Реферати українською » Химия » Депарафінізація нафтової сировини


Реферат Депарафінізація нафтової сировини

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Зміст

1. Призначення процесівдепарафинизации нафтової сировини

2. Фізико-хімічні основи процесу

3. Принципова схема установкидепарафинизации

4. Принципова технологічна схема установкидепарафинизации в розчині пропану

5. Перевага і брак методу

Список використаних джерел

 


 

1. Призначення процесівдепарафинизации нафтової сировини

Однією з основних вимог до нафтопродуктам був частиною їхнього рухливість при низьких температурах. Втрата рухливості палив і трансмісійних мастил пояснюється здатністю твердих вуглеводнів (парафінів іцерезинов) при зниженні температури кристалізуватися з розчинів нафтових фракцій, створюючи структуровану систему, яка б пов'язала рідку фазу. Для отримання нафтових масел з низькою температурою застигання в технологію їх виробництва включений процесдепарафинизации, мета якого видалення твердих вуглеводнів. У той самий час тверді вуглеводні, небажані в мастила і паливах, є цінним сировиною для парафінів,церезинов і продуктів з їхньої основі, знаходить широке застосування.

Тверді вуглеводні нафтових фракцій, як і і рідкі, є складну суміш парафінових вуглеводнів нормального будівлі різною молекулярної маси;изопарафинових, різняться за кількістю атомів вуглецю в молекулі, ступеня розгалуженості і за становищем заступників;нафтенових, ароматичних інафтеноароматических з різними числом кілець та довгими бічними ланцюгами як нормального, іизостроения. Температура плавлення твердих вуглеводнів залежить від структури їх молекул, що видно з прикладу трьох типів вуглеводнів з числом атомів вуглецю в молекулі (рис. 1), але з різними структурою і становищем заступника. Так, найбільш різко температура плавлення вуглеводнів знижується при переміщенні заступника: від першого атома вуглецю у ланцюгин-алкана до другого. При подальше переміщення заступника до центра молекули температура плавлення продовжує знижуватися, причому насичені заступники (див. криві 2 і трьох) чинять сильніший впливом геть зниження температури плавлення вуглеводнів, ніжфенильние радикали.

Щодо хімічного складу твердих вуглеводнів залежить від температурних межвикипания фракції. Унизкокипящих олійних фракціях нафти зберігають у основному тверді парафінові вуглеводні нормального будівлі. З підвищенням межвикипания змістн-алканов знижується, а концентрація з парафінових і циклічних вуглеводнів, особливонафтенових, зростає. Основний компонент твердих вуглеводнів (>церезинов), концентруються поза стінами вузу від перегонки мазуту, єнафтеновие вуглеводні з бічними ланцюгами переважноизостроения; в меншої кількості у яких містяться парафінові і ароматні вуглеводні з довгимиалкильними ланцюгами. З підвищенням температурвикипания фракції зростає загальний вміст твердих вуглеводнів і зросте їхня температура плавлення.

>Рис. 1. Залежність температури плавленнямонозамещеннихн-алканов від стану та структури заступника:1-фенилейкозани (З26М46);2-циклогексилейкозани (З26М52);3-бутилдокозани (З26М54)

Сутність процесудепарафинизации залежить від відділенні твердих вуглеводнів від рідкої фази, у зв'язку з ніж є їх кристалічна структура, т. е. форма і величину кристалів, які у значною мірою визначають швидкість і чіткість поділу фаз. Оскільки тверді вуглеводні нафти є багатокомпонентної сумішшю, велике значення має тут кристалічна структура як вуглеводнів окремих гомологічних рядів, а й їхні сумішей. Структура кристалів парафінових,нафтенових і ароматичних вуглеводнів, близьких по температур плавлення, досліджували з допомогою електронної мікроскопії (збільшення в 13 000 раз). Результати дослідження (рис. 2) показали, що вуглеводні всіх рядів при кристалізації знеполярних розчинників, зокрема і з нафтових фракцій, утворюють кристалиорторомбической форми, які з паралельнихромбических площин, т. е. таки кожен новий площину (шар) формується на раніше освіченою. Кристали твердих вуглеводнів, які належать до різнимгомологическим рядах, різняться за величиною і числуромбических площин (шаруватості). Найбільші і шаруваті кристали мають парафінові вуглеводні (див. рис. 2, а, б).Нафтеновие і особливо ароматні вуглеводні характеризуються меншим розміром кристалів і меншою кількістюромбических площин (див. рис. 47, в – буд.).


Тверді вуглеводні нафти належать до основному доизоморфним речовин, які можуть при спільної кристалізації утворювати змішані кристали через наявність бічних ланцюгів нормального будівлі в молекулах циклічних вуглеводнів.

При зниженні температури насамперед виділяються кристали найбільшвисокоплавких вуглеводнів, на кристалічній решітці яких послідовно кристалізуються вуглеводні з меншими температурами плавлення. На рис 2 р. показані кристали (збільшення в 400 раз), отримані спільної кристалізаціїн-алканов З24 і З36, різко різняться по температурі плавлення, з розчину в ацетоні. На рис.3б дана структура кристалівн-алкана З36 після відмивання ацетоном. Аналіз змитих кристалів показав, що вони належать вуглеводню З24,виделившемуся на кристалах більшвисокоплавкого вуглеводнів.

При спільної кристалізації з вуглеводневих середовищ форма кристалів залишаєтьсяорторомбической, які розмір залежить від змісту циклічних вуглеводнів в суміші зпарафинами, і більше концентрація таких вуглеводнів в суміші, тим менше розмір кристалів. При кристалізації з розчинів в полярних розчинниках лише парафінові вуглеводні утворюють кристали правильноїорторомбической форми. Кристали твердих циклічних вуглеводнів мають форму ромбу, але з усіченими гострими кутамиромбических площин. Таку ж форму мають значення і змішані кристали парафінових і циклічних вуглеводнів (рис. 4, р, буд.), причому, чим більше коштів у сумішінафтенових і особливо ароматичних вуглеводнів, тим менше розмір кристалів і більше їхусеченность.Кристаллическая структура твердих вуглеводнів змінюється у присутності смолистих речовин. Залежно від характеру смол або утворюються великі кристали неправильної форми (спільна кристалізація), або відбувається агломерація кристалів за збереження їхорторомбической структури (адсорбція смол на кристалах).

>Депарафинизации нафтопродуктів може здійснюватися кількома методами: кристалізацією твердих вуглеводнів при охолодженні сировини; кристалізацією твердих вуглеводнів при охолодженні розчину сировини у виборчих розчинниках;комплексообразованием зкарбамидом; каталітичним перетворенням твердих вуглеводнів внизкозастивающие продукти;адсорбционним поділом сировини на високо- і низькозастивающие компоненти; біологічним впливом. Найбільшого промислове застосування отримали методидепарафинизации з допомогою виборчих розчинників; рідше використовують процескарбамиднойдепарафинизации, головним чином заради зниження температури застигання дистилятів дизельних палив.

 

2. Фізико-хімічні основи процесу

Цей процес відбувається грунтується різній розчинності твердих і рідких вуглеводнів у деяких розчинниках при низьких температурах і може застосовуватися для олійного сировини будь-якого фракційного складу. Тверді вуглеводні олійних фракцій обмежено розчиняються в полярних інеполярних розчинниках. Як було зазначено, розчинність таких вуглеводнів підпорядковується загальної теорії розчинності твердих речовин, у рідинах разом й характеризується такими положеннями: розчинність твердих вуглеводнів зменшується зі збільшенням щільності і температурвикипания фракції; для фракцій,википающих щодо одного й тому самому температурному інтервалі, розчинність твердих вуглеводнів одногогомологического низки зменшується із їхніх молекулярної маси; розчинність твердих вуглеводнів збільшується на підвищення температури.

Розчинність вуглеводнів в полярних розчинниках залежить від нашої здатності їх молекул поляризуватися, що пов'язаний із структурними особливостями молекул вуглеводнів. У результаті малоїполяризуемости молекул твердих вуглеводнів індукованідипольние моменти цих сполук невеликі, тому розчинення твердих вуглеводнів в полярних розчинниках відбувається під впливомдисперсионних сил. Розчинність інших компонентів олійних фракцій є наслідком індукційного іориентационного взаємодій, при: ніж дію полярних сил настільки велика, що навіть за низьких температурах ці компоненти залишаються у розчиненому стані. При зниженні температури впливдисперсионних сил поступово слабшає, тоді як вплив полярних сил посилюється; внаслідок за досить низьких температурах тверді вуглеводні виділяються з розчину і наявністю довгих парафінових ланцюгів зближуються із заснуванням кристалів.

>Растворитель, застосовуваний у процесідепарафинизации, повинен:

за нормальної температури процесу розчиняти рідкі й не розчиняти тверді вуглеводні сировини;

забезпечувати мінімальну різницю між температурамидепарафинизации (кінцевого охолодження) і застиганнядепарафинированного оливи й сприяти освіті великих кристалів твердих вуглеводнів. Згадана різницю температур називається температурним ефектомдепарафинизации (>ТЭД);

мати недостатня не надто низьку температуру кипіння, оскільки висока температура кипіння приводить до підвищення енергетичних витрат і сприяє окислювання вуглеводнів при регенерації розчинника, низька — зумовлює необхідність проведення процесу при підвищеному тиску;

мати низьку температуру застигання, ніж кристалізуватися за нормальної температуридепарафинизации і забивати фільтрувальну тканину;

бутикоррозионно-неагрессивним;

бути доступним, наскільки можна дешевим і прийнятним з погляду санітарним нормам.

Длядепарафинизации запропоновано велика кількість як полярних, інеполярних розчинників. Але тільки окремі знайшли промислове застосування (>кетони, хлорорганічні сполуки, скраплений пропан, легка фракція бензину -нафта). Нині найпоширеніший процесдепарафинизации з допомогою полярних розчинників — низькомолекулярнихкетонов, зокремаметилетилкетона і ацетону; іноді застосовуютьметилизобутилкетон чи скраплений пропан.

Процесдепарафинизации є найскладнішим, важким і дорогим у виробництві нафтових масел. Його ефективність яких і економічність залежать, зокрема, від швидкості фільтруваннясуспензий; остання зрештою визначається структурою кристалів твердих вуглеводнів, які виникають у процесі охолодження сировини з розчинником, тому що від їх розмірів залежать повнота і швидкість відділення твердої фази від рідкої.

Кристалізація твердих вуглеводнів починається з виділення зпересищенного розчину зародків кристалів. При подальшому охолодженні розчину кристалізація протікає цього разу вже які утворилися центрах кристалізації. Для отримання у процесі кристалізації великих кристалів необхідно, щоб число зародків, які виникають у початковій стадії охолодження, було невелика, оскільки подальша кристалізація відбувається цих центрах. При великому числі зародків утворюєтьсямелкокристаллическая структура.

Швидкість виділення твердої фази (вг/с) з розчину на які утворилися центрах кристалізації може бути оцінена по рівнянню І. І. Андрєєва:

 (1)

де - кількість речовини,викристаллизовавшегося в одиницю, часу;

D — коефіцієнт дифузії молекул вуглеводнів в насиченому розчині;

>б—средняя довжинадиффузионного шляху; P.S — поверхнювиделившейся твердої фази; x — концентраціяпересищенного розчину; x' — розчинність зародків кристалів при даної ступеня їхдисперсности.

Коефіцієнт дифузії D обчислюють по рівнянню Ейнштейна:

 (2)

де R — універсальна газова стала; N — числоАвогадро; Т — абсолютна температура кристалізації; т) —динамічна в'язкість середовища; р — середній радіус молекули твердого вуглеводнів.

При підстановці значення D рівняння (1) набуває вигляду:

 (3)

Отже, швидкість виділення твердої фази з розчину на які утворилися центрах кристалізації залежить від в'язкості середовища, середньоїдлимидиффузионного шляху, середнього радіуса молекули твердого вуглеводнів й різниці між концентрацією розчину і розчинністьвиделившейся твердої фази за нормальної температури Т.

3. Принципова схема установкидепарафинизации

Процесдепарафинизации із застосуванням виборчих розчинників здійснюється безупинно і складається з таких стадій: змішання сировини з розчинником; термічної обробки суміші; поступового охолодження отриманого розчину сировини до заданої температури, у результаті з розчину виділяються кристали твердих вуглеводнів; відділення твердої фази від рідкої; регенерації розчинника з розчинівдепарафинированного оливи йгача чипетролатума.

>Депарафинируемое сировину I і розчинник II (рис.) всмесителе 1 змішують у певному співвідношенні і піддаютьтермообработке в паровомуподогревателе 2. Якщо тем-пература сировини, подаваного на установку, вище 60 °З, то термообробку не проводять. Далі розчин сировини III охолоджується спочатку у водянику холодильнику 3, потім у регенеративнихкристаллизаторах 4, дехладоагентом служить розчиндепарафинированного олії (фільтрат) V, і, нарешті, в аміачнихкристаллизаторах 5, у якиххладоагентом є аміак. Якщо тем-пература кінцевого охолодження розчину сировини нижче - 30 °З, то роліхладоагента в останній стадії охолодження використовуютьетан. Холодна суспензія твердих вуглеводнів в розчині олії IV надходить через приймач (на схемою не показаний) в фільтри 6 (що на деяких установках — в центрифуги) відділення твердої фази від рідкої.Осадок твердих вуглеводнів на фільтрі промивається холодним розчинником II і надходить ушнековое пристрій, куди також додають певна кількість розчинника II, що забезпечує можливість переміщення осаду. Через війну фільтрування отримують розчиндепарафинированного олії V, у якому 75-80% розчинника, і розчин твердих вуглеводнів (>гача чипетролатума) VI з відносно невеликим змістом олії. Обидва розчину направляють у секції регенерації розчинника 7 і побачили 8-го.

Отримане після регенерації розчинникадепарафинированное олію VII надходить надоочистку, а тверді вуглеводні VIII (>гач у разі переробкидистиллятного і вазелін - залишкового сировини) - подальшу переробку для парафіну іцерезина.Регенерированний розчинник повертається на змішання з сировиною, промивання осаду й у невелику кількість - вшнековое пристрій. Залежно від фракційного і вуглеводневої складу сировини розчинник можна подавати на змішання з сировиною як одноразово, і порціями у визначені точки у процесі охолодження сировини.

Принципові схеми холодильного відділення.


На більшості установокдепарафинизации іобезмасливания якхладоагента застосовують аміак, а останнім часом — пропан, який циркулює по замкнутої системі холодильної установки. Принципова схема холодильного відділення з допомогою аміаку приведено на рис. Пари аміаку I, виходить ізкристаллизатора 1 (>испарительная система), через акумулятор 2 вступають у елімінатор рідини 3 (потрапляння рідини в циліндри компресора може вивести його з експлуатації), та був - на I щабель стискуваннядвухступенчатого компресора 8 й під тиском 0,25—0,3МПа нагнітаються у проміжний посудину 6, де вонидоохлаждаются з допомогою випаровування рідкого аміаку II, подаваного з робочогоресивера 5. З проміжного судини 6 пари аміаку вступають у циліндр високого тиску відповідного компресора, де стискуються до тиску конденсації (1—1,2МПа). Після цього черезмаслоотделитель 7 пари уводять у вертикальнікожухотрубчатие водяніконденсатори-холодильники 4.Сконденсировавшийся аміак II стікає у отримувач 5, звідки вступає у змійовик проміжного судини 6, депереохлаждается від 34—36 °З (температура конденсації) до0—5°С з допомогою випаровування аміаку, що міститься в посудині.Переохлажденний аміак вступає у акумулятор 2, потім укристаллизатор 1, де з допомогою його випаровування відбувається охолодження суспензії твердих вуглеводнів в розчині олії.Жидкий аміак подається з проміжного судини 6 в акумулятор 2 через клапан, пов'язані з регулятором рівня. Температураохлаждаемой суміші виході зкристаллизатора регулюється з допомогою клапана на лініїотсоса парів аміаку з акумулятора.

Якщо потрібно продуктивність і знизити температуру на лінії парів, спрямованих на компресію, то встановлюють додатковий компресор. При тиску прийомі 30кПа і виході 90кПа можна знизити температуру парів аміаку до ->57°С. Задля більшої нормальної роботи будь-який аміачної холодильної установки необхідно герметизувати сальники компресора івсасивающих магістралей, щоб повітря не потрапляв до системи. Усі холодні частини холодильної установки покривають корковій ізоляцією.

Принципова схема холодильного відділення з допомогою рідкого пропану дана на рис, 8. Пари пропану II з акумулятора 4 через елімінатор рідини 2 надходять приймання I щаблічетирехступенчатого турбокомпресора 3, із виходу якого направляють уконденсатор-холодильник 6, де конденсуються, після чого рідкий пропан стікає до приймальника 7. Звідти рідкий пропан вступає у трубне простір проміжного судини 8, де охолоджується з допомогою випаровування пропану, подаваного вмежтрубное простір іотсасиваемого II (приймальні щаблем турбокомпресора. Частина рідкого пропану, минаючи

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Нові надходження

Замовлення реферату

Реклама

Навігація