Разработка технологической схемы депарафинизация масел, Теоретические основы процесса - Разработка поточной схемы переработки мазута Минчимской нефти с получением индустриальных и моторных масел, церезина и гача

Теоретические основы процесса

Назначение процесса.

Процессы депарафинизации предназначены для получения масел с требуемыми температурой застывания и низкотемпературными свойствами путем удаления из сырья наиболее высокоплавких (в основном парафиновых) углеводородов. Применяются процессы обычной депарафинизации -- для получения масел с температурой застывания от --10 до --15 °С (за рубежом от 0 до --18 °С), и глубокой (низкотемпературной) депарафинизации -- для получения масел с температурой застывания --30 °С и ниже.

Физико-химические основы процесса.

Процесс основан на разной растворимости твердых и жидких углеводородов в некоторых растворителях при низких температурах и может применяться для масляного сырья любого фракционного состава. Твердые углеводороды масляных фракций ограниченно растворяются в полярных и неполярных растворителях. Растворимость таких углеводородов подчиняется общей теории растворимости твердых веществ в жидкостях и характеризуется следующими положениями:

    - растворимость твердых углеводородов уменьшается с увеличением плотности и температур выкипания фракций; - для фракций, выкипающих в одном и том же температурном интервале, растворимость твердых углеводородов одного гомологического ряда уменьшается с увеличением их молекулярной массы; - растворимость твердых углеводородов увеличивается с повышением температуры.

Растворимость углеводородов в полярных растворителях зависит от способности их молекул поляризоваться, что связано со структурными особенностями молекул углеводородов. Вследствие малой поляризуемости молекул твердых углеводородов индуцированные дипольные моменты этих соединений невелики, поэтому растворение твердых углеводородов в полярных растворителях происходит в основном под действием дисперсионных сил. Растворимость остальных компонентов масляных фракций является результатом индукционного и ориентационного взаимодействий, причем действие полярных сил настолько велико, что даже при низких температурах эти компоненты остаются в растворенном состоянии. При понижении температуры влияние дисперсионных сил постепенно ослабевает, в то время как влияние полярных сил усиливается; в результате при достаточно низких температурах твердые углеводороды выделяются из раствора и благодаря наличию длинных парафиновых цепей сближаются с образованием кристаллов.

Растворитель, применяемый в процессе депарафинизации, должен отвечать следующим требованиям:

    - при температуре процесса растворять жидкие и не растворять твердые углеводороды сырья; - обеспечивать минимальную разность между температурами депарафинизации (конечного охлаждения) и застывания депарафинированного масла и способствовать образованию крупных кристаллов твердых углеводородов. Упомянутая разность температур называется температурным эффектом депарафинизации (ТЭД); - иметь не слишком высокую и не слишком низкую температуру кипения, так как высокая температура кипения приводит к повышению энергетических затрат и способствует окислению углеводородов при регенерации растворителя, низкая - вызывает необходимость проведения процесса при повышенном давлении; - иметь низкую температуру застывания, чтобы не кристаллизоваться при температуре депарафинизации и не забивать фильтровальную ткань; - быть коррозионно-неагрессивным; - быть доступным, по возможности дешевым и приемлемым с точки зрения санитарных норм.

Для депарафинизации используются как полярные, так и неполярные растворители: кетоны, хлорорганические соединения, сжиженный пропан, легкая фракция бензина - нафта). Наиболее распространен процесс депарафинизации с использованием полярных растворителей - низкомолекулярных кетонов.

Эффективность и экономичность депарфинизации зависят от скорости фильтрования суспензий; последняя в крнечном итоге определяется структурой кристаллов твердых углеводородов, образующихся в процессе охлаждения сырья с растворителем, так как от их размеров зависят полнота и скорость отделения твердой фазы от жидкой.

Кристаллизация твердых углеводородов начинается с выделения из пересыщенного раствора зародышей кристаллов. При дальнейшем охлаждении раствора кристаллизация протекает на уже образовавшихся центрах кристаллизации. Для получения в процессе кристаллизации крупных кристаллов необходимо, чтобы число зародышей, образующихся в начальной стадии охлаждения, было невелико, так как дальнейшая кристаллизация происходит на этих центрах. При большом числе зародышей образуется мелкокристаллическая структура.

Похожие статьи




Разработка технологической схемы депарафинизация масел, Теоретические основы процесса - Разработка поточной схемы переработки мазута Минчимской нефти с получением индустриальных и моторных масел, церезина и гача

Предыдущая | Следующая