Середа Н.Г. Основы нефтегазового дела. Основы нефтяного и газового дела

• Название: Основы нефтяного и газового дела
• Анкор: Середа Н.Г. Основы нефтегазового дела.doc
• Дата: 04.02.2017
• Размер: 12.41 Mb.
• Имя файла: Середа Н.Г. Основы нефтегазового дела.doc
• Тип: Книга; #2110
• страница: 24 из 26

Г л а в а III

ОЧИСТКА НЕФТЕПРОДУКТОВ

§ 1. ОЧИСТКА СВЕТЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Основная масса нефтепродуктов (дистиллятов), получаемых при перегонке нефти и мазута, а также при деструктивных процессах, содержит в своем составе примеси, ухудшающие свойства нефтепродуктов. Состав и концентрация примесей, содержащихся в дистиллятах, зависят от химических свойств перерабатываемого сырья, процесса переработки, технологического режима.

Для удаления вредных примесей дистиллятные продукты подвергаются очистке. Выбор способа очистки зависит от качества подлежащего очистке дистиллята, от назначения целевого продукта и предъявляемых к нему требований.

Нежелательными примесями, содержащимися в дистиллятах светлых нефтепродуктов, являются: сернистые соединения, непредельные соединения, смолы, нафтеновые кислоты, твердые парафины. Наличие в моторных топливах сернистых соединений обусловливает коррозию деталей двигателей; нафтеновые кислоты также агрессивны в отношении ряда металлов (железо, медь, цинк, олово). Присутствие непредельных соединений в топливах делает их нестабильными при хранении и эксплуатации: такие топлива выделяют осадки, загрязняющие систему топливопроводов и препятствующие нормальной эксплуатации двигателей.

При содержании твердых парафиновых углеводородов в дизельных топливах последние имеют высокую температуру застывания. Применение такого топлива в зимних условиях осложняет запуск двигателей и преждевременно выводит их из строя.

Некоторая часть светлых нефтепродуктов расходуется не в виде моторного топлива, а для других целей, например в качестве осветительного керосина, специальных бензинов-растворителей и пр. В этих случаях к готовым продуктам предъявляются требования, связанные со специфическими особенностями их применения. Например, для осветительного керосина нежелательно присутствие ароматических углеводородов, образующих коптящее пламя. Содержание ароматических углеводородов ограничивается и для ряда растворителей (уайт-спирит, экстракционный бензин и др.), так как эти углеводороды обладают токсичностью. Таким образом, ароматические углеводороды являются ценными компонентами топлив для карбюраторных двигателей и подлежат удалению из бензинов-растворителей и осветительных керосинов.

Для удаления из светлых продуктов содержащихся в них вредных примесей применяются различные процессы.

Щелочная очистка или выщелачивание. Процесс заключается в обработке бензиновых, керосиновых и дизельных фракций водными растворами каустической или кальцинированной соды. При обработке щелочью из бензинов удаляют сероводород и частично меркаптаны, из керосинов и дизельных топлив — нафтеновые кислоты.

Кислотно-щелочная очистка — обработка продукта серной кислотой и нейтрализация его водным раствором щелочи. Такую очистку применяют в тех случаях, когда необходимо удалить непредельные и ароматические углеводороды и смолы.

Депарафинизация применяется для понижения температуры застывания дизельных топлив и заключается в обработке продукта раствором карбамида, с которым парафиновые углеводороды образуют комплекс, и отделении этого комплекса от продукта. Затем комплекс путем нагрева разлагают на парафин и карбамид, который опять возвращается в производственный цикл.

Гидроочистка применяется для удаления сернистых соединений из бензиновых, керосиновых и дизельных фракций прямой перегонки высокосернистых и сернистых нефтей. Процесс гидроочистки осуществляется введением водорода при повышенном давлении (5 МПа) над катализаторами. При этом водород вытесняет серу в виде сероводорода. Гидроочистку применяют также и для очистки продуктов вторичного происхождения от непредельных соединений, которые, присоединяя водород, превращаются в предельные.

Каталитическая очистка алюмосиликатными катализаторами применяется для облагораживания бензинов, полученных в процессе каталитического крекинга. При этом в бензине уменьшается содержание непредельных углеводородов и повышается октановое число. Процесс применяют для производства бензинов авиационных марок.

Ингибирование — процесс добавления к продукту вещества, имеющего антиокислительные свойства и оказывающего тормозящее действие на реакции окисления и полимеризации (к бензинам термического крекинга, содержащим значительное количество непредельных углеводородов, а потому нестабильным при хранении и эксплуатации).

Кроме указанных процессов, широко распространенных в заводской практике, существуют также и другие методы очистки светлых нефтепродуктов. К ним относятся очистка светлых нефтепродуктов отбеливающими реагентами, различные способы обессеривания бензинов, очистка солями.

§ 2. ОЧИСТКА СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ

Смазочные масла получают путем перегонки мазута на вакуумных и атмосферно-вакуумных установках. Для производства масел используют дистиллятные фракции перегонки мазута (выделяемые в интервалах 300—400° С, 350—420° С, 420—450°С) и остаточные, т. е. гудрон (выше 500°С).

Масла, полученные из дистиллятных фракций, называют дистилляте ы ми, а из гудрона — остаточными.

При очистке смазочных масел применяют следующие основные процессы:

1) очистка селективными растворителями;

2) деасфальтизация;

3) депарафинизация;

4) гидроочистка;

5) сернокислотная и щелочная очистка.

Селективными (избирательными) растворителями называют такие вещества, которые обладают способностью извлекать при определенной температуре из нефтепродукта только какие-то определенные компоненты, не растворяя остальных компонентов и не растворяясь в них.

Для очистки масел применяют следующие растворители: фенол, фурфурол, пропан, крезол, метилэтилкетон, ацетон, дихлорэтан, бензол, толуол. Их применяют для удаления из масел смол, асфальтенов, ароматических углеводородов и твердых парафиновых углеводородов.

Остаточные масляные фракции могут содержать более 50% смол и асфальтенов, которые должны быть удалены. Для них очень трудно подобрать селективные растворители. Поэтому подбирают растворитель для ценных углеводородов масла, а ас-фальтосмолистые вещества выпадают в осадок. В этом заключается процесс деасфальтизации. В данном случае растворителем является сжиженный пропан.

Иногда совместно используют два несмешивающихся растворителя, т. е. очистку масел проводят парными растворителями. Например, берут сжиженный пропан и смесь фенола и крезола. Пропан способствует осаждению смол, асфальтенов, а второй растворитель хорошо их растворяет. Оба растворителя имеют разные свойства и незначительно растворяются друг в друге.

В результате селективной очистки образуются две фазы: полезные компоненты масла образуют рафинатную фазу, нежелательные примеси — экстрактную. Масло после отгонки от него растворителя называется рафинатом, экстрактная фаза после отгонки из нее растворителя называется экстрактом.

Рафинаты селективной очистки, полученные из парафинистых нефтей, содержат твердые углеводороды. При понижении температуры масла теряют подвижность, становятся непригодными к эксплуатации. Это объясняется выделением твердых углеводородов. Для того чтобы масла были пригодными к эксплуатации при низких температурах, из них удаляют эти твердые углеводороды, т. е. проводят депарафинизацию рафинатов селективной очистки.

Твердый продукт, выделяемый из дистиллятных масел, называется гачем, а из остаточных масел — п е т ρ о л а т у м о м.

После селективной очистки масла иногда подвергают гидроочистке. Цель гидроочистки масел — улучшение цвета и стабильности, повышение вязкостно-температурных свойств, снижение коксуемости и содержания серы. Гидроочистке подвергают дистиллятные и остаточные масла (до или после депарафинизации и деасфальтизации). Побочными продуктами гидроочистки являются углеводородные газы (используются как топливо на установке), сероводород (используется для получения серы) и отгон (используется как добавка к котельным топливам).

Сернокислотная очистка масел применяется для удаления из масляной фракции асфальто-смолистых соединений, непредельных углеводородов, нафтеновых кислот и частично азотисто-сернистых и ароматических соединений. В результате реакции образуются два слоя: верхний — углеводороды масла и незначительное количество продуктов реакции и серной кислоты (растворенной в масле) и нижний — продукты реакции, избыток кислоты, соединений, растворившихся в кислоте, и масла, увлеченного вниз. Так как в верхнем слое имеются следы серной кислоты, нефтяных кислот и сульфокислоты, то их удаляют из масел нейтрализацией раствором едкого натра. В результате щелочной обработки образуются соли, которые переходят в щелочной раствор. Щелочные отходы отделяют, а масло промывают паровым конденсатом для удаления остатков солей нафтеновых кислот, после чего подсушивают воздухом.