Вопросы для самопроверки

1. Дайте краткую характеристику процесса адсорбционной очистки масел.

2. Основные показатели, характеризующие свойства адсорбентов.

3. Параметры процесса контактной доочистки.

4. Недостатки данного процесса.

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.

Лекция №13 Доочистка фильтрованием. Непрерывная очистка. Гидроочистка масел

Доочистка фильтрованием через стационарный слой адсорбента: очистка (доочистка) фильтрованием (перколяция) через неподвижный слой адсорбента - один из наиболее старых процессов применяемых при производстве масел и парафинов. В результате фильтрования из очищаемого продукта извлекается компоненты, ухудшающие его свойства - смолы, производные азота и кислорода нафтеновые и сульфокислоты и другие нежелательные примеси. При этом улучается цвет масел и парафинов исчезает запах, снижается коксуемость масел. Перколяционной очистке подвергаются масла и парафины, прошедшие очистку избиратель­ными растворителями или кислотами - щелочную очистку. В зависимости от вязкости фильтруемого продукта, с которой связана глубина проникновения масла в поры адсорбента и, следовательно, эффективность очистки, фильтрова­ние проводят при температурах от 20 до 100°С, парафины фильтруют после их расплавления. Высоковязкие продукты перед фильтрованием растворяют в бензине или лигроине. В зависимости от вязкости очищаемого сырья выбирают адсорбент с соответствующим размером зерен или гранул (0,5 - 2 мм для вязких и 0,3-0,5 мм для маловязких).

Основным аппаратом установки является фильтр - полый цилиндрический аппарат диаметром 2-3 м и высотой (без головок) от 4,5 до 10 м. Вверху и внизу фильтра имеются головки с фильтрующей тканью, задерживающей частицы адсорбента, захваченные отфильтрованным продук­том. В нижней части фильтра предусмотрен люк для осмотра и ремонта. На на­ружной поверхности фильтра имеются два паровых змеевика с трубами, распо­ложенными по винтовой линии. Процесс фильтрования состоит из следующих операций: загрузки адсорбента; наполнения фильтра продуктом или его раство­ром; фильтрования; промывки растворителем, продувки воздухом или инерт­ным газом и пропарки водяным паром; выгрузка адсорбента. Фильтруемый продукт можно подавать в фильтр сверху вниз или снизу вверх; последний спо­соб подачи предпочтительней, так как в этом случае уменьшается возможность образования каналов в слое адсорбента, ухудшающих контактирование его с продуктом, что снижает эффективность процесса очистки. Первые порции фильтрата (профильтрованного масла), выходящего из фильтра после контакта со свежим адсорбентом, обладают лучшим качеством - они светлые, лишены запаха, не содержат вредных примесей, имеют низкую коксуемость. В даль­нейшем качество очищаемых масел значительно ухудшается вследствие уменьшения активности адсорбента. Адсорбент считается отработанным, когда качество отработанного после фильтрования продукта не отвечает предъявляе­мым требованиям. После этого фильтрование заканчивают и проводят после­дующие операции. Выгруженный из фильтра адсорбент регенерирует на от­дельной установке выжигом в печи при 500- 650°С. На этой же установке по­догревается свежий адсорбент. Основным узлом установки является узел фильтрования, состоящей из четырех последовательно включенных фильтров; три из них работают постоянно, в четвертом проводится регенерация адсорбен­та. Перколяционный способ очистки имеет следующие недостатки, сущест­венно влияющие на технико-экономические показатели процесса: периодич­ность; громоздкость установок; большая продолжительность вспомогательных операций; большое количество сырья, адсорбента и растворителя, обращаю­щихся в системе фильтров.

Непрерывная очистка: значительные преимуще­ства перед процессами перколяции имеет непрерывный процесс адсорбционной очистки фильтрованием нагретого или растворенного в бензине или лигроине сырья (масляных дистиллятов и деасфальтизатов): непрерывность, возможность получения масел требуемой глубины очистки, вплоть до получения белых ма­сел; непрерывная регенерация отработанного адсорбента; лучшие технико-экономические показатели. Непрерывную очистку применяют: для доочистки масел и очистки парафинов и церезинов, полученных после всех основных процессов, предусмотренных в поточной схеме производства этих продуктов; для глубокой очистки, взамен селективной, деасфальтизатов и масляных дис­тиллятов; для разделения деасфальтизатов и масляных дистиллятов на компо­ненты с получением масел различного углеводородного состава (нафтеновых, нафтено-ароматических, ароматических) и выделения нормальных парафино­вых углеводородов.

Очистка и разделение при помощи цеолитов: способ­ность цеолитов адсорбировать молекулы определенных размеров широко ис­пользуют для очистки и разделения нефтепродуктов: очистка газов и жидко­стей, удаления двуокиси углерода, сероводорода и других сернистых соедине­ний, повышение октанового числа бензинов (на 5-26 пунктов) в результате уда­ления н-алканов. В настоящее время цеолиты широко применяют для выделе­ния н-алканов из нефтяных фракций - от бензиновых до газойлевых включи­тельно с содержанием н-алканов около 20 % (масс.). Выделенные нормальные парафиновые углеводороды используют при производстве белковых веществ, моющих средств и других продуктов нефтехимического синтеза. Чистота н-алканов, полученных разделением на цеолитах, значительно выше, чем при выделении другими методами; более 98 % при разделении цеолитами и 90-96 % при разделении карбамидом. Одновременно с н-алканами получают денормализат — смесь изопарафиновых и циклических углеводородов. Промышленные процессы извлечения н-алканов цеолитами делятся на две группы: жидкофазные (процесс «Молекс»); парафазные - со слабо и сильно адсорбирующимся десорбентом (процесс «Парекс»).

Гидроочистка депарафинированных мас­ляных рафинатов. Гидроочистка применяется в основном для осветления мас­ляных фракций. Одновременно уменьшаются их коксуемость и содержание се­ры; индекс вязкости обычно несколько увеличивается (на 1-2 единицы); темпе­ратура застывания масла может повышаться на 1-3 °С. Сырьем установок гид­роочистки является остаточные и дистиллятные депарафинированные рафинаты. Выход гидроочищенных масел повышает, как правило, 97% (масс). В рас­сматриваемом неглубоком процессе образуется небольшое количество побоч­ных продуктов водорода на реакции, растворения в гидрогенизате и, отдув, со­ставляет 0,2-0,4 % (масс.) на сырье. Расход технического водорода, посту­пающего с установки каталитического риформинга и содержащего баластные газы, выше (от 0,6 до 1,4 % масс, на сырье). Условия процесса на установках гидроочистки депарафинированных рафинатов следующие: катализатор - алюмокобольтмолибденовый; температура 300-350 °С (обычно около 320 °С); об­щее давление в реакторе 4 МПа или несколько ниже; объемная скорость подачи сырья 1-2 м³ жидкого сырья в 1 ч на 1 м³ катализатора; количество циркули­рующего ВСГ 200-500 НМ³/м³ сырья; концентрация водорода в циркулирую­щем газе 75-85 % (об.). Преимущества процесса гидроочистки по сравнению с доочисткой отбеливающими глинами следующие: большой выход масел (97-98,5 % вместо 94-95 %); несколько лучшее их количество (цвет, коксуемость, содержание серы и некоторые другие показатели), меньшие себестоимость и приведенные затраты. Стоимость установки гидроочистки выше, чем стоимость установки контактной доочистки, но дополнительные расходы быстро окупа­ются за счет увеличенного выхода масел. Таким образом, роль процессов гид­роочистки в НПЗ велика. Для заводской практики представляют интерес обе формы гидроочистки: Неглубокая, осуществляемая под давлением от 3 до 6 МПа и служащая главным образом для обессеривания и обессмоливания неф­тяных фракций, а также гидрирования непредельных; глубокая, изменяющая в желательном направлении структуру углеводородов определенных групп. Это достигается под давлением водорода 12-20 МПа с использованием катализато­ров с различными способами.