ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Технология процессов депарафинизации рафинатов кристаллизациейНазначение процессов депарафинизации - удаление из рафинатов высокоплавких парафиновых углеводородов с целью получения масел с низкими температурами застывания. Различают процессы: - обычной депарафинизации с получением масел с темпера - глубокой депарафинизации с получением масел с температу Целевым продуктом депарафинизации являются депарафи-низаты -депарафинированные дистиллятные и остаточные масла, свойства которых представлены в табл. 6.11. В качестве побочных продуктов получают: гачи из дистиллят-ного и петролатумы из остаточного сырья, направляемые на обез-масливание с получением соответственно парафинов и церезинов, широко применяемых в различных областях промышленности (в бумажной, текстильной, полиграфической, кожевенной, спичечной, лакокрасочной, пищевой промышленностях; в медицине для изготовления свечей, вазелинов, восковых композиций, консистентных смазок; в химической промышленности для получения жирных кислот и спиртов, моющих средств, а-олефинов и др.). Процесс представляет собой одну из разновидностей процесса экстракции - экстрактивную кристаллизацию и основан на разной растворимости углеводородных компонентов масел в некоторых растворителях при низких температурах. Таблица 6.11 Свойства продуктов депарафинизации
Для процессов депарафинизации масел и обезмасливания гачей и петролатумов экстрактивной кристаллизацией предложены и испытаны сотни полярных и неполярных растворителей и их смеси. Однако только некоторые из них нашли применение в промышленных условиях. Наибольшее распространение в современных производствах масел получили кетон-ароматические углеводороды: смеси метилэтилкетона (МЭК) или ацетона с толуолом (см. табл. 6.1). За рубежом все более широкое распространение получает смесь МЭК с метилизобутилкетоном. В качестве хладоагентов на установках депарафинизации применяются пропан или аммиак, использование которых позволяет получать масла с температурой застывания до -20°С. На установках глубокой депарафинизации при производстве масел с температурой застывания -30°С и ниже в дополнение к охлаждению аммиаком или пропаном применяется охлаждение этаном или этиленом. 6.5.1. Основные закономерности застывания и кристаллизации углеводородных компонентов сырья депарафинизации После деасфальтизации и селективной очистки в дистиллятных и остаточных рафинатах остаются все типы высокомолекулярных углеводородов, за исключением асфальтенов, смол и полициклических ароматических углеводородов с короткой алкильной цепью, являющихся, с одной стороны, коксогенными, и с другой - низкоиндексными компонентами масляного сырья. Углеводородные компоненты, входящие в состав сырья депа-рафинизации, по характеру их застывания можно подразделить на следующие две основные группы: - низкозастываюшие компоненты, не способные кристаллизо - кристаллизующиеся компоненты, затвердевающие при охлаж Вязкостное застывание масел вызывается компонентами, вяз -кость которых при охлаждении повышается до значительной величины (2х105-ь6х105 сСт) вследствие либо высокого уровня их вязкости вообще, либо крутой вязкостно-температурной кривой, то есть низкого индекса вязкости. Для низкоиндексных масел вязкость, соответствующая вязкостному застыванию, будет наступать при более высоких температурах, чем для высокоиндексных масел. Установлено, что наихудшими индексами вязкости обладают подлежащие удалению из масел высокомолекулярные смолисто-асфальтено-вые вещества и полициклические ароматические углеводороды с короткими боковыми цепями. Наилучшей вязкостно-температурной зависимостью обладают углеводороды, имеющие длинную алифатическую цепь, в частности алкилароматические и алкилнафтено-вые углеводороды. Структурное застывание нефтепродуктов, в частности масел, вызывается образованием в них при охлаждении твердой фазы, частицы которой при достижении определенной концентрации связываются между собой и образуют кристаллическую структуру, иммобилизующую всю массу продукта. К таковым кристаллизующимся компонентам сырья депарафинизации относятся твердые компоненты, обычно именуемые «твердыми парафинами» или «церезинами». Следует однако иметь в виду, что под термином «парафины» в данном случае подразумеваются не только углеводороды ряда алканов, но и твердые кристаллические нафтеновые и ароматические углеводороды. Общим для них является их способность выделяться в тех или иных кристаллических формах из раствора в нефтепродуктах при охлаждении. Следовательно, разные формы застывания (вязкостное и структурное) масел обусловливаются различными причинами и разными их компонентами. Вследствие различной природы потери подвижности требуются различные методы (способы) обработки для понижения температуры застывания нефтепродуктов. Так, температура застывания продуктов, имеющих вязкостную форму застывания, может быть понижена путем удаления перечисленных выше низкоиндексных компонентов. При структурном застывании нефтепродуктов температуру их застывания можно понижать удалением именно кристаллизующихся компонентов или ограничением их способности вызывать застывание вводом присадок - депрессаторов. Следует отметить, что деп-рессаторы могут понижать температуру застывания не всех нефтепродуктов, а только тех из них, которые имеют структурное застывание, вызываемое выкристаллизовыванием парафинов. Температуру же вязкостного застывания нефтепродуктов депрессаторы изменить не могут. Поэтому нефтяные масла, которые подвергались достаточно глубокой депарафинизации, оказываются неприемистыми к депрессаторам. На недепарафинированные нефтепродукты, не содержащие низкоиндексных компонентов, депрессаторы действуют весьма эффективно, и температура их застывания может быть понижена на 40 °С и более. По современным представлениям наиболее вероятен следующий механизм действия депрессаторов. Процесс кристаллизации начинается с выделения из пересыщенного раствора мельчайших частиц кристаллизующегося компонента - зародышей кристаллов. Они способны расти, причем рост кристаллов происходит преимущественно на острых углах первоначальных зародышей. При достижении достаточной концентрации кристаллов происходит их сращивание с образованием кристаллической сетки, ячейки которой иммобилизуют оставшуюся незастывшей жидкость. Депрессаторы, являясь поверхностно-активными веществами по отношению к парафинам, оказывают тормозящее действие на образование новых кристаллических зародышей. В результате образуются компактные кристаллические структуры, не соединенные друг с другом в единую кристаллическую сетку и не способные иммобилизовать всю массу раствора, что сказывается в виде пониже- ния температуры застывания нефтепродукта (но не температуры помутнения). Некристаллизуюшиеся компоненты масел. Общей и характерной особенностью некристаллизующихся компонентов сырья для депарафинизации является их способность сохранять жидкое состояние до низких температур, отвечающих эксплуатационным требованиям к маслам, и терять свою подвижность вследствие вязкостного застывания. При процессах депарафинизации некристаллизую-щиеся компоненты сырья остаются в депарафинизате и образуют его основную составную часть. Температура вязкостного застывания некристаллизующихся компонентов масел является пределом, до которого можно снизить температуру их застывания путем депарафинизации. Она обусловливает, следовательно, и предельную глубину депарафинизации масел. Основой низкозастывающих компонентов нефтяных масел являются алкилнафтеновые и алкилнафтеноароматические углеводороды. Кристаллизующиеся компоненты масел. Основной их характерной особенностью является способность их переходить в твердое состояние с образованием кристаллической фазы. Индивидуальные представители этих компонентов в чистом виде переходят из жидкого состояния в твердое и обратно при строго определенной температуре, являющейся физической константой данного углеводорода и именуемой температурой плавления или температурой кристаллизации. На основании многочисленных исследований химической природы кристаллизующихся углеводородов, входящих в состав как ди-стиллятных, так и остаточных фракций нефти, можно выделить следующие закономерности: 1. Углеводороды симметричной малоразветвленной структуры более склонны к кристаллизации, чем углеводороды других структур. Внесение асимметрии и разветвленности в молекулу углеводорода снижает его способность кристаллизоваться. 2. Среди углеводородов нефти с одинаковой молекулярной массой наиболее высокими температурами плавления обладают алка-ны нормального строения. 3. Алканы нормального строения, содержащиеся в нефтепродуктах, относятся без исключения к кристаллизующимся компонентам (табл. 6.12). Таблица 6.12 Основные свойства н-алканов
4. С повышением температуры кипения и молекулярной массы масляных фракций относительное содержание д-алканов, находящихся в данной фракции твердых углеводородов, уменьшается при возрастании содержания углеводородов изостроения и циклических структур, при этом возрастает одновременно и цикличность, то есть среднее число колец, приходящееся на одну молекулу алкилнафте- ноароматических углеводородов (табл. 6.13). Таблица 6.13 Групповой химический состав твердых углеводородов дистиллятов и остатков нефтей, % масс.
Вышеизложенное поясняет, почему в технических парафинах, вырабатываемых из более высококипящих фракций нефти, содержится большее количество твердых изоалканов и алкилнафтенов, чем в парафинах из более легких масляных фракций нефти. Кристаллическая структура твердых углеводородов имеет весьма важное значение в процессах депарафинизации и обезмаслива-ния, поскольку форма и размеры кристаллов преимущественно предопределяют скорость и полноту разделения фаз и, следовательно, производительность фильтровальных аппаратов. Исследования с применением электронных микроскопов показали, что индивидуальные парафины при кристаллизации могут образовать две модификации (аллотропические формы) кристаллических структур: крупнокристаллическую волокнистую и пластинчатую (чешуйчатую).,, Установлено, что углеводороды всех гомологических рядов при кристаллизации из неполярных растворителей, в том числе и из нефтяных фракций, образуют кристаллы орторомбической формы, состоящие из параллельных ромбических плоскостей. Кристаллы твердых углеводородов, образованных из разных гомологических рядов, различаются по размерам и числу ромбических плоскостей. Наиболее крупные и волокнистые кристаллы имеют парафиновые углеводороды. Нафтеновые и нафтеноароматические углеводороды характеризуются меньшим размером и меньшим числом ромбических плоскостей. Поскольку масляное сырье представляет собой многокомпонентную смесь кристаллизующихся углеводородов, растворенных в низкозастывающихся компонентах, при депарафинизации в основном будет иметь место совместная, то есть многокомпонентная кристаллизация с образованием различных более сложных смешанных форм кристаллических структур. При совместной кристаллизации из углеводородных сред в первую очередь выделяются кристаллы наиболее высокоплавких углеводородов, на кристаллической решетке которых последовательно кристаллизуются углеводороды с более низкими температурами плавления. При этом форма кристаллов остается ромбической, а их размер зависит от молекулярной массы и химической природы кристаллизующихся углеводородов. Так, с повышением молекулярной массы и температуры кипения н-алканов кристаллическая структура их становится все более мелкой. Обусловливается это тем, что с повышением молекулярной массы уменьшается подвижность молекул парафина. Это затрудняет их диффузию к ранее возникшим центрам кристаллизации и вызывает образование новых дополнительных кристаллических зародышей малых размеров. В этой связи исключительно важно обеспечить более четкое фракционирование масляных дистиллятов на стадии вакуумной перегонки, поскольку попадание высококипящих фракций в дистиллят даже в небольших количествах резко ухудшает, то есть измельчает кристаллическую структуру сырья, что приводит затем к значительному снижению производительности и ухудшению качественных показателей работы депарафинизационных установок. 6.5.2. Влияние оперативных параметров на эффективность процессов депарафинизации Природа, состав и кратность растворителя к сырью. Растворители в процессах депарафинизации выполняют следующие две функции: 1) снижение вязкости обрабатываемого сырья для облегчения последующего отделения выкристаллизовавшегося парафина от депа-рафинизируемого масла. Чтобы выполнить эту функцию, сам растворитель должен иметь достаточно низкую вязкость в широком интервале температур вплоть до температур кристаллизации; 2) функции избирательного растворителя. Они должны при температурах депарафинизации хорошо и полностью растворять низ-козастывающие масляные углеводороды и не растворять при этом кристаллизующиеся компоненты сырья (см. § 6.1). В неполярных растворителях, ранее применявшихся для депарафинизации (сжиженном пропане, бутане и гептане), твердые углеводороды при температурах плавления растворяются неограниченно, причем их растворимость изменяется экстремально с ростом молекулярной массы растворителя (рис. 6.11).
Высокая растворимость твердых парафинов в неполярных растворителях требует для их выделения глубокого охлаждения. Этим объясняется высокий температурный градиент депарафинизации (ТГД) при депарафинизации в растворах сжижженного пропана и легкого бензина (15-25°С), что делает процесс неэкономичным из-за больших затрат на охлаждение раствора. Неполярные растворители имеют еще ряд следующих недостатков: малая избирательность, приводящая к высокому содержанию масла в твердой фазе, необходимость малых скоростей охлаждения раствора и, как следствие, снижение производительности установок; в случае применения сжиженных углеводородов -необходимость повышенного давления в аппаратах депарафинизации.
В полярных растворителях твердые углеводороды растворяются только при повышенных температурах. Однако многие из полярных растворителей при низких температурах плохо растворяют вязкозас-тывающие компоненты масляных фракций, что приводит к их выделению из раствора вместе с твердыми компонентами сырья. В связи с этим большая часть растворителей, применяемых при депарафини-зации и обезмасливании, представляет собой смеси полярных и неполярных растворителей, в которых первый является осадителем твердых парафинов, а второй - растворителем вязкостно-зас-. 80 тывающих компонентов масляного сырья. Наибольшее распространение в производствах масел получили смеси низкомолекулярных кетонов (ацетон, метилэтилкетон) с бензолом и толуолом, а в последнее время - только с толуолом - менее токсичным по сравнению с бензолом. Метилэтилкетон (МЭК), по сравнению с ацетоном, обладает лучшей растворяющей способностью по отношению к масляным компонентам и потому требует меньших количеств добавки толуола. При прочих равных условиях выход депарафинизата с применением МЭК в качестве оса-дителя больше, чем с ацетоном, а ТГД и содержание масла в твердой фазе меньше (рис. 6.12). Это обусловливается тем, что с ростом молекулярной массы кетонов повышается роль дисперсионных сил, а следовательно, и растворяющая их способ- Таблица 6.14 Влияние состава растворителя на показатели депарафинизации дистиллятного рафината 350-420°С
ность. При увеличении содержания ароматического растворителя в смеси с кетонами увеличиваются продолжительность фильтрования (то есть работы фильтров без забивки), ТГД и выход депарафинизата, но повышается температура его застывания (табл. 6.14). На практике содержание ацетона или МЭК в смеси с толуолом составляет соответственно 25- 40 и 40-60 %. На зарубежных НПЗ в последние годы широко применяют в качестве растворителей и процессов депарафинизации кетоны большей молекулярной массы, такие, как метилизобутилкетон, метил-пропилкетон, метилизопропилкетон и др. Эти кетоны, по сравнению с ацетоном и МЭК, обладают повышенной растворяющей способностью при лучшей избирательности и применяются без добавления бензола или толуола. Важным их достоинством является низкий (практически нулевой) ТГД, большая относительная скорость фильтрования и больший выход депарафинизата (табл. 6.15). К недостаткам этих кетонов следует отнести их дефицитность в нашей стране и дороговизну. Более высокомолекулярные кетоны (с числом углеродных атомов более 6) характеризуются высокой вязкостью при низких температурах и более высокой температурой кипения и поэтому не используются в процессах депарафинизации и обезмасливания. Таблица 6.15 Результаты депарафинизации туймазинских рафинатов в растворе кетонов
* Кратность растворителя (масс): на разбавление сырья - 3: 1, на промывку -1:1. "Скорость фильтрования и выход депарафинированного масла в опытах с метилэтилкетоном приняты за 100 %. ***Кратность растворителя (масс.): на разбавление сырья - 4:1, на промывку-1:1. Разбавление сырья депарафинизации маловязким растворителем не только вызывает снижение вязкости кристаллизуемого раствора, но и положительно влияет на микроструктуру выделяющегося парафина. Кристаллические образования, возникающие из маловязкого раствора, имеют более крупные и четкие формы. При малой кратности растворителя к сырью вязкость раствора снижается недостаточно, что ведет к образованию дополнительных центров кристаллизации и, следовательно, образованию мелких труд-нофильтруемых кристаллов. С другой стороны, чрезмерное разбавление сырья растворителем снижает концентрацию твердых углеводородов в растворе. В результате этого средняя длина диффузионного пути кристаллизующихся молекул увеличивается настолько, что даже при медленном охлаждении они не успевают достигнуть поверхности первичных зародышей, что вызывает возникновение большого количества мелкодисперсных кристаллов парафинов. Оп- тимальная величина кратности растворителя зависит от фракционного и химического состава сырья, его вязкости, химической природы растворителя и требований к качеству депарафинизатов. При этом следует учесть то обстоятельство, что с увеличением кратности растворителя повышаются эксплуатационные затраты. Очевидно, что с повышением вязкости сырья и глубины депарафинизации требуемая кратность растворителя будет возрастать. Качество сырья. По влиянию качества сырья на эффективность процессов депарафинизации установлены следующие закономерности: 1. Чем выше температура кипения и вязкость сырья, тем меньше полнота выделения твердых парафинов, ниже скорость фильтрации и выше температура застывания депарафинизата. Поэтому процесс депарафинизации остаточных рафинатов характеризуется меньшими скоростями фильтрации и более низкой производительностью установок. 2. Чем выше вязкость сырья и содержание в нем кристаллизующихся компонентов, тем требуется большая кратность растворителя. 3. Чем уже фракционный состав сырья, тем выше скорость фильтрации, выход депарафинизата и меньше содержание масла в гаче. Скорость охлаждения раствора сырья является одним из важных параметров процессов депарафинизации и обезмасливания, который обусловливает микроструктуру кристаллов парафинов. При высокой скорости охлаждения образуются мелкие кристаллы, снижающие скорость фильтрования и выход депарафинизата. Кроме того, при этом повышается содержание масла в гаче или петролатуме. При снижении скорости охлаждения раствора образуются агрегаты кристаллов, разделенные жидкой фазой и свободно перемещающиеся в дисперсионной среде. Это позволяет проводить процесс депарафинизации с высокой скоростью фильтрования. Выбор оптимальной скорости охлаждения определяется фракционным составом сырья, природой и кратностью растворителя. Обычно чем выше температура выкипания масляной фракции, тем меньше скорость охлаждения раствора. При прочих равных условиях последняя для дистил-лятного сырья выше, чем для остаточного. Практикой эксплуатации установок депарафинизации установлено, что скорость охлаждения наиболее важна на начальной стадии охлаждения, то есть в момент образования первичных центров кристаллизации. При температурах конечного охлаждения, когда основная масса парафинов выкристаллизовалась из раствора, скорость охлаждения может быть повышена. На полноту и четкость отделения кристаллов парафинов от дисперсионной среды влияет также предварительная термическая обработка раствора до температуры, на 10-15°С превышающей температуру полной растворимости мельчайших частиц парафинов в масле, которые могут стать первичными центрами кристаллизации с образованием мелких кристаллов твердых углеводородов. Порционная подача растворителя является эффективным способом создания благоприятных гидродинамических условий для роста кристаллов парафинов путем регулирования вязкости и концентрации фаз дисперсной системы в процессах депарафинизации и обез-масливания. При порционной подаче растворителя создаются условия для раздельной кристаллизации высоко- и низкоплавких парафинов. При первом разбавлении сырья часть растворителя подается в количестве, достаточном для образования первичных наиболее крупных кристаллов из высокоплавких парафинов нормального строения. При дальнейшем охлаждении раствора с подачей следующей порции растворителя осуществляется кристаллизация на первичных кристаллах более низкоплавких компонентов, в состав которых могут входить низкомолекулярные н-алканы, изоалканы и циклические углеводороды. Такой способ подачи растворителя позволяет не только повысить скорость фильтрования и выход депарафинизата, но и проводить процесс с большей скоростью охлаждения. Порционная подача растворителя особенно эффективна при депарафинизации и обезмасливании дистиллятного сырья широкого фракционного состава. При депарафинизации рафинатов узкого фракционного состава этот способ менее эффективен из-за большей однородности состава кристаллизующихся парафинов. Температура конечного охлаждения (фильтрования) должна быть ниже заданной температуры застывания депарафинизата на величину, равную ТГД (5 - 10°С) для кетонсодержащих растворителей. 6.5.3. Принципиальная технологическая схема установки двухступенчатой депарафинизации в растворе кетон-толуол Установки депарафинизации рафинатов и обезмасливания га-чей и петролатумов являются наиболее сложными, многостадийными, трудоемкими и дорогостоящими в производстве нефтяных масел. Они состоят из следующих основных отделений: кристаллиза- ции и фильтрования (рис. 6.13), регенерации растворителя из раствора депарафиниза-та и растворов гача или петрола-тума (рис. 6.14), а также холодильного отделения. На первой ступени установок депара-финизации с двухступенчатым фильтрованием получают депарафинизат, а на второй ступени дополнительно извлекают масло из гача или петрола- ,.„ ~ тума. Рис. 6.13. Технологическая схема отде- _ лений кристаллизации и фильтрации уста- рафимат новки двухступенчатой депарафинизации сталлизации------ И фильтрования. Сы-рье -рафинат-насосом Н-1 через пароподогреватель Т-10 и водяной холодильник Т-23 подается в регенеративные кристаллизаторы КР-1-КР-6, где охлаждается фильтратом, полученным в I ступени фильтрации. Сырье разбавляется влажным и охлажденным сухим растворителями на выходе из КР-1, КР-3 и КР-5, иногда и КР-7. Растворители подаются соответственно насосами Н-2 и Н-11* из емкостей влажного Е-ба и сухого Е-6 растворителей. Из регенеративных кристаллизаторов раствор сырья далее поступает через аммиачные кристаллизаторы КР-7 -КР-9, где за счет испарения хладоагента охлаждается до температуры фильтрования, в приемник Е-1, откуда самотеком на барабанные вакуумные фильтры I ступени Ф-1. В приемник Е-1 поступает также охлажденный фильтрат II ступени, подаваемый из Е-2а насосом Н-19 через аммиачный кристаллизатор КР-10. * Насосы не показаны.
сухой растворитель^ Фильтрат Рис. 6.14. Технологическая схема отделения регенерации растворителя установки двухступенчатой депарафинизации Кристаллизаторы представляют собой горизонтальные теплообменники типа «труба в трубе». Внутренняя труба снабжена вращающимся валом с металлическими скребками для удаления парафинового слоя со стенок трубы. Раствор депарафинизируемого сырья прокачивается по внутренним трубкам, а хладоагент (аммиак, пропан, этан или холодный фильтрат) - противотоком по межтрубному кольцевому пространству. Вакуумный фильтр представляет собой стальной барабан, вращающийся на подшипниках в герметично закрытом кожухе. На наружную поверхность барабана натянута фильтровальная ткань, основанием которой служит металлическая сетка. Охлажденный раствор сырья подается в днище корпуса фильтра. Уровень жидкости в фильтре поддерживается таким, чтобы в нее было погружено ~ 60 % поверхности барабана. При вращении барабана фильтрующая его поверхность последовательно погружается в суспензию сырья. В погруженной части барабана за счет вакуума во внутренних его сек- циях, создаваемых вакуум-компрессором, отсасывающим инертный газ, происходит фильтрование. Фильтрат проходит через ткань, а кристаллы отлагаются на наружной поверхности ткани, образуя осадок в виде лепешки толщиной до 12 мм. По выходу из зоны фильтрования лепешка попадает в зону промывки, где промывается от масла охлажденным растворителем. Затем лепешка попадает в зону просушки, где из нее отсасывается оставшийся растворитель, и далее в зону отдувки инертным газом. После отдувки лепешка срезается ножом, скользящим по крепежной проволоке, направляется к шнеку и сбрасывается вместе с добавленным растворителем в приемник для гача или петролатума. По мере необходимости (когда ткань забивается кристаллами твердых углеводородов и льда) подачу сырья прекращают и проводят горячую промывку. Она может быть запрограммирована по времени и температуре промывки и на большинстве установок осуществляется автоматически в период рабочего цикла. В процессе эксплуатации установки инертный газ непрерывно циркулирует в свободной от жидкости части корпуса барабана и емкостях, в которых имеется растворитель. В качестве инертного газа применяют генераторный газ, получаемый сжиганием очищенного газообразного топлива. Циркуляция инертного газа предотвращает образование взрывоопасной смеси воздуха и паров растворителя. Фильтрат I ступени собирается в вакуум-приемнике Е-2, откуда насосом Н-4 прокачивается через регенеративные кристаллизаторы КР-6 -КР-1, теплообменник Т-12 и поступает в приемник Е-4 и далее в отделение регенерации растворителя. Лепешка, снятая с фильтров I ступени, после разбавления растворителем собирается в сборнике Е-3. Отсюда она насосом Н-7а подается в приемник Е-1а и далее самотеком в фильтры Ф-2. Фильтрат II ступени поступает в вакуум-приемник Е-2а. Лепешка твердых углеводородов с фильтров Ф-2 после разбавления растворителем подается шнеком в приемник Е-За. Отсюда раствор гача (петролатума) насосом Н-7 подается в отделение регенерации растворителя. Отделение регенерации растворителя. Регенерация растворителя из раствора депарафинизата (фильтрата) осуществляется в четыре ступени последовательно в трех отгонных колоннах К-1, К-2, К-3 и отпарной колонне К-4. Необходимое для отгона растворителя ко- личество теплоты обеспечивается в теплообменниках Т-14 и Т-8 и паровыми подогревателями Т-8а, Т-6, Т-7 и Т-19. Пары сухого растворителя с верха отгонных колонн конденсируются и охлаждаются в теплообменниках Т-14, Т-8 и холодильниках Т-22 и Т-15, после чего конденсат направляется в емкость сухого растворителя Е-6. Смесь паров растворителя и воды из отпарной колонны К-4 конденсируется в холодильнике Т-16 и поступает в отстойник - декантатор Е-7а. Целевой продукт - депарафинизированное масло - откачивается насосом Н-14 в товарный парк. Во избежание «замасливания» сухого растворителя на верхние тарелки К-1, К-2 и К-3 подается в качестве орошения растворитель. Регенерация растворителя из раствора гача (петролатума) производится в три ступени: сначала в двух отгонных К-1аи К-2а, затем в отпарной колонне К-За. Тепло для испарения паров растворителя из раствора гача подводится пароподогревателями Т-4, Т-5а и Т-19а. С верха колонн К-1а и К-2а отходят пары не сухого, а влажного растворителя, поскольку содержащаяся в растворе сырья вода кристаллизуется в процессе охлаждения и при фильтровании остается в лепешке гача. Пары влажного растворителя после конденсации и охлаждения в Т-18 направляются в емкость влажного растворителя Е-ба. Смесь паров растворителя и воды из К-За конденсируется и охлаждается в холодильнике Т-17 и поступает в отстойник-деканта-тор обводненного растворителя Е-7а. Гач (петролатум) из колонны К-За откачивается насосом Н-10 в резервуарный парк. В декантато-ре Е-7а обводненный растворитель отстаивается и разделяется на два слоя. Верхний слой (вода в растворителе) перетекает в следующие декантаторы Е-7 и Е-5 и поступает в емкость влажного растворителя Е-ба. Нижний слой (растворитель в воде) из декантаторов подается насосом Н-13 в верхнюю часть укрепляющей кетоновой колонны К-5. Пары растворителя и воды, выходящие с верха К-5, конденсируются в Т-28, конденсат поступает в Е-7а. С низа колонны К-5 отводится в канализацию дренажная вода. На некоторых современных установках депарафинизации тепло, необходимое для регенерации растворителя, обеспечивается Не водяным паром, а теплоносителем, подогреваемым в печах. Ниже приведен температурный режим регенерации кетон-аро-матического растворителя:
Количество отгоняемого растворителя в % масс. от общего количества 35-45 35-50 до 10 до 5 40-50 45-55 до 5 Технологический режим депарафинизации рафинатов селективной очистки дистиллятных и остаточных фракций из западно-сибирских нефтей приведен в табл. 6.16. Таблица 6.16 Технологический режим депарафинизации рафинатов селективной очистки фракций из сернистых западно-сибирских нефтей
* Низкотемпературная (глубокая) депарафинизация. Материальный баланс двухступенчатой депарафинизации в растворе МЭК - толуол дистиллятных и остаточных рафинатов их сернистых западно-сибирских нефтей приведен ниже.
Я ступень Поступило, % Сырье Растворитель на разбавление в том числе масло (целевой продукт) растворитель Раствор гача (петролатума) в том числе гач (петролатум) раствор итель Всего 2-я ступень
в том числе гач (петролатум) растворитель Фильтрат 2-й ст. в том числе масло' растворитель Всего *Масло, содержащееся в фильтрате 2-й ступени, из процесса не выводится, циркулируя в составе фильтрата 2-й ступени, подаваемого на разбавление сырья перед 1-й ступенью. В табл. 6.17 представлены примерные данные по режиму фильтрации, выходу и качеству депарафинизата, полученные при депарафинизации рафинатов из некоторых нефтей. Процессы обезмасливания гачей (петролатумов) осуществляются на подобных депарафинизации установках с использованием тех же растворителей, но с большей кратностью (5-9:1) к сырью и при повышенных температурах фильтрации (0-5 °С). Дальнейшим развитием многоступенчатых схем фильтрования в процессах депарафинизации является разработка и освоение в производстве масел совмещенных процессов депарафинизации - обезмасливания. На таких установках фильтрование проводится в три - пять ступеней, при этом одновременно осуществляется депарафинизация рафинатов и обезмасливание гачей или петролатумов. Глубокая депарафинизация применяется при производстве низ-козастывающих маловязких масел, таких, как трансформаторное, конденсаторное, арктическое и др. Процесс проводят также в растворе кетон-толуол при температурах конечного охлаждения и фильтрования суспензий от -62 до -64 °С. Такая низкая температура охлаждения не может быть достигнута в аммиачных кристаллизаторах, поэтому на конечной стадии охлаждения в качестве хла-доагента используют сжиженный этан. Глубокой депарафинизации подвергаются только маловязкие рафинаты, твердые углеводороды, которые состоят в основном из н-алканов, образующих крупные кристаллы, что позволяет при фильтровании с достаточной полнотой отделять твердую фазу от жидкой и получать масла с температурами застывания от -45 до -55 °С. Выход глубокодепарафи-нированного масла - составляет 55 - 65 % масс, от сырья. Технологическая схема процесса глубокой депарафинизации аналогична схеме обычной депарафинизации, за исключением того, что после регенеративных и аммиачных (или пропановых) кристаллизаторов раствор рафината дополнительно охлаждается в этановых кристаллизаторах. Глубокую депарафинизацию обычно проводят с двухступенчатым фильтрованием, а иногда и в три ступени, последовательно повышая температуру. Таблица 6.17 Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|