Одержання олив з високопарафіністих нафт депарафінізацією кетон-толуольним розчином

Комплекс на установках такого типу відділяють на вакуумних фільтрах, фільтрах які працюють під тиском. Інтенсифікація процесу карбамідної депарафінізації здійснюється головним чином удосконаленням головних вузлів, технологічних схем. Так для підвищення чіткості розділення фаз і зниження складу оливи в твердому парафіні запропонована багатократна промивка комплексу.

На промислових установках карбамідної депарафінізації найбільш важкою стадією процесу є відділення комплексу від розчину депарафінізованого продукту, що зумовлено структурою отриманого комплексу. Для покращення стадії рекомендовані декілька способів змінення структури комплексу і фільтрувального елемента, які здатні більш повно відділяти тверду фазу від рідкої. Так при введенні в зону комплексної появи кетонів або води утворюються великі зерна або інші частинки, які легко відділяються від рідкої фази. Використання пресів різних конструкцій дозволяє покращити сам процес відділення комплексу.

Хороші результати отримані при низькотемпературній депарафінізації і обробки частково депарафінізованої оливи карбамідом.

2.4 Контактне доочищення

Для даного випадку застосуємо очищення і доочистку в шарі адсорбенту, що рухається, із застосуванням розчинника.

Цей варіант процесу дозволяє проводити як глибоке очищення сировини, аж до отримання білих олив, так і доочищати оливи після очищення виборчими розчинниками. Адсорбційному очищенню піддають деасфальтизати з коксованістю 1,3 - 2 % і оливні дистиляти з коксованістю 0,2 - 0,3%

Що поступає на очищення сировину заздалегідь розчиняють в прямогонній фракції (115 - 130 °С) - бензині «Калоша», алкілаті, сировині для платформінга і ін. Неодмінною умовою при виборі розчинника є належний розрив (10 - 15 °С) між температурами початку кипіння розчинника і продукту (рафіната) що очищається і між температурами кипіння розчинника і десорбції цим розчинником. При виконанні цих вимог виключена можливість «замаслення» розчинника внаслідок змішування його пари з парою очищеного продукту при регенерації розчинника з рафінатного розчину і не відбувається випаровування адсорбенту.

Сировина відбирається насосом із заводських ємкостей і прямує в діафрагмовий змішувач, де змішується з розчинником, насосом, з ємкості, що подається. Розчин сировини, що виходить із змішувача охолоджується в холодильнику до температури адсорбції (40 - 50 °С) і поступає в адсорбер по одному з трьох бічних підводів, розташованих на різній висоті. При зменшенні висоти введення сировини тривалість його контакту з адсорбентом збільшується і навпаки. Рівномірний розподіл розчину сировини в адсорбенті досягається подачею його через перфорований маточник, розташований по всьому перетину адсорбера.

Адсорбент безперервно подається у верхню частину адсорбера через розподільчий пристрій павук. Є в нижній частині павука, що рухається, плафони занурені в розчин сировини, що забезпечує деаерацію адсорбенту. Швидкість зустрічних потоків сировини і адсорбенту визначає тривалість їх контакту і, отже, глибину очищення. Розчин очищеного оливи (рафінат) крізь відстійну зону, що знаходиться над шаром адсорбенту, виводиться з адсорбера і самопливом крізь лінійні фільтри, пародистилятний теплообмінник і підігрівач поступає в атмосферну колону для регенерації розчинника з розчину рафіната.

В колоні відганяється основна частина розчинника. Його пари, що виходять зверху цієї колони, конденсуються і охолоджуються в теплообміннику і холодильнику, конденсат поступає в приймач розчинника Тепло, необхідне для відгону розчинника в колоні, подається кип'ятильником, пари з якого повертаються в колону. Розчин рафіната з колони крізь підігрівач насосом подається в випарну колону, де від нього відганяються залишки розчинника. Тепло для відпарювання розчинника подається в проміжному підігрівачі. Відібраний знизу колони рафінат подається на фільтр-прес, де з нього видаляються всі механічні домішки. Після охолоджування у холодильнику рафінат відкачують в ємкість для очищеного продукту.

Таблиця 2.5

Матеріальний баланс процесу контактного доочищення

2.5 Селективне очищення олив

Селективному очищенню підлягають як дистилятні, так і залишкові оливні фракції для видалення з них смолисто-асфальтенових сполук та полі-циклічних аренів з короткими бічними ланцюгами. В результаті змінюється колір оливи, підвищується індекс в'язкості, знижується здатність до коксування та кількість сірковмісних сполук.

Найбільш розповсюдженими розчинниками в промисловості є фенол та фурфурол. При взаємодії з оливною фракцією вони добре розчиняють небажані компоненти оливи і відносно мало розчиняють цінні вуглеводні. При обробці оливи розчинником виникають дві фази. Верхня фаза - рафінатний розчин - містить оливу з невеликою кількістю розчинника, нижня фаза - екстрактний розчин - містить основну масу розчинника та небажані компоненти. Кількість розчинника повинна бути оптимальною.

При постійній температурі склад екстрактної та рафінатної фази знаходяться в стані рівноваги. Збільшення відношення розчинник/ сировина приводить до зменшення концентрації екстрактного розчину та порушення рівноваги між фазами. Частина вуглеводів в результаті цього переходить з рафінатного в екстрактний розчин. Ступінь очищення підвищується, вихід рафінату зменшується. Зменшення співвідношення розчинник/ сировина призводить до зворотного результату. Однак при дуже великих об'ємах розчинника може утворитися однорідний розчин без розділу фаз.

Очищення фенолом можливе при таких температурних умовах, коли існує дві фази. З підвищенням температури, розчинна здатність розчинника підвищується, а вибірковість повільно знижується, і при критичній температурі розчинення отримуємо однорідний розчин. Тому до розчинників селективного очищення висувається специфічна вимога: критична температура розчинення сировини в розчиннику повинна бути достатньо високою, щоб можна було проводити екстракцію в інтервалі температур 80-150°С.

Екстракція фенолом ведеться в колонних апаратах. Фенол, що має більш високу густину, ніж сировина, подається зверху, сировина вводиться до низу колони. Піднімаючись вище по колоні та знаходячись безперервно в контакті з розчинником, сировина все більше звільняється від небажаних компонентів, а розчинник чим нижче опускається, тим більше збагачується смолистими та поліциклічними сполуками. При цьому критична температура рафінаду підвищується. Для покращення процесу екстракції, на вводі розчинника підтримується більш висока температура, ніж на вводі оливи. Різниця цих температур, що залежить як від властивостей розчинника, так і від властивостей сировини, називається температурним градієнтом екстракції.[16]

Розчинник та оптимальні параметри очищення в кожному окремому випадку підбирають дослідним шляхом в залежності від якості вихідного продукту та вимог до продукту, що одержуємо. Фенол більш токсичний, ніж фурфурол, але при очищенні залишкових олив якість рафінату після фурфурольного очищення гірше, ніж після фенольного. Фенол краще, ніж фурфурол розчиняє смоли.

Фенол добре видаляє з олив смолисті, полі-циклічні і частково сірковмісні сполуки. Селективність фенолу нижче, ніж фурфуролу, а розчинна здатність вища. До недоліків фенолу відноситься його властивість осмолюватися, токсичність, доволі висока розчинність у воді, висока температура плавлення та кородуюча дія на апаратуру.

Якість рафінатів, отриманих при очищенні фенолом дистилятних та залишкових фракцій, наведені в табл. 2.6.

Таблиця 2.6

Якість рафінадів, отриманих при очищенні фенолом дистилятних фракцій

Технологічна схема установки селективного очищення олив фенолом наведена на рис. 2.6.

Рис. 2.6 Технологічна схема установки селективного очищення олив фенолом: 1, 4, 7, 16, 17, 20, 30, 35 - холодильники; 2, 5, 6, 10 - 12, 22 - колони; 3, 21 - паропідігрівачі; 8,18 - ємності; 9, 13, 14, 19, 24, 25, 29, 33, 34, 36 - насоси; 15, 26, 27 - теплообмінники; 23, 31, 32 - печі; 28 - кип'ятильник;І - сировина; ІІ - фенол; ІІІ - рафінад; ІV - екстракт; V - водяний пар; VІ - вода

2.6 Компаудування олив

Для підвищення мастильної спроможності масел, що виявляється в зменшенні тертя, зносу і задирок металевих поверхонь,в оливу вводять протизносні (понижуючі знос тертьових поверхонь) і протизадирні (запобігають задирам контактних поверхонь) присадки. Протизносні і протизадирні присадки хімічно взаємодіють з поверхнею металу.

Протизадирні присадки - присадки до мастильних матеріалів, які перешкоджають, обмежують чи затримують заїдання поверхонь тертя при високих контактних температурах і навантаженнях. Заїдання викликаються тим, що при пластичній деформації, яка виникає при терті, виникають ювенільні (чисті) поверхні та вакансії в кристалічній решітці метала. Хімічно-активні протизадирні присадки реагують з ювенільними поверхнями, насичуючи вакансії кристалічної решітки і тим самим запобігаючи схоплюванню. В якості протизадирних присадок використовують органічні похідні сірки і хлору.

Завдяки протизносним присадкам на поверхнях ковзання можна утворити дуже тонкі шари, межа міцності на зріз яких значно менша, ніж у металів. Цей шар в звичайних умовах твердий, а за умов зносу (при високому тиску і температурі), він стає таким, що ковзає. Таким чином, уникається надмірний знос (роз'їдання або зварювання). За допомогою хімічної реакції можна при необхідності (контакт метал/метал) постійно утворювати нові шари.

Найвідоміший представник цієї групи - цинковий дітіофосфат, який додатково діє також як присадка проти старіння і корозії.

Дія відбувається шляхом утворення поверхневих шарів на металі, які при неоднорідному терті повинні зменшувати зварювання шорсткостей один з одним, а також дозволяти ковзання дотичних рухомих металевих поверхонь без зносу. Одночасно тут також бажане зменшення тертя.

Протизношувальні і протизадирні присадки - речовини, що підвищують змащувальну здатність в умовах граничного і змішаного режимів тертя, запобігаючи інтенсивному зносу пар тертя в триботехнічному контакті внаслідок утворення адсорбційних шарів, хемосорбційних граничних плівок або хімічних з'єднань з металом, які перешкоджають схоплюванню поверхонь. Активними компонентами молекул є сірка, фосфор, хлор. Відомі також присадки, що містять свинець, сурму, молібден (у поєднанні з сіркою і фосфором).

Механізм дії сірковмісних присадок полягає в адсорбції молекул на поверхні металу, утворенні меркаптиду в результаті перебігу реакцій взаємодії вільних радикалів при розриві зв'язку з активними атомами металу. При подальшому підвищенні температури відбувається розрив зв'язку і утворення неорганічних плівок сульфідів заліза.

Хлоровмісні присадки, розкладаючись при підвищених температурах, виділяють атомарний хлор, який на сталевих деталях утворює плівки хлористого заліза, що має пластинчасту будову і характеризується протизношувальними властивостями. Механізм триботехнічної дії фосфоровмісних присадок ґрунтується на тому, що при термічному розкладанні фосфор утворює легкоплавку евтектичну суміш фосфідів металів або відбувається утворення кислих органічних фосфінів на ювенільній поверхні металу, які забезпечують зниження зносу.

До протизношувальних і протизадирних присадок відносяться ДФ-1, ЛЗ- 309/2, ДФ-11, ТР-17В, АБЕС, ЕФО, трикрезилфосфат, совол, Англамол 99. Необхідно зазначити, що більшість присадок цієї групи проявляють і антифрикційні властивості.

Висновки

В роботі досліджено технологію виробництва олив. Розглянуто процес депарафінізації високопарафіністої нафти в кетон-толуольному розчині, для вилучення високомолекулярних парафінових вуглеводнів.

Для покращення якості олив був запропонований процес гідроочищення, який застосовується для підвищення окисної стабільності вуглеводнів та вилучення сірко-, азото та кисневмісних сполук, що негативно впливають на експлуатаційні властивості олив.

Застосування даних процесів дозволяє одержати високоякісні моторні оливи, які застосовуються в широкому температурному інтервалі.

Список використаних літературних джерел

1. Братичак М.М., Гришин О.Б. "Технологія нафти та газу." -навчальний посібник. Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2002.180 с.

2. Глаголева, О.Ф. Технология переработки нефти. Часть первая. Первичная переработка нефти; Под ред. В.М.Капустина, Е.А.Чернышева.- М.: Химия, Колос С, 2005. 400 с.

3. Каменский Э.Ф., Хавкин В.А., Глубокая переработка нефти. Технологический и экологический аспекты. М., Техника, 2001. 384 с.

4. Паливно - мастильні та інші експлуатаційні матеріали/ А.І. Окоча, Я.Ю. Білоконь. К.: Київський Центр духовної культури, 2004. 448 с.

5. Бурлака В.Г., Фищук В.В. Нефтеперерабатывающая промышленность Украины и Польши // Нефть и газ. 2000. № 7 (25). с. 56-62.

6. Merichem / Справочник современных нефтехимических процес-сов//Нефтегазовые технологии. 2001. №3. с. 136.

7. Артюшин Г.М., Терьохін В.І., Пузік С.О. Пально-мастильні матеріали для авіаційної наземної техніки Збройних Сил України: Навч. посібник. К.: НАУ, 2001.134 с.

8. Властивості та якість паливно - мастильних матеріалів: Навч. посібник для студ. вищ. навч. закладів/ А.М. Антипенко, С.П. Сорокін, С.О. Ляшенко; А.М. Антипенко (ред.). Х., 2004. 195 с.

9. Мончак Л.С, Омельченко В.Г. Основи геології нафти і газу. Івано-Франківськ.:Факел, 2004, 357 с.

10. Исагулянц В.И., Егорова Г.М. Химия нефти. Руководство к лабораторным занятиям. М.: Химия, 1965. 321 с.

11. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости: Учеб. пособие для студ. вузов по агроинженерным спец./ К.У. Сахаров., В.Н. Холма нов. Ульяновск, 2001. 128 с.

12. Поконова Ю.В.,Гайле А.А., Спиркин В.Г. Химиия нефти. Л.: Химия, 1984.

13. Кожевников А.В. Химия нефти. Учебное пособие. Л.[СЗПИ], 1974. 129 с.

14. Рудин, М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика;- Л.: Химия, 1989. 464 с.

15. Нафта і газ України / І.О.Артемчук, М.І.Барановський та ін. К.: Наук. думка, 1997. 379 с.

16. Шпак О.Г. Нафта і нафтопродукти. К.: Ясон-К, 2000.-370 с. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение/ Под ред. В.М. Школьникова. М.: Изд. центр "Техинформ", 1999. 596 с.

17. Технология переработки нефги и газа. В.Е.Пархоменко, 2е. издапие, М.: 1959. 451 с.

18. Саблина З.А.,Гуреев А.А.//Присадки к моторным топливом.- М.:Химия, 1977. 258 с.

19. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа.Ч. 3-я. Очистка нефтепродуктов и производство специальних продуктов. 5-е изд., М.: Химия, 1980. 360 с., ил.

20.Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник/Н.Г. Анисимов, К.М. Бодыштова, С.А.Биотов и др.; Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перероб. и доп. М.: Издательський центр «Техннформ», 1999. 596 с.: ил.

21. Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. М., ЦНИИТЭнефтихим, 2001, ч. 2 - я, с. 30 - 83.

22. Газ і паливно - мастильні матеріали: Навчальний посібник/ С.В. Бойченко, В.Г. Моца, О. С. Тітова; НАУ. Київ: НАУ, 2002/2003. 188 с.

23. Рудін М.Г., Сомов В.Е. Короткий довідник нефтопереробника.

Л.: Хімія, 2004, 283 с.

24. Братичак М.М., Гринишин О.Б. Технологія нафти і газу: Навчальний посібник. Львів: Видавництво національного університету "Львівська політехніка", 2002р. 180 с.

25. Багиров И.Г. Современные установки первичной переработки нефти. М.: Химия, 1998. 204 с.

26. Фукс И. Г., Спиркин В. Г., Шабалина Т. Н. Основы химмотологии. М.: 2004, 280 с.

27. Спиркин В. Г. Химмтология топлив. Уч. Пособие. Под ред. И.Г. Фукса. М.: Нефть и газ, 2002.182 с.

28.Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. М.: Химия, 2001. 563 с.

29.Общая химическая технология. Т.1. Теоретические основы химической технологии / Под ред. Проф. И.И. Мухленова. М.: Высшая школа, 1984. 256 с.

30.Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.: Высшая школа, 1990. 520 с.

31. Афанасьева И.В. Опыт проектирования установок гидрокрекинга - Химия и технология топлив и масел, 2004, №2, с. 32-35.

32. Бойченко С.В., Иванов С.В., Бурлака В.Г. Моторные топлива и масла для современной техники. К.: НАУ, 2005. 216 с.

33.Чулков П.В., Чулков И.П. Краткий словарь-справочник по нефтепродуктам.- М.: Политехника, 1997. 544 с.

34. Поздняков С.М., Абаев Г.Н. Нефти переработка и нефтехимия, 2003, № 9, с. 33 - 37.

35. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. 672 с.

36. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р.Кузеев, М.И. Баязитов; Под ред. С.А. Ахметова. СПб.: Недра, 2006. 868 с.

Размещено на Allbest.ru