2.4. Способи очищення палив

Паливні дистиляти, одержувані при перегонці нафти, не можуть бути використані безпосередньо як товарні палива, оскільки містять з’єднання, що значно погіршують їхню якість (кисневі, сірчисті та ін.). Бензини ж термічного крекінгу містять, окрім того, велику кількість маслостійких неграничних вуглевод­нів, здатних легко окислятися і полімеризуватися. У зв’язку з цим для одержання необхідних експлуатаційних властивостей палива очищають від небажаних компонентів та стабілізують.

Методи очищення можна розділити на хімічні, під час яких шкідливі з’єднання вступають у хімічні реакції з реагентом, що додається до палива, і фізичні, під час яких шкідливі з’єднання розчиняються або адсорбуються спеціальними речовинами. До хімічного відносять способи очищення сірчаною кислотою, лугами, плюмбитами, хлоридами металів і т.д., а до фізичних – застосування селективних розчинників і адсорбентів.

Під час дії на паливо сірчаною кислотою виходять продукти реакцій, що віддаляються у виді кислого гудрону, а потім випливають – обробка лугом (водяним розчином NaOH), промивання водою і відстоювання для видалення солей, що залишилися у паливі. За нормальної температури сірчана кислота не вступає в реакцію з парафіновими і нафтеновими вуглеводнями. Ароматичні вуглеводні, оскільки очищення палива ведеться невеликою кількістю сірчаної кислоти (0,2-0,8%), також практично зберігаються. Неграничні вуглеводні активно вступають у реакцію із сірчаною кислотою, тому для палив термічного крекінгу, що містять багато неграничних вуглеводнів, застосовують очищення тільки плюмбитами і хлоридами металів.

Очищення адсорбентами, в якості яких використовують відбілюючі ґрунти, основане на явищі адсорбції, тобто виборчому поглинанні окремих з’єднань, що знаходяться у продукті, який очищається. Очищення проводять, пропускаючи пари палива через спеціальний шар відбілюючого ґрунту, витрата адсорбенту при цьому складає 1-2% маси палива. Дослідженнями встановлено, що відбілюючі ґрунти діють також каталітично, викликаючи реакції полімеризації ненасичених вуглеводнів і частково реакції ізомеризації.

Гідрогенаційне очищення є найефективнішим способом очищення палива від сірчистих з’єднань та інших шкідливих домішок. Таке очищення здійснюється у присутності водню і каталізаторів.

Хімічну стабільність палив, що містять значну кількість неграничних вуглеводнів, підвищують, додаючи до них у дуже невеликих дозах спеціальні речовини – антиокислювачі, що гальмують процеси окислювання та осмолення. Як антиокислю­вачі застосовують а-нафтол, фенольні фракції деревної смоли (240-310°С), параоксидифенил.

2.5. Способи очищення масел

Масляні дистиляти, одержані перегонкою мазуту, через вміст низки з’єднань (смолисто-асфальтові речовини, органічні кислоти, що легко окисляються і полімеризуються неграничні вуглеводні) без відповідного очищення не можуть засто­совуватися як товарні масла. Найпоширенішими способами очищення масляних дистилятів служать кислотно-лужний, кис­лотно-контактний, селективний, а також процеси деасфальтизації і депарафінізації масел.

Кислотно-лужне очищення масел аналогічне відповідному очищенню палив, але для нього потрібно більше реагенту – сірчаної кислоти (від 3 до 6% для дистиляційних і до 7-10% для залишкових масел). Після відділення кислого гудрону масло обробляється водяним розчином лугу (NaOH), промивається водою для розчинення і видалення солей і потім просушується гарячим повітрям.

Кислотно-контактне очищення здійснюється після очи­щення масла сірчаною кислотою і полягає у тому, що масло йде не на лужне, а на контактне очищення відбілюючими глинами, в результаті якого відбувається адсорбування з масла полярно-активних компонентів, у тому числі органічних компонентів і сульфокислот, залишків сірчаної кислоти, кислого гудрону і т.д. У якості відбілюючих глин застосовуються гумбрин, зикеївська земля, силікагель та ін. Кількість адсорбенту під час очищення складає від 3 до 5% маси палива.

Селективне очищення припускає застосування спеціа­льних селективних (вибірково-діючих) розчинників, що не впли­ваючи на основні вуглеводні компоненти розчиняють небажані компоненти масел. При наступному відстоюванні розчин розша­ровується на рафинатний шар з очищеного масла та екстрактний, що є сумішшю розчинника і вилучених з масла шкідливих з’єднань. Екстрактну частину після очищення масла піддають розгонці; відігнаний розчинник може бути використа­ний повторно. В якості селективних розчинників застосовують фурфурол, фенол, нітробензол, технічний пропан та ін.

Деасфальтизацію застосовують, коли в маслі багато смо­листо-асфальтових речовин, що ускладнює сірчанокислотне або селективне очищення. Тому такі масла попередньо піддають деасфальтизації, яку проводять за допомогою спеціальних роз­чинників (зокрема, рідкого пропану), що осаджують смолисто-асфальтові речовини. Після видалення осаду масло направ­ляють на основне очищення.

Депарафінізація має на меті видалення з масляного дисти­ляту парафінистих нафтових вуглеводнів, що кристалізуються у разі зниження температури. Процес депарафінізації оснований на тому, що парафіни і церезини значно гірше розчиняються в деяких легких розчинниках, ніж основні вуглеводні масла, особливо за низьких температур. Депарафінізація звичайно завершує процес очищення масла.