и особливостями молекул вуглеводнів. Внаслідок малоїполяризуемости молекул твердих вуглеводнів індуковані дипольні моментицих сполук невеликі, тому розчинення твердих вуглеводнів в полярних розчинникахвідбувається в основному під дією дисперсійних сил. Розчинність рештикомпонентів масляних фракцій є результатом індукційного іорієнтаційної взаємодій, при: чим дія полярних сил настількивелике, що навіть при низьких температурах ці компоненти залишаються в розчиненомустані. При зниженні температури вплив дисперсійних сил поступовослабшає, у той час як вплив полярних сил посилюється; внаслідок придосить низьких температурах тверді вуглеводні виділяються з розчину ізавдяки наявності довгих парафінових ланцюгів зближуються з утвореннямкристалів.
Розчинник, застосовуваний у процесідепарафінізації, повинен:
при температурі процесу розчинятирідкі та не розчиняти тверді вуглеводні сировини;
забезпечувати мінімальну різницюміж температурами депарафінізації (кінцевого охолодження) і застиганнядепарафінірованного масла і сприяти утворенню великих кристалівтвердих вуглеводнів. Згадана різниця температур називається температурнимефектом депарафінізації (ТЕД);
мати не надто високу і не дуженизьку температуру кипіння, так як висока температура кипіння призводить допідвищення енергетичних витрат і сприяє окисленню вуглеводнів прирегенерації розчинника, низька - викликає необхідність проведення процесупри підвищеному тиску;
мати низьку температуру застигання,щоб не кристалізуватися при температурі депарафінізації і не забиватифільтрувальну тканину;
бути корозійно-неагресивним;
бути доступним, по можливостідешевим і прийнятним з точки зору санітарних норм.
Для депарафінізації запропоновановелике число як полярних, так і неполярних розчинників. Однак тількидеякі з них знайшли промислове застосування (кетони, хлорорганічніз'єднання, зріджений пропан, легка фракція бензину - нафта). В данийчас найбільш поширений процес депарафінізації з використанням полярнихрозчинників - низькомолекулярних кетонів, зокрема метилетилкетону таацетону; іноді застосовують метілізобутілкетон або зріджений пропан.
Процес депарафінізації єнайбільш складним, трудомістким і дорогим у виробництві нафтових масел. Йогоефективність і економічність залежать, зокрема, від швидкості фільтруваннясуспензій; остання в кінцевому підсумку визначається структурою кристалівтвердих вуглеводнів, що утворюються в процесі охолодження сировини зрозчинником, так як від їх розмірів залежать повнота і швидкість відділеннятвердої фази від рідкої.
Кристалізація твердих вуглеводнівпочинається з виділення з пересиченого розчину зародків кристалів. При подальшомуохолодженні розчину кристалізація протікає на вже утворилися центрахкристалізації. Для отримання в процесі кристалізації крупних кристалівнеобхідно, щоб число зародків, що утворюються в початковій стадії охолодження,було невелике, оскільки подальша кристалізація відбувається на цих центрах.При великому числі зародків утворюється дрібнокристалічна структура.
Швидкість виділення твердої фази (вг/с) з розчину на утворилися центрах кристалізації може бути визначенапо рівнянню І. І. Андрєєва:
(1)
де - кількість речовини, викристалізувалося водиницю, часу;
D - коефіцієнт дифузії молекулвуглеводню в насиченому розчині;
б-середня довжина дифузійного шляху; S- Поверхня виділилася твердої фази; х - концентрація пересиченірозчину; х '- розчинність зародків кристалів при даній ступеня їхдисперсності.
Коефіцієнт дифузії D обчислюють зарівнянню Ейнштейна:
(2)
де R - універсальна газовапостійна; N - число Авогадро; Т - абсолютна температура кристалізації; т)-Динамічна в'язкість середовища; г - середній радіус молекули твердоговуглеводню.
При підстановці значення D рівняння(1) набуває вигляду:
(3)
Отже, швидкість виділеннятвердої фази з розчину на утворилися центрах кристалізації залежить відв'язкості середовища, середньої дліми дифузійного шляху, середнього радіусу молекулитвердого вуглеводню і різниці між концентрацією розчину і розчинністювиділилася твердої фази при температурі Т.
3. Принципова схема установкидепарафінізації
Процес депарафінізації із застосуваннямвиборчих розчинників здійснюється безперервно і складається з наступнихстадій: змішання сировини з розчинником; термічної обробки суміші; поступовогоохолодження отриманого розчину сировини до заданої температури, в результатічого з розчину виділяються кристали твердих вуглеводнів; відділення твердоїфази від рідкої; регенерації розчинника з розчинів депарафінірованного маслаі Гача або петролатума.
Депарафініруемое сировину I і розчинник II (рис.) в змішувачі 1 змішують впевному співвідношенні і піддають термообробці в паровому підігрівач 2.Якщо температура сировини, що подається на установку, вище 60 В° С, то термообробкуне проводять. Далі розчин сировини IIIохолоджується спочатку у водяному холодильнику 3, потім в регенеративнихкристалізаторах 4, де хладоагентов служить розчин депарафінірованного масла(Фільтрат) V, і, нарешті, в аміачних кристалізаторах 5, в якиххладоагентов є аміак. Якщо температура кінцевого охолодження розчинусировини нижче - 30 В° С, то в якості хладоагента на останній стадії охолодженнявикористовують етан. Холодна суспензія твердих вуглеводнів в розчині олії IVнадходить через приймач (на схемі не показаний) в фільтри 6 (на деякихустановках - в центрифуги) для відділення твердої фази від рідкої. Осад твердихвуглеводнів на фільтрі промивається холодною розчинником II і надходить у шнекове пристрій,куди також додають деяку кількість розчинника II, що забезпечує можливість переміщення осаду. В результатіфільтрування одержують розчин депарафінірованного масла V, що містить 75-80%розчинника, і розчин твердих вуглеводнів (Гача або петролатума) VI звідносно невеликим вмістом масла. Обидва розчину направляють в секціїрегенерації розчинника 7 і 8.
Отримане після регенераціїрозчинника депарафінірованное масло VII надходить на доочищення, а твердівуглеводні VIII (гач в разі переробки дистиллятного і петролатум -залишкового сировини) - на подальшу переробку для виробництва парафіну іцерезину. Регенерований розчинник повертається на змішання з сировиною,промивку осаду і в невеликій кількості - в шнекове пристрій. В залежностівід фракційного і вуглеводневого складу сировини розчинник можна подавати назмішання з сировиною як одноразово, так і порціями в певні точки походу охолодження сировини.
Принципові схеми холодильноговідділення.
На більшості установок депарафінізаціїі обезмасліванія в якості хладоагента застосовують аміак, а останнім часом -пропан, циркулюючий по замкнутій системі холодильної установки.Принципова схема холодильного відділення з використанням аміаку наведенана рис. Пари аміаку I,виходить з кристалізатора 1 (випарна система), через акумулятор 2надходять у віддільника рідини 3 (попадання рідини в циліндри компресораможе вивести його з ладу), а потім - на I ступінь стиснення двоступінчастогокомпресора 8 і під тиском 0,25-0,3 МПа нагнітаються в проміжний посудину 6,в якому вони доохлаждается за рахунок випаровування рідкого аміаку II, що подається з робочого ресівера 5.З проміжного судини 6 пари аміаку надходять в циліндр високого тискувідповідного компресора, де стискуються до тиску конденсації (1-1,2МПа). Після цього через масловіддільник 7 пари вводяться в вертикальнікожухотрубчасті водяні конденсатори-холодильники 4. Сконденсованої аміакII стікає в робочий ресівер 5, звідкинадходить у змійовик проміжного судини 6, де переохолоджується від 34-36 В° С(Температура конденсації) до 0-5 В° С за рахунок випаровування аміаку, що міститься впосудині. Переохолоджений аміак надходить в акумулятор 2, а потім вкристалізатор 1, де за рахунок його випаровування відбувається охолодження суспензіїтвердих вуглеводнів в розчині олії. Рідкий аміак подається зпроміжного с...
