Кристаллизацией из растворов

Назначение и физико-химические основы процессов

 

Назначение процессов депарафинизации масляного сырья – удаление из рафинатов твердых углеводородов с целью получения масел с низкой температурой застывания. Твердыми считаются углеводороды, у которых температура застывания (или плавления) выше комнатной.

В табл. приведен групповой состав твердых углеводородов дистиллятов и деасфальтизатов различных нефтей.

Таблица

Групповой химический состав твердых углеводородов

Углеводороды	Дистиллят туймазинской нефти	Деасфальтизат
300-400оС	400-500оС
Парафиновые
нормального строения		10,3	6,2	5,7	9,9
изостроения		10,3		2,5	8,5
Нафтены с боковыми цепями
нормального строения	47,1	22,0	23,5	23,5	38,3
изостроения		38,3	52,0	23,8	31,2
Ароматические с боковыми цепями	2,9	14,7	4,6	16,4	7,8
нормального строения	2,9	14,7	4,6	16,4	7,8
изостроения		4,4	14,0	26,2	4,3

Примечание. 1 – туймазинской нефти; 2 – ромашкинской нефти; 3 – сураханской отборной нефти.

 

Процесс депарафинизации – наиболее сложный, трудоемкий и дорогостоящий в производстве нефтяных масел. Его эффективность и экономичность оцениваются по скорости отделения твердой фазы и выходу депарафинированного масла. Скорость фильтрования и полнота отделения твердой фазы определяются структурой кристаллов твердых углеводородов. Чем крупнее кристаллы, тем выше скорость фильтрования.

 

 

Факторы, определяющие эффективность процессов

Депарафинизации и обезмасливания

Качество сырья. С повышением пределов выкипания фракции увеличивается концентрация твердых углеводородов, поэтому при охлаждении сырья образуется слишком много зародышей кристаллов. Конечные кристаллы имеют малые размеры. Уменьшается скорость фильтрования. Поэтому депарафинизация остаточного сырья по сравнению с дистиллятным протекает с меньшей скоростью. Меньше производительность установок и выход депарафинированного масла. Влияние фракционного состава сырья на показатели процесса депарафинизации иллюстрировано данными табл.

Полнота выделения твердых углеводородов зависит также от четкости фракционирования масляных дистиллятов.

 

Таблица

Влияние фракционного состава сырья на показатели процесса

Депарафинизации

Показатели	Пределы выкипания исходных фракций, оС
375-515	380-460
Температура фильтрования, оС Длительность фильтрования 100 мл, с Выход депарафинированного масла, % Температура застывания депарафинированного масла, оС Содержание масла в гаче, % мас.	-28 -20	-28 -20

 

Смолы при малой концентрации в растворе тормозят образование зародышей кристаллов твердых углеводородов и не влияют на рост уже образовавшихся кристаллов. Однако существует оптимальное содержание смол, выше которого рост кристаллов затрудняется и показатели процесса ухудшаются. Это объясняется, в частности, тем, что высокое содержание смол повышает вязкость сырья при низкой температуре и затрудняет рост кристаллов.

Для каждого вида сырья существует свой оптимум содержания смол.

Природа и состав растворителя. Неполярные растворители не применяются на практике для депарафинизации нефтяного сырья, так как имеют ряд существенных недостатков: низкая избирательность, высокий температурный эффект депарафинизации (ТЭД), высокое содержание масла в гаче или петролатуме, необходимость медленного охлаждения, в случае пропана – необходимость повышенного давления в аппаратах установки.

 

Р и с. Влияние содержания смол в остаточном рафинате на показатели депарафинизации:

1 – длительность фильтрования; 2 – выход депарафинированного масла

 

 

Р и с. Влияние содеражния смол в остаточном рафинате на скорость фильтрования при депарафинизации

 

В полярных растворителях (ацетон, метилэтилкетон – МЭК) твердые углеводороды растворяются только при повышенных температурах. При низких температурах такие растворители не растворяют твердые углеводороды, но плохо растворяют и жидкие компоненты сырья, поэтому в гаче или петролатуме остается большое количество масла. Выход депарафинированного масла снижается, и затрудняется получение парафинов и церезинов. Для повышения растворяющей способности кетонов к ним добавляют толуол. В смеси растворителей кетон является осадителем твердых углеводородов, а толуол – растворителем масляной части сырья.

Добавление к ацетону или МЭК ароматического компонента приводит к увеличению растворимости в нем углеводородов парафина. Однако при повышении содержания ароматического растворителя в смеси с кетоном наряду с ростом выхода депарафинированного масла увеличиваются продолжительность фильтрования, ТЭД и температура застывания полученного масла (табл. 4.11).

Таблица