Очистка масел

Министерство  образования и науки РФ

Нижнекамский  химико-технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего  профессионального образования

«Казанский научно-исследовательский  технологический университет»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

«Очистка масел»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила О.Д. Полусычева

Проверила С.В. Вдовина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижнекамск, 2011

Содержание

 

Введение                                                                                                                   3

1.Химические и другие методы очистки нефтепродуктов

Абсорбционная очистка                                                                                5

Адсорбционная очистка                                                                                7

Очистка серной кислотой                                                                           13

Очистка щелочью                                                                                        17

2.Принцип действия установок очистки масел                                                 19

3.Способы очистки масла                                                                                    21

Заключение                                                                                                            23

Список используемой литературы                                                                      24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Непрерывно повышать качество продуктов, вырабатываемых на нефтеперерабатывающих  заводах, можно только при совершенствовании  аппаратов и оборудования и технологии процессов, в том числе различных  методов очистки. Существующие методы очистки можно разделить на абсорбционные, адсорбционные, гидрогенизационные, химические (с применением различных реагентов) и др.

Для абсорбционной и адсорбционной  очистки, так же как для очистки  селективными растворителями и некоторыми другими реагентами, характерна возможность  использовать их многократно, что более  экономично по сравнению с использованием для тех же целей серной кислоты  и щелочей. Общими для процессов  серно-кислотной, щелочной очистки  и водной промывки являются контактирование  нефтепродуктов с реагентами (или  водой) и разделение образовавшихся фаз отстаиванием. Последнее требует  значительных времени и емкостей (резервуаров для хранения нефтепродуктов). Одновременно образуется большое количество труднореализуемых отходов – кислых гудронов (от очистки серной кислотой) и щелочных отходов (от щелочной очистки), что приводит к большим затратам и потерям нефтепродуктов. При очистке масел селективными растворителями требуется не один, а несколько последовательных процессов, каждый из которых предназначен для удаления определенной группы вредных примесей. Например, при деасфальтизации удаляют смолисто-асфальтеновые соединения, при селективной очистке – смолы и часть полициклических ароматических углеводородов, при депарафинизации – парафины (или церезины); при гидроочистке улучшается цвет масла и т.д.

Светлые нефтепродукты очищают  более простыми способами, так как  вредных примесей в них меньше. Однако если в высокооктановых бензинах содержание ароматических углеводородов  должно быть сравнительно велико и для этого бензины подвергают каталитическому реформингу, то для других нефтепродуктов наличие ароматических углеводородов противопоказано. Например, при сгорании осветительных керосинов они образуют коптящее пламя. Содержание ароматических углеводородов из-за их токсичности должно быть ограничено и в ряде растворителей; поэтому из дистиллятов, предназначенных для приготовления этих продуктов, ароматические углеводороды должны быть удалены до норм, предусмотренных ГОСТом.

В последнее время для  интенсификации и улучшения качества очистки нефтепродуктов широко применяют  электрическое поле постоянного  тока высокого напряжения. Помимо указанных  методов для повышения качества нефтепродуктов широко практикуется добавление к уже очищенным продуктам (топливам, маслам и смазкам) присадок. Так, к некоторым продуктам добавляют ингибиторы (для повышения стабильности), а к бензинам – тетраэтилсвинец (для повышения октанового числа). В целях охраны окружающей среды содержание ТЭС в бензинах ограничивают. С этой же целью лимитируется содержание серы в топливах, особенно котельных.

Абсорбционные и адсорбционные  процессы очистки газообразных и  жидких нефтепродуктов осуществляют на самостоятельных установках или  в виде блоков на других установках.

 

 

 

 

 

 

1.Химические и другие методы очистки нефтепродуктов.

Абсорбционная очистка.

Ей подвергают сухие газы, в которых концентрируется основное количество сероводорода, а также  пары легких фракций и жидкие углеводороды (С₃, С₄ и частично С₅) с относительно небольшим содержанием сернистых соединений. Наиболее часто применяемые в промышленности абсорбенты (сорбенты) – этаноламины, фенолят натрия, трикалийфосфат, алкацид и др.

В последнее время наиболее широко применяются этаноламины, получаемые взаимодействием окиси этилена  и аммиака. Для очистки газов  используют 15-30%-ные водные растворы аминов. Положительная способность  таких растворов возрастает при  снижении температуры, концентрации H₂S в газе, повышении давления и кратности циркуляции. Поглощение H₂S происходит при 25-40 °С с выделением тепла – на 1 кг поглощенного H₂S выделяются примерно 1,25 МДж (270 ккал). С повышением температуры до 106-130 °С образовавшиеся при абсорбции сульфиды разрушаются с выделением газообразного H₂S (десорбция), который передают на установки для получения серы или серной кислоты. Поглощение  H₂S и СО₂ водными растворами МЭА и ДЭА представляет собой типичный случай хемосорбции. При одинаковых условиях коэффициент абсорбции для H₂S в 3-5 раз выше, чем для СО₂. С повышением температуры абсорбция H₂S снижается, а СО₂ (с повышением ее от 25 до 50°С) – возрастает. Чем выше концентрация СО₂ в очищаемом газе, тем ниже коэффициент абсорбции H₂S поглотителем.

При выборе этаноламинов для  процесса надо учитывать некоторые  их свойства. Так, моноэтаноламин (МЭА) при очистке газов, содержащих ненасыщенные углеводороды С₄ и выше, растворяет их, раствор вспенивается и осмоляется. Вспенивание МЭА ухудшает работу тарелок в абсорбере. Меньшая растворимость тяжелых углеводородов в диэтаноламине (ДЭА) и более высокая температура его кипения уменьшает вероятность вспенивания раствора и позволяет вести процесс в тарелочных абсорберах с высокой скоростью по газу. Этим объясняется более широкое применение ДЭА по сравнению с МЭА. Триэтаноламин предпочтительнее использовать в случаях, когда требуется удалить H₂S, не затрагивая СО₂.

В зависимости от состава  очищаемого газа и технологического режима расход моноэтаноламина составляет от 80 до 85 г/1000 м³ газа при степени очистки сухих газов 99% и жирных 97%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Адсорбционная очистка.

Адсорбционную очистку газов  и жидкостей осуществляют на различных  адсорбентах (силикагеле, отбеливающих глинах, аморфных и кристаллических  алюмосиликатах – цеолитах, активированном угле и др.

В основном адсорбционную  очистку применяют для газов, используемых в дальнейшем для химического  синтеза.

Различные микропримеси (H₂S, СО₂, H₂О и др.) адсорбируются в порах адсорбента. В ряде случаев адсорбенты применяют для осушки (удаления микропримесей воды) различных продуктов, наличие воды в которых можно осложнить производство или применение нефтепродуктов. При адсорбционной очистке используют свойства адсорбентов содействовать полимеризации и конденсации непредельных углеводородов, содержащихся в очищаемом продукте, а также адсорбировать из них ряд углеводородов и соединений. При этом наибольшей адсорбируемостью обладают смолисто-асфальтеновые вещества, затем идут ароматические, нафтеновые и парафиновые углеводороды. Непредельные углеводороды, особенно диолефины, интенсивнее адсорбируются на аморфных алюмосиликатах, чем другие углеводороды и даже смолы; при этом происходит их полимеризация. На кристаллических алюмосиликатах (цеолитах) хорошо адсорбируются парафиновые углеводороды. Это свойство цеолитов используют для повышения октанового числа бензинов (после удаления н-парафинов), получения н-парафинов при депарафинизации дистиллятов.

На некоторых предприятиях применяют доочистку масел отбеливающими  глинами. Большая часть глин в  натуральном виде не обладает отбеливающими  свойствами. Для некоторых из них, например гумбрина, после активации (обработке при 90-95°С серной или соляной кислотами с последующей промывкой водой и сушкой) в 2-4 раза повышаются адсорбционные свойства. При контактной доочистке отбеливающими глинами выход готовых продуктов составляет 97-98% от дистиллятного и 95-96% от остаточного масла. Содержание масла в отработанной отбеливающей глине достигает 30% (расход глин при очистке масел от 3 до 20%). Часть этого масла (менее ценного) можно регенерировать, обрабатывая глину растворителем.

Циркуляционную очистку (пропускание через слой адсорбента после предварительной обработки продукта кислотой) применяли и в некоторых случаях продолжают применять при очистке специальных масел, вазелинов, парафинов церезинов. Более перспективна (при улучшении технико-экономических показателей) непрерывная очистка нефтепродуктов адсорбентами. Посредствам этого процесса можно не только доочищать, но и очищать продукты с получением высококачественных рафинатов (взамен селективной очистки). По данным ВНИИ НП, при адсорбционной очистке деасфальтизата (на алюмосиликате с частицами размером 0,25-0,50 мм) можно получить остаточное масло с индексом вязкости 90, а при очистке автолового дистиллята – 80; это видно из следующих данных:

     

Этот процесс, разработанный  ВНИИ НП, осуществляется в четырех  основных блоках: адсорбции и десорбции (состоит из двух объединенных аппаратов, снабженных распределительными, замачивающими  и сборными устройствами); отпаривания  растворителя из пульпы засмоленного адсорбента (выводимого из десорбера  с сепарационными, пылеувлажняющими и теплообменными устройствами); отпаривания  растворителя и охлаждения адсорбентов (с применением теплоутилизационных  устройств); регенерации растворителя.

Перколяционная  очистка.

(от  лат. percolatio-процеживание, фильтрация), один из видов адсорбционной  очистки жидких или газообразных  продуктов путем фильтрации (процеживания) их через слой адсорбента-поглотителя.  Позволяет удалять нежелательные  компоненты из нефтепродуктов (т.  е. очищать и осушать их) или  разделять сложные смеси орг.  соединений.

В основе перколяционной очистки лежит физическая адсорбция - концентрирование вещества (адсорбата) из объема жидкой или газообразной фазы на поверхности или в объеме микропор твердого пористого адсорбента. Адсорбируемость компонентов смеси зависит от их химического состава и строения. В технике в качестве адсорбентов используют различные пористые тела с сильно развитой внутреней поверхностью - синтетические силикагели и алюмосиликагели, отбеливающие земли, природные и синтетические цеолиты, оксид алюминия и др. Адсорбционные процессы могут осуществляться периодически со стационарным слоем адсорбента, который периодически регенерируется, или непрерывно с движущимся или псевдоожиженным (суспендированным) слоем адсорбента, который непрерывно регенерируется непосредственно в системе.

Перколяционную очистку проводят в перколяторе - аппарате периодического действия. Он представляет собой полый вертикальный цилиндр, внизу которого расположена опорная перфорированная тарелка-сито и люк для выгрузки адсорбента. Размеры отверстий различны и зависят от требуемой производительности. Процесс перколяционной очистки включает следующие операции: ввод в аппарат адсорбента; наполнение аппарата очищаемым продуктом (обычно маслом); фильтрацию; промывку адсорбента растворителем; продувку аппарата паром; выгрузку адсорбента (для регенерации в отдельном аппарате или при смене адсорбента); регенерацию последнего. Фильтрацию проводят при температурах от 40 до 170 ⁰C, регенерацию – при 500-650 ⁰C.

Проходя через слой адсорбента, продукт (иногда в виде раствора в подходящем растворителе) осветляется; причем первые порции фильтрата, выходящего из перколятора, бесцветны, а последующие окрашены смолистыми веществами и содержат различные примеси. Фильтрация через слой адсорбента завершается при достижении заданного предельного значения показателя качества продукта (его цвета, коксуемости).

Адсорбент сравнительно быстро насыщается сорбируемыми компонентами, что требует  его регенерации. Для этого проводят десорбцию с применением специальных веществ (десорбентов), способных вытеснить из пор насыщенного отработанного адсорбента поглощенные им компоненты. Десорбентами служат обычно растворители, обладающие большей адсорбируемостью. Затем адсорбент сушат и охлаждают; периодически его обжигают в печи.

Иногда  на объектах небольшой производительности перколяторы соединяют последовательно в батареи (из двух или более аппаратов), что позволяет непрерывно получать целевой продукт.

Перколяционная очистка (в основном отбеливающими землями) наиболее широко применяется для доочистки масел, парафинов и других нефтепродуктов от таких нежелательных компонентов, как соли нафтеновых кислот и сульфокислот, избирательные растворители, смолы. Для более радикальных изменений качества масел и глубокой деароматизации углеводородных жидкостей перколяционная очистка малоэффективна.

Периодическая перколяционная очистка имеет ряд недостатков: установки громоздки, операции загрузки, выгрузки и регенерации адсорбента трудоемки, в системах находятся значительные количества продукта, адсорбента и растворителя. Кроме того, в случае вязких углеводородных жидкостей фильтрацию необходимо проводить при повышенных температурах, что отрицательно сказывается на качестве целевого продукта.

Этих недостатков лишены непрерывные  процессы очистки нефтепродуктов путем  их фильтрации через слой движущегося  адсорбента. Так, модификацией перколяционной очистки является так называемая непрерывная перколяционная доочистка легких и тяжелых масел (после их обработки избирательными растворителями и депарафинизации), которая включает стадии обработки масла адсорбентом, регенерации адсорбента, регенерации расвторителя-десорбента. Адсорбентами могут служить, в частности, отбеливающие глины и бокситы с тонкостью помола 0,2-0,5 мм.

Различные модификации непрерывных процессов адсорбционной очистки нефтепродуктов позволяют широко варьировать режимы и условия обработки разнообразных видов сырья (даже высоковязких веществ), более эффективно использовать избирательность адсорбентов, достигать высоких выходов целевых продуктов хорошего качества со стабильными эксплуатационными характеристиками, исключить применение токсичных селективных растворителей и серной кислоты (олеума), создать экологически чистые и экономичные производстза ассортимента товарных масел, деароматизированных углеводородных жидкостей, светлых дезодорированных стабильных парафинов, дисперсионных сред и других продуктов.