочистке применяют тонкодисперсный адсорбент с частица­ми размером около 0,1 мм. адсорбентами при контактной доочистке служат гумбрин (монтмориллонитовые земли), требующий в силу малой активности повышенной температуры очистки (200-250°С для дистиллятных масел и 300-350°С для остаточных). Очистку более активными землями проводят при более низких температурах (80-150°С для маловязких и средневязких дистиллятных масел; 180-250°С для высоковязких и остаточных). Расход отбеливающей земли данной активности зависит от качества очищаемого масла, его вязкости, смоли­стости и т.д., а также от требуемой глубины очистки и составляет от 3 до 20 % (масс.) на очищаемое сырье. Активность адсорбента можно увеличить, активи­руя его слабым раствором серной кислоты или термической обработкой. Тер­мическую активацию применяют в тех случаях, когда контактная доочистка проводится при сравнительно низких температурах, при высоких температурах активация адсорбента обеспечивается его обезвоживанием при нагревании до температуры очистки. Однако глубокое обезвоживание адсорбента (до влажно­сти менее 10%) снижает его активность, дальнейшая потеря влаги приводит к его дезактивации вплоть до спекания и полной потери активности.

Недостат­ками процесса контактной очистки является: большие потери масла с отрабо­танной землей (обычно 30-40% в отработанном адсорбенте); невозможность глубокой очистки, обеспечивающей получение светлых масел; возможное раз­ложение части компонентов доочищаемого продукта при высокой температуре очистки в присутствии алюмосиликатных адсорбентов; сравнительно большие количества отработанной земли с высоким содержанием масла.