Зміст
1. Призначення процесів депарафінізації нафтової сировини
2. Фізико-хімічні основи процесу
3. Принципова схема установки депарафінізації
4. Принципова технологічна схема установкидепарафінізації в розчині пропану
5. Перевага і недолік методу
Список використаних джерел
1. Призначення процесів депарафінізації нафтовогосировини
Однією з основних вимог донафтопродуктам є їх рухливість при низьких температурах. Втратарухливості палив і масел пояснюється здатністю твердих вуглеводнів (парафініві церезинов) при зниженні температури кристалізуватися з розчинів нафтовихфракцій, утворюючи структуровану систему, що зв'язує рідку фазу. Дляодержання нафтових масел з низькою температурою застигання в технологію їхвиробництва включений процес депарафінізації, мета якого видалення твердихвуглеводнів. У той же час тверді вуглеводні, небажані в оліях тапаливах, є цінною сировиною для виробництва парафінів, церезинов іпродуктів на їх основі, що знаходять широке застосування.
Тверді вуглеводні нафтовихфракцій, так само як і рідкі, являють собою складну суміш парафіновихвуглеводнів нормальної будови різної молекулярної маси; ізопарафінових,розрізняються за кількістю атомів вуглецю в молекулі, ступеня розгалуженості іположенню заступників; нафтенових, ароматичних і нафтеноароматіческіх зрізним числом кілець і довгими бічними ланцюгами як нормального, так іізостроенія. Температура плавлення твердих вуглеводнів залежить від структуриїх молекул, що видно на прикладі трьох типів вуглеводнів з однаковим числоматомів вуглецю в молекулі (рис. 1), але з різними структурою і становищемзаступника. Так, найбільш різко температура плавлення вуглеводнів знижуєтьсяпри переміщенні заступника: від першого атома вуглецю в ланцюзі н-алкана довторому. При подальшому переміщенні заступника до центру молекули температураплавлення продовжує знижуватися, причому насичені заступники (див. криві 2 і3) чинять сильніший вплив на зниження температури плавленнявуглеводню, ніж фенільного радикали.
Хімічний склад твердихвуглеводнів залежить від температурних меж википання фракції. Внизькокиплячих масляних фракціях нафти містяться в основному тверді парафіновівуглеводні нормальної будови. З підвищенням меж википання змістн-алканів знижується, а концентрація з парафінових і циклічних вуглеводнів,особливо нафтенових, зростає. Основним компонентом твердих вуглеводнів(Церезинов), що концентруються в залишку від перегонки мазуту, єнафтенові вуглеводні з бічними ланцюгами переважно ізостроенія; вменшій кількості в них містяться парафінові і ароматичні вуглеводні здовгими алкільних ланцюгами. З підвищенням температур википання фракції зростаєзагальний вміст твердих вуглеводнів та підвищується їх температура плавлення.
Рис. 1. Залежність температуриплавлення монозамещенних н-алканів від положення і структури заступника: 1-фенілейкозани(З 26 Н 46 ); 2-ціклогексілейкозани (С 26 Н 52 );3-бутілдокозани (С 26 Н 54 )
Сутність процесу депарафінізаціїполягає у відділенні твердих вуглеводнів від рідкої фази, у зв'язку з чимважливу роль відіграє їх кристалічна структура, тобто форма і розміркристалів, які значною мірою зумовлюють швидкість і чіткістьподілу фаз. Так як тверді вуглеводні нафти є багатокомпонентноюсумішшю, велике значення має кристалічна структура не тількивуглеводнів окремих гомологічних рядів, але і їх сумішей. Структуракристалів парафінових, нафтенових і ароматичних вуглеводнів, близьких затемператур плавлення, досліджена за допомогою електронної мікроскопії(Збільшення у 13 000 разів). Результати дослідження (рис. 2) показали, щовуглеводні всіх рядів при кристалізації з неполярних розчинників, в томучислі і з нафтових фракцій, утворюють кристали орторомбічної форми,складаються з паралельних ромбічних площин, тобто кожна нова площина(Шар) формується на раніше утвореної. Кристали твердих вуглеводнів,належать до різних гомологічного рядам, розрізняються за розмірами і кількістюромбічних площин (шаруватості). Найбільш великі і шаруваті кристалимають парафінові вуглеводні (див. рис. 2, а, б). Нафтенові і особливоароматичні вуглеводні характеризуються меншим розміром кристалів іменшим числом ромбічних площин (див. рис. 47, в - д.).
Тверді вуглеводні нафти відносятьсяв основному до ізоморфним речовинам, які здатні при спільнійкристалізації утворювати змішані кристали через наявність бічних ланцюгівнормальної будови в молекулах циклічних вуглеводнів.
При зниженні температури в першучергу виділяються кристали найбільш високоплавкие вуглеводнів, накристалічній решітці яких послідовно кристалізуються вуглеводні зменшими температурами плавлення. На рис 2 м. показані кристали (збільшення в400 раз), отримані спільної кристалізації н-алканів С 24 і С 36 ,різко розрізняються по температурі плавлення, з розчину в ацетоні. На рис. 3бдана структура кристалів н-алкана З 36 після відмивання ацетоном.Аналіз змитих кристалів показав, що вони належать вуглеводню С 24 ,виділено на кристалах більш високоплавкие вуглеводню.
При спільній кристалізації звуглеводневих середовищ форма кристалів залишається орторомбічної, а їх розмірзалежить від змісту циклічних вуглеводнів в суміші з парафіном, і чимбільше концентрація таких вуглеводнів в суміші, тим менше розмір кристалів.При кристалізації з розчинів в полярних розчинниках тільки парафіновівуглеводні утворюють кристали правильної орторомбічної форми. Кристалитвердих циклічних вуглеводнів мають форму ромба, але з усіченими гостримикутами ромбічних площин. Таку ж форму мають і змішані кристалипарафінових і циклічних вуглеводнів (рис. 4, г, д.), причому чим більше всуміші нафтенових і особливо ароматичних вуглеводнів, тим менше розміркристалів і більше їх усічення. Кристалічна структура твердихвуглеводнів змінюється в присутності смолистих речовин. В залежності відхарактеру смол або утворюються крупні кристали неправильної форми (спільнакристалізація), або відбувається агломерація кристалів при збереженні їхорторомбічної структури (адсорбція смол на кристалах).
депарафінізації нафтопродуктів можездійснюватися кількома методами: кристалізацією твердих вуглеводнів приохолодженні сировини; кристалізацією твердих вуглеводнів при охолодженні розчинусировини у виборчих розчинниках; комплексоутворення з карбамідом;каталітичним перетворенням твердих вуглеводнів в нізкозастивающіе продукти;адсорбційним розділенням сировини на високо-і низько застигають компоненти; біологічнимвпливом. Найбільш широке промислове застосування отримали методидепарафінізації з використанням виборчих розчинників; рідше використовуютьпроцес карбамідної депарафінізації, головним чином для зниження температуризастигання дистилятів дизельних палив.
2. Фізико-хімічні основи процесу
Цей процес заснований на різнійрозчинності твердих і рідких вуглеводнів в деяких розчинниках принизьких температурах і може застосовуватися для олійної сировини будь-якого фракційногоскладу. Тверді вуглеводні масляних фракцій обмежено розчиняються вполярних і неполярних розчинниках. Як було зазначено, розчинність такихвуглеводнів підпорядковується загальній теорії розчинності твердих речовин врідинах і характеризується такими положеннями: розчинність твердихвуглеводнів зменшується із збільшенням щільності і температур википанняфракції; для фракцій, що википають в одному і тому ж температурному інтервалі,розчинність твердих вуглеводнів одного гомологічного ряду зменшується ззбільшенням їхньої молекулярної маси; розчинність твердих вуглеводнівзбільшується з підвищенням температури.
Розчинність вуглеводнів вполярних розчинниках залежить від здатності їх молекул поляризуватися, щопов'язане зі структурним...
