Глава IX

Депарафинизация и обезмасливание нефтяного сырья

Низкотемпературные процессы

Для получения масел с низкой температурой застывания используют процесс депарафинизации, в результате которого из масляного сырья удаляются твердые углеводороды. Наиболее распространенным методом выделения твердых углеводородов из нефтяного сырья является депарафинизация с помощью селективных растворителей, основанная на разной растворимости нефтяных углеводородов в растворителях. Для этой цели в практике применяют кетон-ароматическую смесь растворителей (метилэтилкетон и толуол или ацетон и толуол), взятых в различных соотношениях —от 30 до 60 % (масс.) кетона и от 70 до 40% (масс.) толуола.

Кратность растворителя к сырью зависит от вязкости депарафинируемого рафината: с повышением вязкости масляных фракций расход растворителя увеличивается. Обычно кратность растворителя к сырью составляет (2—3) : 1 для дистиллятного сырья и (3,0—4,5) : 1 для остаточного. От количества взятого растворителя зависят скорость отделения жидкой части от твердой, выход депарафинированного масла, его температура застывания и содержание масла в гаче или петролатуме.

Одной из форм совершенствования процесса является порционная подача растворителя, при которой создаются условия для разделения кристаллизацией высоко- и низкоплавких углеводородов. При первом разбавлении сырья расход растворителя должен быть таким, чтобы из раствора выделялись самые высокоплавкие углеводороды, образующие кристаллы наибольших размеров. При порционном разбавлении (2—4 порции) каждая порция вводимого растворителя должна иметь температуру на 2—3 °С выше температуры смеси в точке, куда подается растворитель. Порционная подача растворителя эффективна при депарафинизации и обезмасливании дистиллятного сырья широкого фракционного состава.

При заданных температуре застывания вырабатываемого масла и пропускной способности установки по сырью к показателям, характеризующим работу установки низкотемпературной депарафинизации, относятся прежде всего следующие: глубина отбора масла (% масс, от сырья), скорость фильтрования, содержание масла в гаче (или петролатуме). Важным показателем, в значительной мере предопределяющим эксплуатационные расходы, является кратность растворителя к сырью.

В заводской практике получили распространение установки с двухступенчатым фильтрованием, где вторая ступень предназначена для уменьшения содержания масла в гаче и тем самым для увеличения выхода депарафинированного масла. На отдельных установках с трехступенчатым фильтрованием получают два целевых продукта: депарафинированный рафинат и технический парафин; побочным продуктом является слоп-вокс. На установках обезмасливания, вырабатывающих из гача парафин-сырец, а из петролатума — церезин-сырец, обычно используют как способ перекристаллизации (первая ступень), так и способ отмывки (вторая ступень).

В представленных схемах депарафинизации охлаждение суспензии проводится аммиаком и этаном; взамен аммиака применяют также пропан. Глубина охлаждения суспензии определяется температурой застывания товарного масла с учетом температурного градиента депарафинизации, зависящего от используемого растворителя.

Установка депарафинизации обслуживается закрытой дыхательной системой инертного газа. Все приемники на установке депарафинизации, где находится растворитель, а также газовое пространство фильтров заполнены инертным газом. Это предотвращает образование взрывоопасной смеси растворителя с воздухом и сокращает потери растворителя. Инертный газ служит также для подсушки и отдувки твердого осадка (лепешки) от фильтровальной ткани в вакуум-фильтрах непрерывного действия барабанного типа.

Установка депарафинизации с двухступенчатым фильтрованием

На установке депарафинизации с двухступенчатым фильтрованием получают масла с низкой температурой застывания —депарафинированное масло, а на второй ступени дополнительно извлекают масло из гача или петролатума (побочный продукт). Сырьем установки служат рафинаты селективной очистки; целевой продукт — депарафинированное масло. Выход депарафинированного масла составляет 65— 80 % (масс.) от сырья.

Основные отделения установки следующие: кристаллизации, фильтрования, регенерации растворителя из раствора депарафинированного масла и растворов гача или петролатума. Технологическая схема установки кристаллизации и фильтрования представлена на рис. IX-1.

Сырье — рафинат — насосом 10 через водяной холодильник 11 подается в регенеративные кристаллизаторы 13—16, где охлаждается фильтратом, полученным в I ступени фильтрования. Число кристаллизаторов зависит от пропускной способности установки. Сырье разбавляется холодным растворителем в трех точках: на выходе его из кристаллизаторов 13, 14 и 15. Растворитель подается насосами из приемников сухого и влажного растворителей (на схеме не показано). Из регенеративных кристаллизаторов раствор сырья поступает в аммиачные кристаллизаторы 18—20, где за счет испарения хладагента (аммиак или пропан), поступающего из приемника 24, охлаждается до температуры фильтрования. Охлажденная суспензия твердых углеводородов в растворе масла поступает в приемник 1, а оттуда самотеком в вакуумные фильтры 2 ступени I. Уровень суспензии в вакуумных фильтрах регулируется регулятором уровня, который связан с линией ее подачи. Фильтрат I ступени (раствор депарафинированного масла) собирается в вакуум-приемнике 7, откуда насосом 17 подается противотоком к раствору сырья через регенеративные кристаллизаторы, а затем через теплообменник 12 для охлаждения влаж-