Главная страница

А. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы


Скачать 2.39 Mb.
НазваниеА. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы
Дата21.02.2022
Размер2.39 Mb.
Формат файлаdocx
Имя файла014.docx
ТипДокументы
#369524
страница3 из 72
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   72


После отгонки из мазута масляных фракций остается гудрон или полугудрон, которые используют для получения остаточных масел и битума.

Групповым химическим составом нефти называют содержание в ней углеводородов определенных химических групп, характери- зуемых соотношением и структурой соединения атомов углерода и водорода.

По углеводородному составу нефти бывают:

  • метаново-нафтеновые;

  • нафтеново-метановые;

  • ароматическо-нафтеновые;

  • нафтеново-ароматические;

  • ароматическо-метановые;

  • метаново-ароматические;

  • метаново-ароматическо-нафтеновые.

Первым ставится название углеводорода, которого в составе нефти больше.

Главную часть нефти составляют различные по своему составу, строению и свойствам углеводороды, которые могут находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии. В зависимости от строения молекул они подразделяются на три класса парафино- вые, нафтеновые и ароматические. Но значительную часть нефти составляют углеводороды смешанного строения, содержащие структурные элементы всех трех упомянутых классов. Строение молекул определяет их химические и физические свойства.

В состав бензина и дизельного топлива входят жидкие углево- дороды, имеющие от 5 до 15 атомов углерода.

Парафиновыеуглеводороды(алканы) имеют общую эмпириче- скую формулу СnН2n2. Если они содержат от 1 до 4 атомов угле- рода, это газы (метан, этан, пропан, бутан, изобутан), обладающие высокой детонационной стойкостью, т.е. их октановое число, опре- деленное по моторному методу, составляет 100 и выше. При на- личии в парафиновых углеводородах от 5 до 15 атомов углерода это жидкие вещества, а при содержании свыше 15 атомов углерода (С16 — гексадекан) — твердые.

Топлива и смазочные материалы, содержащие большое количе- ство алкановых углеводородов, отличаются высокой стабильно- стью. В высококачественных автомобильных бензинах желательно присутствие изопарафинов, которые устойчивы к действию кисло- рода при высоких температурах. Наличие же нормальных парафи- нов, легко окисляющихся при повышенных температурах, снижает детонационную стойкость бензинов; уменьшая время с момента по- дачи топлива в двигатель до его воспламенения, способствует более плавному нарастанию давления и, следовательно, улучшению ра- боты двигателя. Поэтому содержание нормальных парафинов предпочтительно в более тяжелых дизельных топливах, хотя в зимних сортах их количество тоже ограничивают.

Смазочные материалы, содержащие парафиновые углеводоро- ды, имеют высокие температуры застывания, поэтому их примене- ние в холодное время также затруднено.

Нафтеновые углеводороды (цикланы) — циклические насыщен- ные углеводороды с общей формулой СnН2n. В нефти содержатся в виде циклопентана С5Н10 и циклогексана С6Н12. Циклическое строение предопределяет высокую химическую прочность углево- дородов этого ряда. Нафтеновые углеводороды выделяют меньше теплоты при сгорании по сравнению с парафиновыми углеводоро- дами и имеют высокую детонационную стойкость, т.е. являются желательными компонентами в топливах для карбюраторных дви- гателей и в зимних сортах дизельных топлив.

Наличие нафтеновых углеводородов в смазочных материалах определяет увеличение их вязкости и улучшение маслянистости.

Ароматические углеводороды (арены) имеют общую формулу СnН2n–6. Содержатся в нефти в виде бензола С6Н6 и его гомологов. Вследствие своей высокой термической устойчивости ароматиче- ские углеводороды являются желательными составляющими в то- пливах для карбюраторных двигателей, которые должны иметь самые высокие октановые числа.

Из-за высокой нагарообразующей способности допустимое со- держание аренов в бензинах составляет 40...45 %. В дизельных то- пливах вследствие термической стабильности аренов их присут- ствие нежелательно.

Непредельныеуглеводороды(олефины) имеют общую формулу СnН2n. Они не содержатся в нефти, а образуются в процессе ее переработки. Непредельные соединения являются важнейшим сы- рьем при получении топлива методом нефтехимического и основ- ного органического синтеза.

В условиях эксплуатации низкая химическая стойкость оле- финов, содержащихся в нефтепродуктах, играет отрицательную роль, понижая их стабильность. Так, бензины термического кре- кинга из-за окисления их олефиновой части осмоляются при хранении, загрязняют жиклеры карбюраторов и впускной трубо- провод, т.е. наличие олефинов нежелательно в любых нефтепро- дуктах.

Нефть многих месторождений является сернистойили высоко- сернистой. Переработка такой нефти требует дополнительных за-

трат, так как при увеличении содержания серы в бензине с 0,033 до 0,15 % мощность двигателя снижается на 10,5 %, расход топлива увеличивается на 12 %, а число капитальных ремонтов возрастает в 2 раза. Кроме того, использование сернистых топлив наносит большой вред окружающей среде. Сернистые соединения подраз- деляются на активные и неактивные. К активным относятся сое- динения, способные вызвать коррозию металлов при нормальных условиях. Это сероводород H2S, меркаптаны R—SH (где R — угле- водородный радикал) и элементарная сера S. Находясь в раство- ренном или взвешенном состоянии, эти соединения способны вы- звать сильную коррозию металлов при любых температурных условиях.

В соответствии со стандартами присутствие активных серни- стых соединений в нефтепродуктах не допускается.

Неактивные сернистые соединения при нормальных условиях не вызывают коррозии металлов, но при полном сгорании топлива в двигателе образуют сернистый и серный ангидриды, дающие в соединении с водой сернистую и серную кислоты.

В малосернистой нефти содержание сернистых соединений ко- леблется от 0,1 до 0,5 %, а в сернистой достигает 4 %.

Кислородныесоединенияв нефти представлены кислотами, фе- нолами, эфирами и другими компонентами. Основная их часть сосредоточена во фракциях нефти, кипящих при высокой темпе- ратуре (высококипящих), т.е. начиная с керосиновой.

Простейшие кислородные соединения — это органические кис- лоты с общей формулой R–COOH, где R — углеводородный ра- дикал. В незначительном количестве они присутствуют в топливах и маслах в виде высококипящих температурой кипения выше 200 С) маслянистых жидкостей, вызывающих сильную коррозию некоторых цветных металлов (свинца, цинка и др.), поэтому их ко- личество в топливах и маслах строго ограничено ГОСТами.

Асфальтосмолистые соединения — это сложные смеси высоко- молекулярных соединений, состоящие из азота, серы, кислорода и некоторых металлов. Содержание этих веществ в нефти может составлять от десятых долей до десятков процентов.

Например, нейтральные смолы, содержащиеся в нефти и име- ющие цвет от коричневого до черного, обладают интенсивной кра- сящей способностью, чем и обусловлена соответственно окраска

получаемых товарных топлив и масел. Это очень неустойчивые, легко изменяющиеся и плохо испаряющиеся вещества, которые отрицательно влияют на свойства топлив и масел.

Азотистыесоединенияимеются в нефти в крайне малых коли- чествах и поэтому не оказывают заметного влияния на свойства топлив и смазочных материалов.





1.2. Методы переработки нефти







Современные высокопроизводительные нефтегазоперерабаты- вающие производства оснащены сложными по конструкции аппа- ратами и машинами, способными функционировать в условиях низких температур, глубокого вакуума и высоких давлений (до 20 МПa при гидрокрекинге нефтяного сырья) и часто в агрессив- ных средах. Промышленная переработка нефти на современных нефтеперерабатывающих заводах осуществляется путем сложной многоступенчатой физической и химической переработки на от- дельных или комбинированных технологических установках, предназначенных для получения большого ассортимента нефте- продуктов.

Различают две группы способов переработки нефти с целью получения топлив и смазочных материалов:

  • способы, не изменяющие индивидуальных углеводородов;

  • способы термокаталитической деструкции индивидуальных углеводородов.

В первую группу входят процессы обессоливания и прямой перегонки. Перегонка необходима для получения естественных фракций бензина, дизельного топлива и других содержащихся в нефти фракций.

Вторая группа включает процессы вторичной переработки нефти, принцип которой основан на термическом разложении ин- дивидуальных углеводородов, позволяющем существенно увели- чить выход из нефти бензиновых и других фракций, улучшить их показатели качества (детонационную стойкость, химическую ста- бильность).

К способам вторичной переработки относят термический и ка- талитический крекинг, каталитический риформинг, пиролиз, ги- дрокрекинг, алкилирование и пр.

Перед переработкой поступающая с промыслов нефть с содер- жанием солей 100...700 мг/л и воды менее 1 % по массе подверга- ется глубокой очистке от солей до содержания менее 3 мг/л и от воды до менее 0,1 % по массе на электрообессоливающих установ- ках (ЭЛОУ). Технологические процессы подразделяются на физи- ческие (первичные) и химические (вторичные). Физическими процессами достигается разделение нефти на составляющие ком- поненты (топливные и масляные фракции) или удаление из фрак- ций или остатков нефти нежелательных групповых химических компонентов. В химических процессах переработка нефтяного сы- рья осуществляется путем химических превращений с получени- ем новых продуктов. Химические процессы подразделяются:

  • по способу активации химических реакций на термиче-

ские и каталитические;

  • по типу протекающих химических превращений — на де- структивные, гидрогенизационные и окислительные.

Главным процессом переработки нефти (после ЭЛОУ) являет- ся атмосферная перегонка, на которой отбираются топливные фракции (бензиновые, осветительного керосина, реактивного и дизельного топлив) и мазут, используемый либо как компонент котельного топлива, либо как сырье для последующей глубокой переработки. Топливные фракции атмосферной перегонки далее подвергаются облагораживанию (гидроочистке от гетероатомных соединений), а бензины — каталитическому риформингу с целью повышения их качества или получения индивидуальных аромати- ческих углеводородов сырья нефтехимии: бензола, толуола, кси- лолов и др. Из мазута путем вакуумной перегонки получают: ши- рокую фракцию (350...500 С) вакуумного газойля — сырья для последующей переработки на установках каталитического крекин- га или гидрокрекинга с получением компонентов моторных то- плив; узкие дистиллятные масляные фракции, направляемые далее на последующие процессы очистки (селективную очистку, депара- финизацию и др.). Остаток вакуумной перегонки — гудрон — используется при необходимости для остаточных масел или как сырье для глубокой переработки с получением дополнительного количества моторных топлив, нефтяного кокса, дорожного и стро- ительного битума или же в качестве компонента котельного то- плива.

Из химических процессов наибольшее распространение полу- чили гидроочистка, риформинг и каталитический крекинг. Гидро- очистка используется для повышения качества моторных топлив путем удаления (гидрогенолиза) сернистых, азотистых и кисло- родных соединений и гидрирования олефинов сырья в среде водо- рода на алюмокобальтомолибденовых или никель-молибденовых катализаторах (при температуре 300...400 С и давлении 2...4 МПа). В процессе каталитического риформинга, проводимого при температуре 500 С и давлении 1...4 МПа в среде водорода на алю- моплатиновом катализаторе, осуществляются преимущественно химические превращения нафтеновых и парафиновых углеводо- родов в ароматические, в результате существенно повышается

октановое число продукта (достигая 100 пунктов).

Каталитический крекинг, проводимый при температуре 500...550 С без давления на цеолитсодержащих катализаторах, яв- ляется наиболее эффективным, углубляющим нефтепереработку процессом, поскольку позволяет из высококипящих фракций мазу- та (вакуумного газойля) получить до 40...60 % высокооктанового компонента автобензина, 10...25 % жирного газа, используемого, в свою очередь, на установках алкилирования или в производстве эфиров для получения высокооктановых компонентов авиа- или автобензинов.

Основным способом переработки нефти является ее прямая перегонка.

Перегонка, или дистилляция (отекание каплями), — разделение нефти на отличающиеся по составу фракции, основанное на раз- личии в температурах кипения ее компонентов.

Прямаяперегонка это физический способ переработки нефти с помощью атмосферно-вакуумной установки (рис. 1.1), принцип работы которой заключается в следующем. В результате нагрева нефти в специальной трубчатой печи до 330...350 С образуется смесь паров нефти и неиспарившегося жидкого остатка, поступаю- щая в ректификационную колонну с теплообменниками.

В ректификационной колонне (рис. 1.2) происходит разделение нефтяных паров на фракции, составляющие различные нефтепро- дукты. При этом температура кипения смежных групп получае- мых фракций может отличаться всего лишь на 5...8 С.


Рис. 1.1. Принципиальная схема атмосферно-вакуумной установки для прямой перегонки нефти:

1 трубчатая печь; 2 теплообменники; 3 ректификационная колонна; 4 — конденсатор; 5 — сепаратор; 6 — сборник соляра; 7 — вакуумная колонна

Тяжелые фракции нефти, поступая в колонну в жидкой фазе, уже в нижней ее части отделяются от паров и отводятся из нее в виде мазута.

В зависимости от химического состава нефти используют две схемы получения топлива (рис. 1.3).

В первом случае в интервале температур кипения 40...150 С отбирают авиационный бензин и в интервале 150...300 С керо- син, из которого изготавливают реактивное топливо. Во втором случае в интервале температур кипения 40...200 С отбирают авто- мобильный бензин и в интервале 200...350 С дизельное топливо. Мазут, остающийся после отгона топливных фракций (60...80 %

от исходной массы нефти), используют для получения масел и крекинг-бензинов.

Углеводороды с температурой кипения ниже 40 С (попутные газы) используют в качестве добавок к некоторым бензинам и в качестве сырья для получения ряда синтетических продуктов, а также как топливо для газобаллонных автомобилей.


Рис. 1.2. Схема колпачковой ректификационной колонны:

1 металлические тарелки; 2 отверстия для прохождения паров;

3 колпачки; 4 сливные трубки; 5 цилиндрический корпус






Рис. 1.3. Принципиальные схемы получения важнейших видов топлива для двигателей при перегонке нефти

Продуктами прямой перегонки нефти (см. рис. 1.2) являются следующие дистилляты:

  • бензин (40...200 С);

  • лигроин (110...230 С);

  • керосин (140...300 С);

  • газойль (230...330 С);

  • соляр (280...350 С).

Средний выход бензиновых фракций, зависящий от свойств добываемой нефти, колеблется от 15 до 25 %. На долю остальных топлив приходится 20...30 %.

Лигроин, имеющий несколько большую плотность, чем бензин (тяжелый бензин), используется как дизельное топливо и в каче- стве сырья для получения высокооктановых бензинов.

Газойль, являющийся промежуточным продуктом между керо- сином и смазочными маслами, используется как топливо для ди- зелей, а также является сырьем для каталитического крекинга.

Продукты, получаемые способом прямой перегонки, обладают высокой химической стабильностью, так как в них отсутствуют непредельные углеводороды.

Использование для переработки нефти крекинг-процессов по- зволяет увеличить выход бензиновых фракций.

Крекинг процесс переработки нефти и ее фракций, основан- ный на разложении (расщеплении) молекул сложных углеводоро- дов в условиях высоких температур и давлений.

Впервые крекинг был предложен русским ученым А.А. Летним в 1875 г., а разработан В.Г. Шуховым в 1891 г. Однако первая про- мышленная установка была построена в США.

Существуют следующие виды крекинга: термический, катали- тический, а также гидрокрекинг и каталитический риформинг.

Термический крекинг используют для получения бензина из ма- зута, керосина и дизельного топлива. Например, при нагревании до 500...550 С под давлением 5 МПа углеводород цетан, входящий в состав керосина и дизельного топлива, разлагается соответствен- но на нормальный октан и нормальный октен, которые являются составляющими бензина:


5 МПа
C16H43 500...550 C C8H18 C8H18 .

Бензин, получаемый посредством термического крекинга, име- ет недостаточно высокое октановое число (66...74) и большое со- держание непредельных углеводородов (30...40 %), и его использу- ют в основном только в качестве компонента при получении товарных бензинов.

Новые установки для термического крекинга в настоящее вре- мя уже не строят, так как получаемые с их помощью бензины при хранении окисляются с образованием смол и в них необходимо вводить специальные присадки (ингибиторы), резко снижающие темп осмоления.

Каталитический крекинг — это процесс получения бензина, основанный на расщеплении углеводородов и изменении их струк- туры под действием высокой температуры и катализатора.

Каталитический крекинг на заводской установке был впервые осуществлен в России в 1919 г. Н.Д. Зелинским.

В качестве сырья при каталитическом крекинге (рис. 1.4) ис- пользуют газойлевую и соляровую фракции, получаемые при пря- мой перегонке нефти, которые нагревают до температуры 450...525 С под давлением 0,15 МПа в присутствии алюмосили- катного катализатора, ускоряющего процесс расщепления моле- кул сырья и изомеризующего продукты распада, превращая их в изопарафиновые и ароматические углеводороды. При этом коли- чество олефинов снижается до 9...10 %, а октановые числа полу- чаемых бензинов, измеренные по моторному методу, равны 78...85.

К разновидностям крекинг-процесса относятся:

  • риформинг, применяемый для улучшения качества нефте- продуктов путем понижения молекулярной массы углеводородов;

  • деструктивная гидрогенизация процесс, протекающий в присутствии водорода и катализатора при давлении 20...30 МПа, в результате чего происходит насыщение водородом продуктов расщепления;

  • пиролиз, протекающий при температуре около 700 С с об-

разованием ароматических углеводородов;

  • гидроформинг, при котором происходит высокая ароматиза- ция углеводородов (этот процесс протекает при температуре 480...530 С и давлении 2...3 МПа) в присутствии водорода и ката- лизаторов — оксидов молибдена, ванадия, хрома, нанесенных на оксиды алюминия, магния или другого вещества, — при этом по- лучают бензины высокого качества.




Рис. 1.4. Принципиальная схема каталитического крекинга:

1 печь для нагрева сырья; 2 испаритель; 3 бункер с катализатором;

4 реактор; 5 регенератор; 6 ректификационная колонна;

7 газосепаратор

Гидрокрекинг процесс переработки нефтепродуктов, сочета- ющий в себе крекирование и гидрирование сырья (газойлей, не- фтяных остатков и др.). Такой процесс проводится под давлением водорода 15...20 МПа при температуре 370...450 С в присутствии алюмокобальтомолибденового или алюмоникельмолибденового катализатора.

Октановые числа бензиновых фракций, получаемых в резуль- тате гидрокрекинга, составляют 85...88 (по исследовательскому методу измерения). Гидрокрекинг повышает также выход светлых нефтепродуктов — бензина, дизельного и реактивного топлива.

В качестве сырья для каталитического риформинга обычно ис- пользуют бензиновые фракции первичной перегонки нефти, вы- кипающие уже при 85...180 С.

Риформинг проводят в среде водородсодержащего газа (70...90 % водорода) при температуре 480...540 С и давлении 2...4 МПа в присутствии молибденового или платинового катали- затора. Риформинг с использованием молибденового катализатора называется гидроформинг, а с использованием платинового ката- лизатора — платформинг. Последний, являющийся более простым и безопасным процессом, в настоящее время применяется значи- тельно чаще.

Каталитический риформинг используют для получения высо- кооктанового компонента автомобильных бензинов (85 по мотор- ному методу измерения и 95 — по исследовательскому).

Алкилирование процесс получения высококачественного вы- сокооктанового компонента автомобильного и авиационного бензи- нов — алкилата (алкилбензина), состоящего практически целиком из изоалканов С6–С9, причем из них 69 % приходится на изооктан (2,2,4-триметилпентан). Алкилбензин имеет октановое число 90...98. Сырьем является бутан-бутиленовая смесь, выделяемая из газов каталитического и термического крекинга. Алкилирование изобу- тана алкенами (преимущественно бутиленами) проводится при давлении 0,3...1,2 МПа с использованием в качестве катализатора Н24 или НF. Оптимальная температура в реакторе 0...10 С (для Н24) и 25...30 С (для НF). Расход Н24 составляет 60...100 кг на 1 т алкилата.

При производстве смазочных масел различают дистиллятные

и остаточные масла.

Для получения дистиллятных масел мазут нагревают до 420...430 С (см. рис. 1.1), создавая в вакуумной колонне разреже- ние в 50 мм рт. ст. Выход дистиллятных масел из мазута составля- ет около 50 %, остальное — гудрон.

Остаточныемасла это очищенные гудроны. Для их получе- ния мазут или полугудрон смешивают с сжиженным пропаном (6...8 частей пропана на 1 часть мазута) при температуре 40...60 С. Таким образом получают авиационные масла МК-22, МС-20 и трансмиссионное масло МТ-16. Масло МК-22 рекомендовано также и для смазки агрегатов некоторых грузовых автомобилей Минского автозавода.

В смазочных маслах, получаемых из мазута, кроме углеводоро- дов обязательно содержатся нафтеновые кислоты, сернистые соеди- нения и асфальтосмолистые вещества, поэтому их, как и топлива, необходимо очищать.

Для современных машин требуются масла более высокого ка- чества, чем масла, полученные путем перегонки нефтяного мазута. К ним относятся синтетические масла, содержащие преимуще- ственно парафиновые углеводороды. Наиболее широкое распро- странение получили полисилоксаны (называемые также силикона- ми) новые масла, которые представляют собой полимерные

кремнийорганические соединения. Они обладают устойчивостью к воздействию высоких температур, низкой температурой засты- вания и хорошими антикоррозионными свойствами, мало изменя- ют вязкость при колебаниях температуры. Смазывающая способ- ность у них несколько хуже, чем у нефтяных масел. Улучшить это качество можно добавлением соответствующих присадок.

Другой группой синтетических масел являются полиалкилгли- коли, представляющие собой продукты конденсации двухатомных спиртов. Эти масла не образуют отложений на нагретых деталях, обладают хорошей смазывающей способностью и вязкостными свойствами, а также низкой температурой застывания (до –65 С). Из-за высокой стоимости такие масла не получили широкого рас- пространения.

Для работы в агрессивных средах, а также в условиях высоких температур изготавливают фторуглеродные и хлоруглеродные масла. Недостаток их — резкое повышение вязкости при пониже- нии температуры. Эти масла используют при изготовлении специ- альных пластичных смазок и жидкостей для гидросистем.





1.3. очистка топлив и масел







Для придания топливу необходимых эксплуатационных свойств его подвергают очистке с целью удаления вредных при- месей и повышения стабильности. Существуют химические и фи- зические методы очистки. В первом случае нежелательные соеди- нения топлива вступают в химические реакции с реагентом, во втором — топливо очищают путем растворения нежелательных соединений или их адсорбции на поверхностно-активных веще- ствах. К химическим способам относятся очистка сернокислотная, щелочная, плюмбитами и хлоридами металлов, гидрогенизацион- ная и т.д., к физическим очистка селективными растворителями и различными адсорбентами.

Очистка топлива серной кислотой заключается в растворении различных сернистых соединений. Данный раствор называют кис- лым гудроном. При этом серная кислота не вступает в реакцию с парафиновыми, ароматическими и нафтеновыми углеводорода- ми. Топливо термического крекинга с большим содержанием не-

предельных углеводородов очищают плюмбитами и хлоридами металлов, так как при очистке серной кислотой непредельные углеводороды вступают с ней в реакцию. После такой очистки для удаления органических кислот, кислых эфиров, сульфокислот и остатков кислого гудрона очищаемое топливо обрабатывают водным раствором щелочи NaOH. Образующиеся при этом соли находятся в водном растворе щелочи, который отстаивают и сли- вают. Для полного удаления остатков солей топливо промывают водой и отстаивают.

Гидрогенизационная очистка является наиболее эффективным способом очистки от сернистых соединений и других вредных примесей. Очистку проводят в присутствии водорода и катализа- торов (смеси оксидов хрома и молибдена, кобальта и молибдена) при давлении 1...4 МПа и температуре 375...415 С. Сернистые соединения в этих условиях под воздействием водорода переходят в газообразные продукты, которые легко удаляются. Например, при очистке дизельного топлива с содержанием сернистых соеди- нений 1...1,3 % выход товарного топлива составляет 97...98 % с со- держанием сернистых соединений 0,02...0,06 %.

Очистка отбеливающими землями (адсорбентами) основана на явлении адсорбции, т.е. избирательном поглощении определенных соединений, находящихся в очищаемом продукте. Адсорбентами служат алюмосиликаты. Их применяют при очистке бензинов тер- мического крекинга от непредельных углеводородов. Пары топли- ва пропускают через определенный слой отбеливающей земли. Расход адсорбента составляет 1...2 % от массы топлива.

Масляные дистилляты после перегонки мазутов содержат це- лый ряд нежелательных веществ, таких как асфальтосмолистые, органические кислоты, легкоокисляющиеся и полимеризирующи- еся непредельные углеводороды и т.п., резко снижающие качество смазочных масел. Для масляных дистиллятов наиболее широко применяется очистка:

  • кислотно-щелочная;

  • кислотно-контактная;

  • селективная;

  • деасфальтизация;

  • депарафинизация.

При кислотно-щелочной очистке смолистые вещества масляно- го дистиллята, взаимодействуя с серной кислотой, частично рас- творяются, частично уплотняются с образованием асфальтенов, которые переходят в кислый гудрон. После отстаивания и отделе- ния кислого гудрона масло обрабатывают водным раствором ще- лочи NaOH. При этом нейтрализуются органические кислоты и остатки серной кислоты. Затем масло промывают водой для рас- творения и удаления солей. Далее масло просушивают горячим воздухом.

Кислотно-контактная очистка отбеливающими глинами за- ключается в том, что после очистки масла серной кислотой оно проходит контактную очистку отбеливающими глинами. При этом из масла адсорбируются нежелательные полярно-активные соеди- нения, в том числе органические и сульфокислоты, остатки серной кислоты, кислого гудрона и т.д.

Очистка отбеливающими глинами может быть контактной и перколяционной. В первом случае глину непосредственно пере- мешивают с очищаемым маслом, во втором — масло пропускают через слой гранулированного адсорбента при температуре 20...100 С (в зависимости от вязкости). В качестве отбеливающих глин применяют природные (гумбрин и др.) и искусственные (си- ликагель). Количество адсорбента при очистке составляет 2...5 % от массы очищаемого материала. Зачастую контактная очистка с помощью глины заменяет обработку кислого масла щелочью.

Селективная очистка заключается в обработке масла селектив- ными (избирательными) растворителями, которые растворяют не- желательные элементы и не воздействуют на основные углеводо- роды. При последующем отстаивании смесь расслаивается на рафинатную часть (очищенное масло) и на экстрактную (смесь растворителя и вредных примесей). Экстрактную часть перегоня- ют, отогнанный растворитель может быть использован повторно.

На качество очистки большое влияние оказывает температура и количество взятого растворителя. Растворителями служат фур- фурол (150...400 % от массы очищаемого масла), фенол (100...200 %), нитробензол, технический пропан и др. Процесс проводят при температуре 50...120 С. Селективной очисткой с помощью фенола и фурфурола получают масло с высокой химической стабильно-

стью, т.е. маслорафинат, и экстракт-смолку, которую используют как присадку к трансмиссионным маслам.

После смешивания очищаемого масла с растворителем (метил- этилкетон, ацетон с бензолом, дихлорэтан с бензином и др.) полу- ченную смесь нагревают до температуры, на 15...20 С превышаю- щей температуру полного растворения парафинов и церезинов в смеси. Раствор постепенно охлаждают и на высокооборотных центрифугах или специальных фильтрах разделяют на депарафино- вое масло и петролятум (смесь растворителя и твердых углеводоро- дов). Данная операция является завершающей частью процесса очистки масла.

Деасфальтизация — это очистка с использованием специаль- ных растворителей, в частности жидкого пропана, применяемая для дистиллятных масел с высоким содержанием асфальтосмоли- стых веществ. Под действием растворителя асфальтосмолистые вещества переходят в осадок, который после отстоя удаляют. Де- асфальтизацию проводят при давлении 2,5...4,0 МПа и температуре 60...85 С. Соотношение пропана и очищаемого масла составляет от 5:1 до 10:1 по объему. После деасфальтизации масляный дистиллят поступает на основную очистку.

Депарафинизация проводится для масляных дистиллятов, по- лучаемых из парафиновых нефтей. Из масла удаляются углеводо- роды, склонные к кристаллизации при понижении температуры. Процесс основан на том, что парафины и церезины значительно хуже растворяются в ряде легких растворителей, чем основные углеводороды масла, особенно при низкой температуре.


Глава

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   72


написать администратору сайта