книги из ГПНТБ / Гальперин А.Е. Производство присадок к моторным и трансмиссионным маслам

ли 14. Часть перекачиваемого продукта непрерывно воз­ вращают в низ промежуточной емкости 12. Такая под­ качка предусмотрена во всех емкостях, где возможно выпадение осадков. В испарителях 14 при 110 °С и оста­ точном давлении около 400 мм рт. ст. отгоняют воду и легкие фракции полимердистиллята. Вакуум в системе создается и поддерживается системой вакуумных эжек­ торов и барометрических конденсаторов. Пары с верха испарителя поступают через конденсатор-холодильник 13

ввакуумный приемник и далее в водоотделитель 15.

Сверха водоотделителя отгон полимердистиллята уходит в промежуточную емкость, из которой возвраща­

ется на повторное алкилирование в емкость 3. Воду с низа водоотделителя 15 через промежуточную емкость откачивают в аппарат 17 для приготовления водной сус­ пензии гидроокиси кальция — известкового молока. Из­ быток воды откачивают в смеситель 22 установки сжига­ ния фенольных вод. Обезвоженные продукты нейтрали­ зации с низа испарителя 14 через холодильник 13, где

те 16 пленочного типа. При периодическом процессе продукты нейтрализации закачивают в реактор 21. Туда же подают из емкости 3 веретенное масло н из мерни­ ка 7 — 37%-ный формальдегид. Реакция конденсации

продукты нейтрализации подают в смеситель 23, где они смешиваются с веретенным маслом и через тепло­ обменник при 75—80 °С поступают в пленочный реак­ тор 16. Формальдегид, пройдя теплообменник 13 и на­

в промежуточной емкости. Из нее для отгона воды и тя­ желых фракций полимердистиллята через теплообмен­ ник они направляются в пленочный испаритель 14. От­ гонка воды происходит при 110 °С и остаточном давле­

134

нии 100—150 мм рт. ст. Вакуум в системе создается и поддерживается системой эжекторов и барометрических конденсаторов. Из испарителя пары после конденсации и охлаждения поступают в водоотделитель 15. Отделен­ ный в нем полимердистиллят через промежуточную ем­ кость возвращается в процесс алкилирования, а вода с низа водоотделителя через промежуточную емкость направляется на установку сжигания. Нижний продукт

Отделение механических примесей проводят в две ступени. На первой ступени присадку отделяют от основ­ ной массы механических примесей без разбавления рас­ творителем при 140°С. Во избежание выпадения осад­ ков в коммуникациях присадка непрерывно циркулирует по схеме: напорная емкость— »-насос— »-подогреватель— у центрифуги— »-напорная емкость. Поступление на цент­ рифуги 25 происходит непрерывно в относительно не­ больших количествах из циркуляционной линии (кол­ лектора). Цикл работы центрифуги первой ступени состоит из следующих последовательных операций: на­ полнение барабана, фуговка, отсос фугата. Барабан очищают от осадка один раз через несколько циклов в зависимости от его заполнения ( примерно 100 кг осад­ ка). Чем больше механических примесей в исходной присадке, тем чаще нужно очищать барабан.

Грубоочищенную присадку собирают в емкости 26 и оттуда направляют на вторую ступень очистки в сепа­ ратор 2 9 — на тонкую очистку с разбавлением раство­ рителем. Предварительно фугат первой ступени охлаж­ дают в холодильниках до 40°С. Высокая температура ухудшает качество и стабильность присадки. По выходе из холодильника фугат первой ступени поступает в сме­ ситель 27. Туда же из емкости 9 насосом подают раство­ ритель (бензин «Галоша»). Из смесителя раствор при­ садки с растворителем поступает в напорную емкость сепаратора 28, а оттуда — на фуговку в сепаратор 29. Фугат из сепаратора самотеком поступает в приемную емкость 30. Схемой предусмотрена возможность отдель­ ного сбора некондиционного ( по содержанию механиче­ ских примесей) фугата с возвратом его на повторное фу­ гование.

Осадок первой ступени фугования собирают в специ­ альный бункер и оттуда вывозят в отвал. Осадок второй ступени поступает в аппарат 31 с мешалкой. Цикл фу­ говки на сепараторах состоит из следующих операций: сепарирование, промывка ротора (вытеснение раствора присадки) и разгрузка ротора от механических приме­ сей. Разгрузку проводят при помощи буферной жидко­ сти — масла, которое циркулирует непрерывно по схеме: емкость 8— н-іасос— »-сепаратор 29— »-емкость 8. Для безопасной работы в картеры сепараторов и циркуляци­ онные трубы непрерывно под давлением 320—400 мм вод. ст. подают инертный газ.

Отгонка растворителя от присадки. Раствор присадки в бензине из емкости 30 непрерывно насосом закачива­ ют через подогреватель 13 в пленочный испаритель 14. Частично отпаренный продукт с низа первого по ходу испарителя поступает в приемную емкость, откуда на­ сосом его подают на вторую ступень отпарки. Со вто­

чивается в емкости готовой присадки в парк. Пары бен­ зина с верха испарителей первой и второй ступени кон­

100—200 мм рт. ст. Вакуум в системе создается паро­ эжекторным насосом. Сконденсированные пары воды от вакуум-эжекторных насосов собирают в барометриче­ скую емкость и оттуда — в канализацию.

Отгонка растворителя из осадка. Осадок в аппарате 31 состоит из механических примесей, масла, присадки и бензина-растворителя. Оттуда смесь насосом откачива­ ют в напорную емкость <32 и из нее самотеком — в цент­

теплообменник 13, где он нагревается до 150—160°С, непрерывно подают в пленочный испаритель 14. Сверху испарителя растворитель, пройдя конденсатор-холодиль­ ник, сконденсировавшись и охладившись до 40 °С, по­ ступает в вакуумный приемник и оттуда в емкость 9. С низа испарителя масло через холодильник и вакуум­ ный приемник собирается в емкости 8. Осадок центрифу­ гирования с большим содержанием гидроокиси кальция

136

возвращают в процесс нейтрализации, а с малым — вы­ возят в отвал. Избыток фенольной воды в смесителе 22 смешивается с 'мазутом. Смесь из смесителя 22 насосом подают на форсунки циклонной топки 34, где ожигают. Тепло горения утилизируется в котле 35. Перегретый пар используют на установке; продукты сгорания через тру­ бу 36 сбрасывают в атмосферу.

Производство присадки БФК

Эту присадку в промышленных масштабах получают последовательным проведением следующих процессов.

Алкилирование фенола олефиновым сырьем в присут­ ствии катализатора БСК или К.У-2 (см. рис. 4, стр. 72).

Конденсация полученного в первой стадии алкилфенола с формальдегидом в присутствии соляной кислоты (см. рис. 12, стр. 102). Реакцию .конденсации проводят при 96—97°С и непрерывном перемешивании. После от­ стаивания при 60—70 °С отделившуюся воду дренируют, а продукт конденсации перекачивают на омыление.

Омыление продукта конденсации (см. рис. 14, стр. 106). В реакторе 7 продукт разбавляют маслом. Раз­ бавленный продукт просушивают до содержания серы не более 3—5%, затем омыляют при 105°С расплавлен­ ной гидроокисью бария. По окончании омыления неочи­ щенную присадку сушат в вакууме при циркуляции че­ рез теплообменник 14 (вакуум создается системой насо­ сов 10). Затем присадку откачивают на очистку от меха­ нических примесей.

Центрифугирование присадки (см. рис. 16, стр. 115). Присадку БФК при 105—110°С в течение 24 ч отстаи­ вают в емкости 1. Затем ее подают на фугование. После достижения кондиционных норм по содержанию механи­ ческих примесей готовую присадку откачивают в парк.

Производство присадки СБ-3

Для получения присадки СБ-3 последовательно про­ водят следующие технологические процессы:

сульфирование дизельного масла селективной очист­ ки газообразным серным ангидридом . (см. рис. 6,

стр. 90);

омыление сульфированного масла гидроокисью бария

(см. рис. 14, стр. 106) при 60—70 °С; ■сушка при 90—

.137

130°С в вакууме до содержания влаги не более 0,2%; очистка от механических примесей центрифугирова­

нием в две ступени (см. рис. 16, стр. 115).

Производство присадки ПМС

Процесс состоит из следующих основных этапов. Непрерывное сульфирование дизельного масла ДС-14.

Масло ДС-14, полученное из сернистых нефтей, сульфи­ руют охлажденным до 40 °С контактным газом (с произ­ водства H2SO4) в две ступени. Первую ступень сульфи­ рования проводят в аппаратах скребкового типа «Вотатор» (пленочный аппарат с распылением масла из форсунок в зону реакции), вторую ступень — в пленоч­ ных роторных реакторах (см. рис. 7, стр. 92). Масло ДС-14 перед первой ступенью сульфирования охлажда­ ют водой в теплообменнике до 45—47°С. Расход масла

водным раствором аммиака. До последнего времени ней­

процессе производства присадки ПМС имеет значитель­ ные недостатки, осложняющие производство и ухудшаю­ щие технико-экономические показатели процесса и ка­ чество присадки. К этим недостаткам относятся:

повышенный расход извести-пушонки на нейтрали­ зацию сульфированного масла (8—10%) из-за наличия в нем свободной серной кислоты и кислого гудрона;

нейтрализующий агент — известь-пушонка — подает­ ся в реакторы омыления в виде суспензии (известково­ го молока), содержащей до 25—30%, гидроокиси каль­ ция (в результате забиваются насосы и ротаметры, что нарушает ритмичность работы установки);

значительная затрата времени (48 ч) на отстаивание и отделение водного слоя, содержащего также шлам и эмульсию сульфоната кальция; при дренировании вод­ ного слоя засоряется канализация и теряется до 10% всего вырабатываемого сульфоната;

138

тонкодиспергированный сульфонат кальция, обра­ зующийся при нейтрализации свободной серной кисло­ ты, содержащейся в сульфированном масле, при отстаи­ вании полностью не отделяется и частично остается в нейтральном сульфонате, чем осложняются карбонатацня и отделение механических примесей от присадки на центрифугах.

Для устранения указанных недостатков потребова­ лось изменить процесс нейтрализации. В качестве ней­ трализующего агента в настоящее время используют водный раствор аммиака. Аммиачную воду (4—8%-ную) приготавливают непосредственно на установке в емко­ сти. Сульфокислоты нейтрализуют при 50—70 °С в аппа­ рате с мешалкой. Расход аммиачной воды на реакции автоматически регулируется от pH-метра, который под­

Отделение водорастворимых солей и смол от сульфо­ ната аммония. Нейтрализованный продукт (раствор суль­ фоната аммония в бензине, сульфоната аммония и водо­ растворимого сульфоната аммония в воде) перекачива­ ют в отстойники, где при 50—70 °С он отстаивается. Нижний (водный) слой, состоящий из раствора солей и смол, дренируют в канализацию один раз в сутки.

Получение нейтрального сульфоната кальция (мето­ дом обменной реакции) и реакционной смеси для карбонатации. Верхний слой, состоящий в основном из бен­ зино-масляного раствора нейтрального сульфоната ам­

пушонкой) через автоматический регулятор расхода не­ прерывно закачивают в аппарат с мешалкой. Туда же из бункера при помощи питателя подают известь-пу­ шонку. Бункер заполняют известью-пушонкой из автоце­ ментовоза .пневматически (выдавливанием воздухом). Для улавливания пыли гидроокиси кальция последова­ тельно установлены два циклона. Уловленная в цикло­ нах известь-пушонка возвращается в бункер.

В аппарате поддерживают температуру 70—80 °С. Смесь бензино-масляного раствора сульфоната аммония и гидроокиси кальция непрерывно откачивают в стаби­

139

лизатор качества нейтрального сульфоната (вертикаль­ ную емкость), где обменная реакция заканчивается. В стабилизатор под уровень реакционной массы дозиро­ вочным насосом закачивают уксусную кислоту (промо­ тор реакции карбонатацни; 0,8—1,2 вес.% на нейтраль­ ный сульфонат кальция) и через барботер подают смесь двуокиси углерода и’инертного газа для перемешивания массы и отдувки выделяющегося при реакции аммиака. Пары аммиака, бензина и воды и инертный газ из аппа­ рата с мешалкой и стабилизатора поступают в абсорбер, орошаемый постоянно циркулирующей аммиачной водой (см. рис. 20). При насыщении аммиаком до 4—8%-ной

Непрерывная карбонатация продукта двуокисью уг­ лерода в двух последовательных герметических винтовых реакторах «идеального смешения». Стабилизированный и слегка карбонатированный сульфонат кальция при 82—88 °С в присутствии промотора продувают дву­ окисью углерода. Во второй по ходу карбонатор подают также инертный газ.

Отгонка воды и частично бензина в пленочных испа­ рителях— по схеме на рис. 17 (стр. 117).

Окончательное двухступенчатое отделение механиче­ ских примесей в растворе бензина (15—25 вес.°/о)- Пер­ вую ступень очистки проводят на центрифугах ZLZ-1500, вторую — на сепараторах ОРТ-ЗМ6 при 40—100°С.

Отгонка растворителя от присадки с извлечением остатков масла и присадки из шлама — по схеме, анало­ гичной схеме второй ступени очистки присадки ВНИИ НП-370 (см. рис. 24, стр. 133; стадия отделения механи­ ческих примесей). Полученный шлам возвращают на проведение обменной реакции.

Производство алкилсалицилатных присадок

Процесс производства алкилсалицилатных присадок (АСК. и MACK) разработан во ВНИИ НП и состоит из следующих стадий. >

Алкилирование фенола фракцией сс-олефинов (240— 320 °С) продукта крекинга парафина в присутствии ка­ тализатора (бензолсульфокислоты) при 135°С и атмо­

140

сферном давлении (см. рис. 4). Бензолсульфокислоту нейтрализуют газообразным аммиаком при 80 °С с от­ делением солей на центрифугах при 110°С и атмосфер­ ном давлении. Сырой алкилфенол разгоняют в трех ва­ куумных колоннах. В первой отгоняют фенол от про­ дукта алкилирования при температуре верха колонны 110 °С и остаточном давлении 60 мм рт. ст. Во второй отделяют непрореагировавшие фракции а-олефинов при 173°С вверху колонны и остаточном давлении 10 мм рт.

и остаточном давлении 3 мм рт. ст.

Получение алкилфенолята натрия реакцией целевой фракции алкилфенола и 40%-ного раствора едкого нат­ ра в растворе ксилола при 140 °С и остаточном давлении 50 мм рт. ст., проводимой в двух пленочных аппаратах (по аналогии с рис. 13, стр. 103).

Карбоксилирование — получение алкилсалицилата натрия — взаимодействием алкилфенолята натрия и дву­ окиси углерода при 140—145 °С и 7 кгс/см2 (в автокла­ вах с винтовым перемешиванием).

Получение алкилсалициловых кислот в растворе кси­ лола разложением алкилсалицилата натрия 27%-ным раствором соляной кислоты при 60 °С и атмосферном давлении (в реакторе с мешалкой, по аналогии с рис. 5,

стр. 83).

Получение алкилсалицилата кальция в растворе кси­ лола ведут обработкой алкилсалициловых кислот, раз­ бавленных маслом, гидроокисью кальция при 80°С и ат­ мосферном давлении (см. рис. 14). Алкилсалицилат кальция можно получать также без получения алкилса­ лициловых кислот, а непосредственно обменной реакци­ ей алкилсалицилата натрия с хлористым кальцием. Ал­

с мешалкой до 100°С, добавляют 2%-ный раствор де­ эмульгатора в ксилоле (0,3 вес.% на смесь) и при этой температуре в течение 2 ч в аппарат подают 20%-ный раствор хлористого кальция. После окончания подачи реакционную массу отстаивают при 90—95 °С в течение 6 ч. Водный слой дренируют. В дальнейшем технологи­ ческие стадии повторяют. Данный процесс технологиче­ ски более выгоден, так как он исключает обработку

141