
- •Содержание
- •1. Глоссарий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
- •2. Конспект лекционных занятий
- •3. Лабораторные занятия
- •4. Практические занятия
- •5. Самостоятельная работа студента
- •7. Экзаменационные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165
- •8. Технические средства обучения
- •9. Список рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . 168
- •Глоссарий
- •2. Конспект лекционных занятий
- •Модуль 1: введение в технологию очистки и разделения нефтяного сырья
- •Лекция №1
- •Назначение, развитие и способы очистки масляного сырья
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №2 Способы очистки масляных дистиллятов. Поточные схемы производства нефтепродуктов
- •Вопросы для самопроверки
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция № 4 Очистка серной кислотой
- •Вопросы для самопроверки
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №6 Деасфальтизация остатков пропаном
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №7 Селективная очистка масляных фракций и остатков. Очистка фенолом
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №8 Селективная очистка фурфуролом, парными растворителями. Характеристика растворителей
- •Вопросы для самопроверки
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №10 Депарафинизация с применением карбамида
- •Вопросы для самопроверки
- •Вопросы для самопроверки
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №13 Доочистка фильтрованием. Непрерывная очистка. Гидроочистка масел
- •Вопросы для самопроверки
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция №15 Приготовление товарных нефтепродуктов
- •Вопросы для самопроверки
- •Лабораторные занятия
- •Лабораторная работа №1
- •Тема: Очистка нефтяных фракций селективными растворителями
- •В экстракторе периодического действия
- •1. Теоретическая часть
- •2. Аппаратура и реагенты
- •Порядок выполнения работы
- •Составление отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Тема: Селективная очистка масляных дистиллятов в роторно-дисковом экстракторе
- •Теоретическая часть
- •2. Аппаратура и реагенты
- •Последовательность выполнения работы
- •3. Составление отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Тема: Селективная очистка масляных дистиллятов фурфуролом методом непрерывной противоточной экстракции
- •Теоретическая часть
- •Аппаратура и реагенты
- •3. Порядок выполнения работы
- •3.1. Подготовка экстракционной колонны
- •3.2. Выход на режим экстракции
- •Проведение экстракции
- •3.4. Окончание опыта
- •4.Составление отчета
- •5. Техника безопасности при проведении работы
- •Теоретическая часть
- •Аппаратура и материалы
- •3. Порядок выполнения работы
- •4.Оформление отчета
- •Техника безопасности
- •Теоретическая часть
- •Порядок выполнения работы
- •Оформление отчета
- •4. Техника безопасности
- •Теоретическая часть
- •Аппараты и материалы
- •3. Порядок выполнения работы
- •4.Оформление отчета
- •5.Техника безопасности
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 перколяция парафина (церезина)-сырца
- •Теоретическая часть
- •Аппаратура
- •Порядок выполнения работа
- •Составление отчета
- •5. Техника безопасности
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 Тема: Адсорбционная очистка масляных дистиллятов
- •Теоретическая часть
- •2. Аппаратура и материалы
- •Порядок выполнения работ
- •4. Особенности техники безопасности при проведении работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 Тема: Контактная доочистка масел
- •Теоретическая часть
- •2. Аппаратура
- •3. Порядок выполнения работы
- •Оформление отчета
- •Техника безопасности
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10 Тема: Приготовление и анализ пластических смазок
- •1.Теоретическая часть
- •2. Аппаратура и реактивы:
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Исследование реологических свойств смазок
- •Контрольные вопросы
- •4. Практические занятия
- •Практическое занятие №1
- •Тема: Колонны для отгонки избирательных растворителей.
- •Расчет рафинатной колонны (2 часа)
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №2 Тема: Расчет экстракционной колонны установки деасфальтизации пропаном (2 часа)
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №3 Тема: Расчет испарителя пропана (3 часа)
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №4 Тема: Процесс экстракции и расчет экстракционных колонн очистки масел избирательными растворителями (3 часа)
- •1, 2, 3 И 4 — экстракторы, 5, 6, 7 и 8 —смесители.
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №5 Тема: Расчет фурфурольной колонны (2 часа)
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №6 Тема: Расчет кристаллизаторов установок депарафинизации (2 часа)
- •Задачи для решения
- •5. Самостоятельная работа студентов с преподавателем (срсп)
- •Тема 1. Нефть как сырье для получения минеральных масел
- •Контрольные вопросы
- •Тема 2. Сырьевой потенциал масляного производства Казахстана
- •Контрольные вопросы
- •Тема 3. Современные тенденции технологии процесса гидрокрекинга
- •Преимущества процесса гидрокрекинга масляных дистиллятов и его экономические показатели
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Тема 4. Современные методы производства высокоиндексных масел
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Темы курсовых проектов
- •6. Самостоятельная работа студентов (срс)
- •Самостоятельная работа студента по данной дисциплине заключается в изучении технологических схем установок масляного производства.
- •Тема №1: Общая принципиальная схема очистки
- •Нефтяного сырья избирательными растворителями
- •Тема 2: Одноступенчатая деасфальтизация гудрона пропаном
- •Тема 3: Технологическая схема установки двухступенчатой деасфальтизации гудрона пропаном
- •Тема 4: Установка очистки масел фенолом
- •Тема 5: Установка очистки масел фурфуролом
- •Тема 6: Очистка масел парными растворителями
- •Тема 7: Депарафинизация масел
- •Тема 8: Карбамидная депарафинизация дизельной фракции
- •VIII-промежуточная фракция с установки.
- •Тема 9: Обезмасливание гача и петролатума с применением избирательных растворителей
- •Тема 10: Установка депарафинизации и обезмасливания
- •1, 4, 7, 22-Приемники; 2, 5, 8-вакуумные фильтры; 3, 6, 9, 31-сборники;
- •Тема 11: Контактная доочистка
- •Тема 12: Адсорбционное извлечение жидких парафинов
- •Тема 13: Установка гидродоочистки нефтяных масел
- •Тема 14: Гидроочистка топливных дистиллятов
- •Тема 15: Гидродоочистка масляных дистиллятов
- •7. Экзаменационные вопросы
- •8 Технические средства обучения
- •Список рекомендуемой литературы
- •8.1 Основная литература
- •8.2 Дополнительная литература
Вопросы для самопроверки
Способы очистки масляных дистиллятов.
Что представляет собой комплексная установка производства нефтяных масел?
Что такое остаточные масла?
Литература
Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Часть III М., Химия,1982.
Гуревич И. Л. «Технология переработки нефти и газа» Ч.1. М. Химия 1972 С. 346.
Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Учебное пособие для вузов. Уфа, Гилем, 2002, 672 с.
МОДУЛЬ 2. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ
НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ
Лекция №3
Очистка щелочью
Очистку нефтяных фракций раствором щелочи применяют для удаления кислородсодержащих (нафтеновых кислот, фенолов) и некоторых серосодержащих (сероводорода, меркаптанов) соединений, а также для нейтрализации серной кислоты и продуктов ее взаимодействия с углеводородами (сульфокислот, эфиров серной кислоты), остающихся после сернокислотной очистки.
Очистку щелочью применяют до и после обработки нефтепродукта соответствующим реагентом.
Водный раствор щелочи образует с кислыми соединениями соли, растворимые в воде. Часть этих соединений задерживается нефтепродуктом и удаляется при промывке водой. Щелочные соли нафтеновых кислот, а также феноляты при растворении в воде подвергаются гидролизу с образованием органических кислот, фенолов и щелочи. Так как кислоты и фенолы хорошо растворяются в очищенном продукте, то его практически не удается полностью освободить от них. Степень гидролиза щелочных солей нафтеновых кислот и фенолятов зависит от концентрации щелочи и температуры: с повышением концентрации она снижается, с повышением температуры - возрастает. Поэтому нейтрализацию следует проводить крепким (10-15%-ным) раствором щелочи при невысоких температурах. При очистке масляных дистиллятов пользуются слабым раствором едкого натра (1-3%-ным) и процесс ведут при повышенной температуре во избежание образования эмульсии, разрушение которой весьма затруднительно, образованию эмульсий способствуют соли нафтеновых кислот и сульфокислот.
Помимо кислот и фенолов в светлых дистиллятах присутствуют серосодержащие соединения, часть которых реагирует со щелочами и может быть извлечена. К этим соединениям относится сероводород - он присутствует в легких дистиллятах в растворенном состояние, а также образуется при взаимодействии элементной серы с парафиновыми и нафтеновыми углеводородами и при разложении высококипящих серосодержащих соединений в процессах перегонки нефти или крекинга нефтяных фракций.
Сероводород реагирует с раствором едкого натра по следующей схеме:
2NaOH + H2S→Na2S + 2H2O
NaOH + H2S→NaSH + H2O
Na2S + H2S→2NaSH
Сероводород реагирует с раствором едкого натра с образованием: при избытке щелочи - сернистого натрия; при недостатке - кислого сернистого натрия. Меркаптаны реагируют с едким натром с образованием меркаптидов. Кроме того, протекает реакция окисления меркаптанов с образованием дисульфидов в присутствии кислорода воздуха. Степень окисления меркаптанов увеличивается при повышении температуры и интенсивности перемешивания смеси. Образующиеся при этом дисульфиды не растворяются в воде и легко растворяются в очищаемом дистилляте. Извлечение меркаптанов при этом уменьшается. Нейтральные серосодержащие соединения (сульфиды, дисульфиды, тиофены, тиофаны) не реагируют со щелочью. Таким образом, при обработке дистиллятов нефти раствором едкого натрия извлекаются сероводород, частично меркаптаны, нафтеновые кислоты и фенолы.
Принципиальные схемы установок
1) Очистка светлых дистиллятов с рециркуляцией раствора щелочи. Для очистки светлых нефтепродуктов применяют непрерывно действующие установки с рециркуляцией раствора щелочи. Установка состоит из смесителя и отстойника. Смесителем служит обычный центробежный насос. Перед началом очистки дистиллят и щелочь смешивают в смесителе, и смесь подают в отстойник. Очищенный нефтепродукт выходит сверху отстойника, а отстоявшийся раствор щелочи подается на рециркуляцию в смеситель.
2) Очистка масляных дистиллятов раствором щелочи. Масляные дистилляты очищают раствором щелочи под давлением. Масляный дистиллят насосом подается в трубное пространство теплообменника типа «труба в трубе», где нагревается до 40-50°С за счет тепла выщелоченного дистиллята, идущего из отстойника. Из теплообменника дистиллят поступает в змеевик трубчатой печи под избыточном давлением 0,6-1,0 МПа, где нагревается до 150-170°С, затем он направляется в смеситель, в который насосом подается 1,2-2,5%-ный раствор едкого натра. В этом смесителе протекает процесс выщелачивания масляного дистиллята. Смесь масла с раствором щелочи из смесителя подается в отстойник, в котором масло отстаивается от щелочных отходов (нафтеновых мыл и щелочи). Щелочные отходы, уходящие снизу отстойника, охлаждаются до 70-80°С в погружном холодильнике и поступают в приемники для выделения нафтеновых кислот. Сверху отстойника выщелоченное масло с температурой 130-140°С поступает на промывку во второй смеситель, куда насосом подается вода с температурой 60-65°С. После промывки в смесителе смесь масла с водой поступает в отстойник. Уходящие снизу его промывные воды охлаждаются в погружном холодильнике до 70-80°С и направляются в приемники для выделения нафтеновых кислот. Выщелоченное и промытое масло с температурой 90-100°С сверху отстойника направляется в межтрубное пространство теплообменника, охлаждается в нем до 70-80°С и поступает в сушильную колонну, где сушится сжатым воздухом. Готовое выщелоченное масло насосом откачивается в резервуары.
3) Очистка топливных дистиллятов в электрическом поле.
4) Очистка топливных дистиллятов раствором щелочи с усилителями (процесс Мерокс).
Очистка щелочью масел проводится в периодически действующих мешалках. Весь процесс выщелачивания состоит из следующих операций: нейтрализации, промывки водой и просушки воздухом. Эти операции ведутся в двух мешалках, одна из которых служит для нейтрализации, а другая для промывки и просушки.