ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость охлаждения раствора сырья из "Физико-химические основы производства нефтяных масел" Низкоплавкие углеводороды, например парафин с пл = 44°С, при 10°С растворимы в ацетоне всего на 0,12% (масс.). При повышении числа атомов углерода в радикале полярного растворителя усиливаются его дисперсионные свойства, а следовательно, и растворяющая способность по отношению к твердым углеводородам. [c.141] Интересные данные о концентрации кетона в растворителе, соответствующей критическим условиям смешиваемости, получены 1[28] при использовании метода [26]. При увеличении содержания кетона в смеси с ароматическим растворителем повышается ТЭД, образуются крупные разобщенные кристаллообразования твердых углеводородов, способствующие увеличению скорости фильтрования суспензии и улучшению промывки отфильтрованного осадка. В то же время в результате непрерывного снижения растворяющей способности растворителя при определенном содержании кетона из раствора начинает выделяться вторая масляная фаза, состоящая из наименее растворимых в данном растворителе компонентов. Начало выделения этой фазы свидетельствует о критической концентрации кетона в растворителе. Результаты исследования (рис. 49) показали, ЧТО при депарафинизации автолового рафината критическая концентрация МЭК в смеси с толуолом составляет 66% (об.), причем при повышении кратности разбавления рафината растворителем с 1 3,75 до 1 5 она возрастает до737о. [c.144] При обезмасливании твердых углеводородов этого же сырья критическая концентрация кетона в растворителе повышается до 91% (об.). Этот метод дает возможность сравнивать смешанные растворители с целью выбора их оптимального состава. Экономичнее тот растворитель, который при прочих равных условиях позволяет проводить депарафинизацию и обезмасливание при более высокой температуре процесса и обеспечивает достаточный выход депарафииированного масла с низкой температурой застывания и минимальное содержание масла в парафине или церезине. Так как растворяющая способность кетонов растет с увеличением числа атомов углерода в радикале, для депарафинизации и обезмас-ливания за рубежом применяют [48] кетоны большей молекулярной массы. Основными достоинствами этих кетонов по сравнению с другими растворителями являются большая скорость фильтрования и меньший температурный эффект депарафинизации [39, 48]. [c.144] Благодаря низкой растворяющей способности по отношению к твердым углеводородам и высокой растворимости в них масляных углеводородов такие растворители, как метилизобутилкетон и н-метилпропилкетон, могут быть использованы как индивидуальные, а не в смеси с ароматическими углеводородами [39, 48, 49]. Растворяющую способность высших кетонов и их смесей с ацетоном и метилэтилкетоном можно регулировать, изменяя содержание в них воды. При обезмасливании продуктов с целью получения высокоплавких твердых углеводородов используют насыщенный водой метилизобутилкетон, позволяющий проводить обезмасливание при более высокой температуре, причем выход церезина увеличивается на 1—2% [40]. К недостаткам изученных кетонов следует отнести их малую доступность и дороговизну. Кетоны с семью углеродными атомами в молекуле и более высокомолекулярные не используют в процессах депарафинизации и обезмас-ливания, что объясняется их высокой вязкостью при низких температурах, затрудняющей кристаллизацию твердых углеводородов. Кроме того, более высокая температура кипения таких кетонов усложняет их регенерацию. [c.145] Исследование растворимости компонентов масел в алифатических спиртах [38] показало возможность применения последних в смеси с углеводородными компонентами, так как спирты плохо растворяют жидкие углеводороды масляного сырья при температурах депарафинизации. В качестве растворителей для обезмасли-вания и депарафинизации используют также смеси хлорорганических соединений, таких как дихлорэтан и метиленхлорид (процесс 01—Ме) [41, 42, 50]. Этот метод применим для депарафинизации масел любой вязкости и позволяет получать масла с температурой застывания, близкой к температуре фильтрования. При одноступенчатом фильтровании с этим растворителем можно получить масло с температурой застывания —20°С и парафин с содержанием масла 2—6% (масс.). Недостатком всех хлорсодерж.ащих растворителей является их термическая нестабильность При температурах выше 130—140 °С и образование продуктов разложения, вызывающих коррозию аппаратуры. [c.145] Выход депарафинированного масла, %(масс.). [c.147] От кратности растворителя к сырью в большой мере зависит не только выход депарафинированного масла, но и содержание масла в гаче или петролатуме. При увеличении кратности разбавления сырья растворителем уменьшается концентрация масла во всем растворе и в той его части, которая остается в твердой фазе. Это приводит к увеличению четкости отделения твердых углеводородов от жидкой фазы и некоторому повышению выхода депарафинированного масла. Выбор оптимальной кратности растворителя к сырью зависит и от конечной температуры охлаждения раствора, которая определяется природой растворителя и требуемой температурой застывания депарафинированного масла, а в процессе обезмасливаиия — температурой плавления твердых углеводородов. Чем ниже температуры конечного охлаждения и фильтрования суспензии, тем выше вязкость среды и оптимальная кратность растворителя к сырью. [c.147] Исследование суспензии твердых углеводородов, полученной при охлаждении раствора сырья в смеси МЭК бензол толуол со скоростью 300°С/ч, при помощи микроскопии [10, 52] показало образование плотной сетки мелких переплетающихся кристаллов, задерживающих жидкую фазу и уменьшающих скорость разделения фаз (табл. 19). При снижении скорости охлаждения раствора образуются агрегаты кристаллов, разделенные жидкой фазой и свободно перемещающиеся в дисперсионной среде. Это дает возможность проводить процесс депарафинизации с высокой скоростью фильтрования. В работах [23, 24, 46] на основании данных о депарафинизации дистиллятных рафинатов установлено образование пространственной структуры с широко разветвленным жестким скелетом, способным иммобилизовать большое количество жидкой фазы. Для разрушения такой структуры необходимо механическое воздействие, тем большее, чем выше пределы выкипания дистиллятного сырья. [c.148] Твердые углеводороды масляных фракций нефти, как указывалось выше, относятся к изоморфным и в то же время полиморфным веществам, которые в зависимости от условий кристаллизации и фракционного состава сырья в процессах депарафинизации и обезмасливаиия могут образовывать смешанные кристаллы, эвтектические смеси или кристаллизоваться раздельно. Образование кристаллов той или иной формы, а также эвтектических смесей имеет большое значение с точки зрения отделения твердой фазы от жидкой. Для обеспечения нормального роста кристаллов необходимы оптимумы концентрации твердых углеводородов в растворе и вязкости последнего. [c.150] Порционная подача растворителя эффективна при депарафинизации и обезмасливании дистиллятного сырья, причем широкого фракционного состава. При депарафинизации рафинатов узкого фракционного состава или остаточных [32, 59] такой способ подачи растворителя менее эффективен в силу большей однородности состава твердых углеводородов и сравнительно низкого содержания в остаточном сырье углеродородов парафинового ряда. Содержащиеся в нем твердые циклические углеводороды образуют мелкие кристаллы смешанного типа. В то же время лабораторные исследования [55] изменения структурной вязкости суспензий твердых углеводородов остаточного рафината в растворе ацетон (35%)—толуол (65%) показали, что в зависимости от способа подачи растворителя структурная вязкость суспензии изменяется в широких пределах (рис. 52). Это объясняется тем, что при небольшом пересыщении раствора в начальный момент охлаждения на образовавшихся центрах кристаллизации начинается рост кристаллов, при этом вязкость суспензии почти не изменяется. [c.151] Улучшение показателей процесса депарафинизации и обезмас-ливания достигается изменением состава кетон-ароматического растворителя, наиболее распространенного в этих процессах. Повышение содержания кетона в растворителе приводит к увеличению отбора твердых углеводородов из масляного сырья. Для легких дистиллятных фракций содержание кетона в растворителе может быть увеличено до 55—60% (об.). При увеличении содержания кетона процесс отделения твердых углеводородов от масляной фазы можно проводить при более высоких температурах, особенно при обезмасливании гачей. Однако при этом необходимо обеспечивать высокую растворимость в кетон-ароматическом растворителе жидких углеводородов, так как в противном случае из-за выделения второй масляной фазы повышается содержание масла в твердой фазе. [c.152] Содержание ацетона в растворителе. [c.154] Таким образом, состав растворителя можно регулировать, смешивая потоки с разным содержанием кетона. Этот метод нашел промышленное применение. [c.154] Метилизобутилкетон также обладает рядом преимуществ по сравнению с метилэтилкетоном (табл. 24), к числу которых относятся большая скорость фильтрования, меньшая температура застывания полученного масла и (вследствие более высокой температуры кипения и низкой взаимной растворимости с водой) меньшие потери. [c.157] Кратность растворителя (масс ) на разбавление сырья — 4 1. на промывку — 1 1. [c.157] Как известно, процессы депарафинизации и обезмасливаиия можно проводить в чисто углеводородных растворителях, таких как пропан и гептан. Эти растворители характеризуются высокой растворяющей способностью по отношению к твердым углеводородам, что требует глубокого охлаждения при производстве низкозастывающих масел, а отсюда — высокий ТЭД. В литературе [68, с. 183] имеются сведения о переводе промышленной установки депарафинизации в пропановом растворе на смесь пропилен — ацетон. Такой процесс позволяет депарафинировать сырье любой вязкости и получать масла с температурой застывания от —20 до —25 °С. Добавление ацетона к углеводородному растворителю снижает его растворяющую способность, что обеспечивает более полное выделение твердых углеводородов из раствора при снижении ТЭД до 10—15 °С. Растворитель одновременно служит и хладоагентом, причем его испарение происходит с определенной скоростью, для чего на установке предусмотрен автоматический контроль охлаждения суспензии твердых углеводородов. Во избежание обводнения ацетона, энергично поглощающего воду, существует секция для отделения воды. [c.158] Вернуться к основной статье