ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка нефтяных фракций при помощи растворителей из "Технология переработки нефти и газа Часть 3" В настоящее время широко распространена очистка нефтяных фракций от нежелательных компонентов, ухудшающих качество готовой продукции, различными растворителями. Этот метод основан на различной растворимости углеводородов в растворителях при определенных соотношениях растворителя и очищаемого продукта и определенной температуре. [c.99] По способности растворять углеводороды нефтяных фракций органические и некоторые неорганические растворители можно разделить на две группы. [c.99] К первой группе относятся такие растворители, которые при обычной температуре смешиваются с жидкими углеводородами нефтяных фракций практически во всех соотнон1ениях, В их число входят различные вещества, в том числе и низкомолекулярные жидкие или сжиженные под давлением углеводороды парафинового ряда, этиловый эфир, хлороформ, четыреххлористый углерод и т, д. Одни из этих растворителей являются неполярными соединениями, другие, например хлороформ, этиловый эфир, обладают небольшим дипольным моментом. [c.99] Растворители второй группы являются полярными соединениями, имеющими высокий дипольнын момент (фенол, фурфурол, нитробензол, алифатические кетоны и др.). [c.99] Свойства растворителя также влияют на величину критической температуры растворения в нем углеводородов и фракций нефти. КТР углеводородов в таком растворителе, как нитробензол, значительно ниже, чем в феноле, а в последнем ниже, чем в фурфуроле. [c.100] Если на оси абсцисс мы будем откладывать количество растворителя в смеси (в %), а на оси ординат - - температуры расслоения смеси данной концентрации, то кривая, соединяющая все эти точки, будет иметь вид, показанный иа рис. 24. Внутри этой кривой ограничена область существования двух фаз. Вне кривой находится область полной растворимости. [c.100] Кривая КТР может иметь различный вид в зависимости от характера дистиллята нефти и полярного растворителя. [c.100] При изменении температуры смеси в условиях постоянного соотношения меледу растворителем и нефтяной фракцией получается кривая общего типа (рис. 25). Левая ее часть характеризует выделение компонентов нефтяной фракции из раствора вследствие насыщенности его при понижении температуры. Точка 1 представляет собой критическую температуру растворения нефтяной фракции в данном растворителе при данном соотношении фракции и растворителя. Вслед за этой точкой имеется область температур, при которых сохраняется полная растворимость нефтяной фракции в растворителе. Точка 2 выражает начало выделения компонентов нефтяной фракции при температурах, близких к области критического состояния растворителя, вслед за которым происходит полное выделение углеводородов нефтяной фракции из раствора. Это происходит при давлении, соответствующем давлению насыщенных паров растворптеля. [c.101] Анализируя указанную на рис. 25 зависимость, можно прийти к выводу о различной растворимости компонентов нефтепродукта в данном растворителе в зависимости от температуры при постоянном соотношении объема растворителя и нефтяной фракции. Силы сцепления между молекулами растворителя и углеводородов меняются в зависимости от температуры. [c.101] Чтобы вещество растворилось в растворителе, необходимо обеспечить притяжение между молекулами растворителя и растворяемого вещества. Притяжение между молекулами создается ван-дер-ваальсовы.ми силами и водородными связями. [c.101] Водородная связь оказывает большое влияние на физические свойства соединений, их растворяющую способность и т. д. [c.102] Так как нефтяные фракции содержат в основном неполярные углеводороды, то избирательная экстракция нежелательной части их возможна в случае возникновения эффекта Дебая под влиянием электрического поля молекул полярного растворителя. Наибольшую величину молекулярной поляризации имеют ароматические углеводороды, наименьшую — чефтеновые и парафиновые. Поэтому ароматические углеводороды легко подвергаются воздействию электрического поля растворителей, в результате чего в их молекулах возникает индуцированный дипольный момент. [c.102] В ароматических углеводородах средняя молекулярная поляризация молекул повышается с увеличением цикличности этих углеводородов индуцированный дипольный момент возникает в тех из них, в которых ароматическое ядро не очень экранировано алифатическими цепями или нафтеновыми кольцами. Чем длиннее эти цепи или чем сложнее их конфигурация, тем более осложняются возникновение в ароматических углеводородах наведенного дипольного момента и ассоциация с молекулами полярного растворителя. Это иллюстрируется кривой критических температур растворения в диэтиленгликоле ароматических углеводородов с различным количеством углерода в алифатических цепях (рис. 26). [c.102] Как указывалось выше, при повышении числа колец в ароматических углеводородах повышается значение их средней молекулярной поляризации. Следовательно, при воздействии полярного растворителя наведенный дипольный мо.мент будет возникать прежде всего в молекулах полициклических ароматических углеводородов, слабо экранированных боковыми цепями и нафтеновыми кольцами, и они в первую очередь будут растворяться в полярных растворителях. [c.103] Возникающий наведенный дипольный момент в нафтеновых и парафиновых углеводородах имеет крайне небольшое значение вследствие малой поляризуемости этих соединений. Поэтому при определенной температуре эти углеводороды растворяются исключительно под влиянием дисперсионных сил. [c.103] Растворимость углеводородов фракций нефти в полярных растворителях зависит от влияния полярных и в еще большей степени дисперсионных сил. Углеводородные радикалы при функциональной группе влияют на действие дисперсионных сил. Растворители, имеющие одинаковую функциональную группу, но различные по длине алкильные цепи углеводородных радикалов, будут по-разному взаимодействовать с углеводородами нефтяных фракций, и при данной температуре растворитель, имеющий более длинный алкильный радикал, будет растворять в большей степени углеводороды фракции вследствие большого влияния дисперсионного эффекта. Например, при О °С растворимость парафина в ацетоне равно 0,09 г на 100 г, метилэтилкетоне 0,17 г на 100 г и в н-ме-тилпропилкетоне 0,35 г на 100 г. [c.103] Один из применяемых в практике неорганических растворителей — жидкий сернистый ангидрид, обладающий меньшим дипольным моментом, чем нитробензол, характеризуется большей избирательностью, т. е. более четко извлекает полициклические ароматические углеводороды, чем нитробензол. Наряду с этим при сопоставлении нитробензола и фурфурола, имеющих близкое значение дипольного момента, оказывается, что фурфурол обладает большей избирательной и меньшей растворяющей способностью, чем нитробензол. [c.104] Фенол как избирательный растворитель имеет меньшую растворяющую способность, чем нитробензол, вследствие меньшего значения дипольного момента при одинаковом углеводородном радикале. Однако растворяющая способность его значительно выше, чем фурфурола. Это приводит к выводу о том, что растворяющая и избирательная способность полярных растворителей зависит не только от значения их дипольного момента, но и от строения углеводородного радикала, обусловливающего влияние дисперсионных сил на растворимость углеводородов в избирательном растворителе. [c.104] Растворимость компонента масел в полярных и неполярных растворителях изменяется под влиянием различных примесей К числу их в основном относятся вода и органические вещества Влияние воды на растворимость углеводородов масел в поляр ных растворителях весьма заметно вследствие образования водо родных связей. В ряду таких растворителей, как спирты и фенол, в присутствии воды растворяющая способность их по отношению к углеводородам масел понижается. Например, выход остаточного масла, полученного при экстракции деасфальтизата безводным и обводненным амиловым спиртом, и качество его (табл. 24) свидетельствуют о понижении растворяющей способности и повышении избирательного действия спирта, содержащего 5% воды. [c.104] Вернуться к основной статье