ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пути снижения температуры застывания нефтяных продуктов из "Депарафинизация нефтяных продуктов" Чтобы определить способы понижения температуры застывания нефтяных продуктов, необходимо выяснить, от присутствия каких компонентов она зависит. При рассмотрении данного вопроса следует помнить, что нефтяные продукты, в частности нефтяные масла, являются смесью широкого фракционного состава, в которую входят компоненты с разнообразнейшими свойствами. В этих смесях имеются как компоненты с низкими температурами застывания, так и высокозастывающие вещества, которые повышают общую температуру застывания продукта. По этой причине решение задачи о понижении температуры застывания нефтяных продуктов сводится либо к удалению из этих продуктов веществ, повышающих температуру застывания, либо к нейтрализации их действия. [c.13] Характер и природа веществ, обусловливающих застывание нефтяных продуктов является различной для разных форм застывания. Вязкостное застывание вызывается веществами, вязкость которых нри охлаждении повышается до значительной величины вследствие либо высокого уровня их вязкости вообще, либо крутой вязкостно-температурной кривой (т. е. низкого индекса вязкости). Вязкость, при которой в условиях принятых методов онределения наступает вязкостное застывание, является вполне определенной величиной. Так, Д. С. Великовский [14] оценивает величину этой вязкости в пределах 2 10 — 6 10 сс/и, Хен-ненгофер дает для этой вязкости величину порядка 3 10 сст и т. д. [c.13] Работами авторов было установлено, что для фракций, полученных при глубокой депарафинизации деароматизированного авиационного масла МС-20, вязкостное застывание которых наступало нри температурах минус 34—38°, вязкость при этих температурах находилась на уровне 3 10 — 4,5 10 сст, что отвечало порядку величины, указанной Хенненгофером. [c.13] Чем выше вязкость масла при обычных стандартизованных температурах (нанример, при - -50° или -f-100°), тем нри более высокой температуре оно достигнет вязкости, отвечающей его вязкостному застыванию. По этой причине для масел с более высокой вязкостью допускаются более высокие температуры застывания, чем для маловязких масел. [c.13] Исследования связи между характером вязкостно-температурной зависимости как индивидуальных углеводородов, так и фракций нефтяных масел и их химической природой и структурой, проводившиеся в течение ряда лет многими исследователями, позволяют обобщить основные положения этой связи [15 —18]. Наихудшей вязкостно-температурной зависимостью обладают находящиеся в нефтях и в некоторых нефтяных продуктах высокомолекулярные асфальто-смолистые вещества, а также полицикли-ческие углеводороды, особенно полициклические ароматические углеводороды с короткими боковыми цепями. Наилучшей вяз-костно-температурной зависимостью обладают углеводороды, имеющие длинную алифатическую цепь, в частности алкиларома-тические и алкилпафтеновые углеводороды. Увеличение числа, боковых цепей, а также их разветвление ухудшают вязкостнотемпературную характеристику углеводородов. [c.14] О влиянии на индекс вязкости углеводорода числа входящих в его состав колец и длины алифатических цепей можно найти, например, в работах Россини [19] или Микеска [201 и др. [c.14] В последующем отдельные исследователи возражали против описанного выше объяснения механизма структурного застывания нефтяных продуктов и делали попытки дать иное разъяснение этому явлению. Так, например, указывалось, что структурное застывание масел наступает в ряде случаев до того момента, когда кристаллы парафина образуют сплошную пространственную сетку. К. О. Рамайя [28] считает, что структура застывшего продукта обусловливается не кристаллической сеткой парафина, а образующимися в масле мицеллами высокоассоциированных масляных молекул , которые, по мнению Рамайя, и обусловливают образование гелеобразной структуры и застывание масла. Д. О. Гольдберг [29, не отрицая роль парафина в застывании нефтяных продуктов, объясняет явление самого застывания возникновением вокруг кристалликов (частичек) парафина сольватных оболочек, которые, по мнению Д. О. Гольдберг, достигают якобы таких размеров, что иммобилизуют всю массу масла. [c.15] Здесь следует отметить, что появление в масле твердой фазы в виде кристалликов парафина, хотя еще и не связанных между собой, несколько повысит общую (структурную) вязкость такой смеси, что, разумеется, скажется и на температуре застывания в сторону повышения ее. Но тем не менее этот случай застывания будет относиться к форме вязкостного застывания, но не структурного. [c.16] Что же касается попыток приложения теории образования гелей как результата возникновения вокруг мицелл коллоидных частиц сольватных оболочек к объяснению процесса структурного застывания нефтяных продуктов, то такое приложение вряд ли является правомерным. В коллоидных растворах размер мицелл дисперсной фазы остается в какой-то мере соизмеримым с возможной толщиной сольватной оболочки или толщиной слоя адсорбированных на поверхности мицелл компонентов растворителя. В нефтяных же продуктах выделяющиеся кристаллики парафина, даже прп самом мелком их размере, остаются несоизмеримо более крупными по сравнению с возможными размерами сольватных оболочек, вследствие чего в последних не может иммобилизоваться такое количество жидкой фазы, чтобы вся масса раствора оказалась застывшей. [c.16] Точка зрения, согласно которой структурное застывание нефтяных продуктов вызывается выделением кристалликов парафина с последующим соединенпем их в кристаллическую сетку, позволяет хорошо и исчерпывающе объяснить все происходящие при структурном застывании явления. Так, аномалия вязкости, возникающая при охлаждении нефтяного продукта незадолго до наступления структурного застывания, объясняется с этой точки зрения появлением дисперсной фазы в виде 1 ристалликов парафина (а в ряде случаев ультрамикроскопических кристаллических зародышей), еще не связанных между собой вследствие недостаточной их концентрации или присутствия мешающих соединению кристаллов веществ (смолистых, присадок-депрессаторов и т. д.), но уже способных вызывать аномалию вязкости. [c.16] Следовательно, разные формы застывания нефтяных продуктов (вязкостное и структурное) обусловливается различными причинами и вызывается разными компонентами этих продуктов. [c.17] Вследствие различной природы веществ требуются различные методы обработки этих продуктов для понижения температуры их застывания. Так, для продуктов, имеющих вязкостную форму застывания, температура застывания может быть понижена улучшением их вязкостно-температурных свойств путем удаления низкоиндексных компонентов (асфальто-смолистых веществ, ароматических углеводородов с короткими и разветвленными алифатическими цепями и т. п.). Удаление этих компонентов осуществляется различными методами очистки и деароматизации. При этом очисткой и деароматизацией можно понизить температуру застывания только тех нефтяных продуктов, которые имеют именно вязкостную форму застывания. [c.17] Примером этого может служить наблюдавшееся авторами изменение низкотемпературных свойств масла при деароматизации адсорбентом глубоко депарафинированного остаточного масла (табл. 1). [c.17] При структурном застывании нефтяных продуктов понижать температуру застывания можно либо удалением кристаллизующихся компонентов методами депарафинизации, либо ограничением их способности вызывать застывание вводом присадок-депрессаторов. [c.18] О механизме действия депрессаторов имеются разнообразные мнения. Так, Л. Г. Гурвич [23], рассматривая способность неко-. торых смолистых веществ нефти понижать температуру застывания нефтяных продуктов, считал, что эти смолы препятствуют кристаллизации парафина и удерживают его в растворенном состоянии или в состоянии мельчайшего распыления. [c.18] Черножуков и И. П. Лукашевич [17] объясняют действие некоторых депрессаторов, в частности, их способностью образовывать с парафином эвтектические смеси, имеющие пониженные температуры плавления, и этим снижать температуру застывания продукта. Д. О. Гольдберг [29] полагает, что депрес-саторы нарушают сольватную оболочку кристаллов парафина, обусловливающую, по ее мнению, застывание нефтяных продуктов. Г. И. Фукс [30] относит действие депрессаторов за счет изменения ими компактности кристаллов парафина. П. И. Санин [31] объясняет действие депрессаторов типа парафлоу ориентацией молекул парафина относительно алкильных цепей молекул присадки и т. д. [c.18] По мнению авторов, денрессаторы, будучи веществами поверхностно-активными по отношению к парафину, оказывают тормозящее действие на развитие кристаллов и препятствуют образованию новых кристаллических зародышей. Вследствие этого повышается предельная степень пересыщения растворов парафина в период кристаллизации, не вызывающая появления новых, кристаллических зародышей, что приводит к укрупнению образующихся кристаллических структур и к уменьшению их числа на единицу объема раствора. При этом кристаллообразование начинает идти не в направлении свободного роста протяженных индивидуальных кристаллов, а путем дендритной (агрегатной) кристаллизации с образованием компактных кристаллических скоплений, не спаянных друг с другом в единую кристаллическую сетку и по этой причине не способных иммобилизовывать всю массу раствора, что сказывается в виде понижения температуры застывания данного продукта. [c.19] Наконец, денрессаторы действуют неэффективно или даже совсем не действуют на продукты, содержащие большое количество кристаллизую1цихся компонентов, а также на продукты, характеризующиеся агрегатной кристаллизацией парафинов, не дающей парафиновой сетки. Последнее также ограничивает применимость депрессаторов. [c.20] Вернуться к основной статье