ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические методы очистки нефтепродуктов (перевод Беренблюма) из "Технология переработки нефти" Среди различных физических процессов, которые используются в переработке нефти, дистилляция применяется чаще всего. Адсорбция, избирательное растворение и избирательное осаждение, включая кристаллизацию, также имеют важное значение, хотя и осуществляются в меньшем масштабе. [c.258] Метод термодиффузии оказался весьма полезным в лабораторной практике, но по-видимому не применялся в более крупном масштабе [1, 2, 3, 4]. [c.258] Преимущества физических процессов очистки состоят в следующем стоимость их низка, легче и точнее осуществляется контроль качества и меньше потери при обработке. Хотя остатки после физической очистки имеют низкое качество, но находят большее применение, чем отходы и остатки после химической обработки, например, остатки сернокислотной очистки. Кроме того, применение ингибиторов окисления и подобных им добавок делает глубокую химическую очистку менее необходимой и еще менее желательной. [c.258] Эффективность процессов дистилляции и экстракции значительно повышается с применением фракционируюш,их колонн. Аналогично эффективность разделительной адсорбции повышается с применением вертикальных колонн, заполненных мелко раздробленным адсорбентом. Такие колонны могут рассматриваться как эквивалент последовательных равновесных ступеней разделения. Исследователи провели аналогию между адсорбцией и дистилляцией, рассматривая простой случай разделения двух вещ еств А и В. [c.260] Для дистилляционного процесса сырье находится в виде жидкости и пара в укрепляюш,ей секции вертикальной дистилляцион-ной колонны. Полагают, что вначале средний состав газа и жидкости один и тот же по всей высоте секции. Чтобы молекулы А ж В смогли разделиться, необходимо обеспечить их перемеш,ение из одного конца системы в другой и переход их из одной фазы в другую. Эти требования будут удовлетворены, если предусмотреть подогреватель в нижней части укрепляющей секции и конденсатор в верхней части. Таким образом, молекулы А ж В жидкой фазы будут испаряться в низу колонны, и пары будут подниматься вверх по всей ее высоте. [c.260] Вначале средний состав адсорбционной и жидкой фаз одинаков по всей высоте секции. Для того чтобы разделить молекулы, необходимо обеспечить их перемещение через систему и переход из одной фазы в другую. Это будет выполнено, если вводить в низ колонны свежий адсорбент, обеспечивая его перемещение вверх и подавая соответствующий десорбент в верх колонны, чтобы поддерживать подачу сырья в колонну постоянной. Таким образом, молекулы жидкой фазы в низу колонны переходят в адсорбционную, по мере того как вводится свежий адсорбент, а молекулы адсорбционной фазы в верху колонны возвращаются в жидкую фазу, по мере того как десорбент встречается с адсорбентом по пути к выходу из колонны. В результате движения адсорбционной фазы вверх и жидкостной фазы вниз и обмена молекул между фазами происходит полезное перемещение более адсорбируемого компонента А вверх и менее адсорбируемого компонента В вниз. [c.261] Характер изменения состава эквимолекулярной (с равными молекулярными объемами) смеси двух веществ А и В по высоте адсорбционной колонны на различных ступенях процесса показан на рис. V-1. Вначале состав представлен линией if. Как только появился поток сырья, компонент А начинает накапливаться вверху секции, а компонент В внизу, тогда как средняя часть остается в течение некоторого времени неизменной по составу. Полезные объемы компонентов А и В, движущихся из одного конца системы в другой, увеличиваются по мере протекания адсорбента через систему до тех пор, пока начальный состав сырья не станет средним, и пе установится состояние равновесия. [c.261] На рис. V-1 изменения, происходящие в составе, показаны линиями abed, a b d, a b d . Конечное равновесное состояние представлено линией a b d . [c.261] На колонне диаметром 2 см и 200—300 меш силикагеля была получена эквивалентная высота одной теоретической ступени разделения, равная 1 см. [c.262] Индивидуальное свойство адсорбента, которое отличает его от других твердых веществ, — это его сильно развитая поверхность. Эта площадь обуславливается наличием многочисленных мельчайших нор, которые пронизывают отдельные частицы, а не мелкозернистостью (величиной) самих частиц, которая для всех промышленных адсорбентов мало влияет на площадь поверхности. Площадь поверхности адсорбента не зависит от химического состава, но зато она зависит от метода приготовления или природы продукта эти факторы могут значительно влиять на промышленные образцы одного и того же адсорбента. [c.263] В случае адсорбции на угле с увеличением молекулярного веса нормальных парафинов увеличивается адсорбируемость, в то время как на силикагеле она остается постоянной [26]. Для газов адсорбируемость (сила адсорбции) в основном увеличивается с повышением температуры кипения (понижение давления пара), хотя влияние структуры молекул может в некоторых случаях менять нормальный порядок. Так, например, нри адсорбции на силикагеле пары толуола сильнее адсорбируются, чем нары к-октана, хотя точки кипения этих соединений соответственно 110,6 и 125,7°С. В случае смесей парафиновых и олефиновых газов олефины немного сильнее адсорбируются на силикагеле, чем можно было бы предполагать по их упругостям паров при адсорбции на угле структура молекулы имеет меньшее значение [27]. [c.264] Боксит. Этот адсорбент состоит в основном из окиси алюминия с примесью окисей железа. Он приготовляется путем термической активации природного боксита, измельченного и просеянного до частиц определенного размера. В основном он применяется для очистки смазочных масел, нетролатумов, парафина, трансформаторных масел, медицинских масел, керосина и для удаления сернистых соединений из бензина (Перко-процесс). Боксит регенерируется путем выжига окрашенных адсорбированных веществ нри 538—649° С, и его адсорбционные свойства несколько утрачивают свою силу после ряда первых регенераций. Затем он может регенерироваться почти неограниченно. Потери составляют около 1,5% за регенерацию. Его можно применять только для перколяции [28].1 По расчету на объем боксита требуется 3 — 4 объема фуллеровой земли для удаления окрашенных веществ из парафина, петролатумов и ярко окрашенных масел. Площадь поверхности, определенная по азоту, составляет около 180— 350 м г. [c.264] Фуллерова земля обычно приготовляется водной обработкой природной земли (в основном из Флориды и Джорджии) и выдавливается через фильеры с большим числом отверстий. Получившуюся вермишель сушат, размалывают и просеивают до нужного размера частиц. Некоторое количество материала все же приготовляется старым методом, при котором природную землю сушат, размалывают и просеивают. Шприцевание увеличивает осветлительную способность адсорбента на 30% [30]. [c.265] Фуллерова земля применяется при стабилизации бензинов (Грей-процесс) для удаления смолообразующих веществ и при очистке смазочных масел для осветления. В последнем случае она конкурирует с бокситом. Фуллерова земля регенерируется выжигом при 538 ч- 649° С, но чувствительна к пережогу (спекание) и обычно требует замены после 5—15 регенераций. [c.265] Для перколяции фуллерова земля применяется в гранулированном виде тонкоизмельченная земля, однако, пригодна только для контактной обработки. Площадь поверхности, определенная по азоту, составляет обычно 130—170 м г. [c.265] Кислотно-активированный бентонит. Этот адсорбент содержит водный силикат алюмо-магния монтмориллонитового тина. [c.265] Специально выбранные бентониты, которые залегают в Миссисипи, Аризоне и Калифорнии, выщелачиваются серной или соляной кислотами при 104,5° С, растворимое вещество вымывается, а остаток сушится и измельчается. Окончательно измельченный материал пригоден только для контактного процесса он не регенерируется. Бентонит применяется для очистки самых различных смазочных масел и имеет наибольший удельный вес из всех адсорбентов нефтепереработки. Способность к осветлению нефтепродуктов несколько больше, чем у фуллеровой земли. Площадь поверхности составляет обычно 150—170 м г. [c.265] Магнезол — синтетический водный силикат магния. Он применяется в промышленности для очистки смазочных масел в условиях контактного процесса [32]. Регенерация производится экстракцией темноокрашенных адсорбированных веществ ацетоно-лигроиновой смесью при 32,2—37,8° С. [c.266] Флоризил — синтетический силикат магния. Считают, что он эффективен в аналитической работе по выделению азотистых соединений из дистиллятов сланцевой смолы. Флоризил, по-видимому, неэффективен для разделения различных типов углеводородов [25]. [c.266] Силикагель — двуокись кремния плюс небольшое количество связанной воды. Он приготовляется обработкой силиката натрия минеральными кислотами, серной или соляной. Образовавшийся гель отстаивается, затем выщелачивается водой для удаления солей и избытка кислоты, а продукт сушится и просеивается. Высокая селективность и большая пропускная способность делают силикагель ценным для аналитического разделения ароматики, олефинов, парафинов и циклопарафинов. Промышленное отделение ароматики от парафинов и циклопарафинов уже разработано и испытано в полузаводском масштабе [5, 6, 33]. [c.266] Вернуться к основной статье