селективная очистка
СЕЛЕКТИВНАЯ ОЧИСТКА нефтепродуктов
осуществляется путем экстракции растворителями вредных примесей из нефтяных фракций для улучшения их физ.-хим. и эксплуатац. характеристик; один из главных технол. процессов производства смазочных масел из нефтяного сырья. С. о. основана на способности полярных растворителей избирательно (селективно) растворять полярные или поляризуемые компоненты сырья-полициклич. ароматические углеводороды и высокомол. смолисто-асфальтеновые вещества.
Нефтяное сырье: масляные вакуум-дистилляты и деас-фальтизаты-гудроны, прошедшие деасфальтизацию жидким пропаном; продукты: целевой-рафинат (содержит нафтено-парафиновые и маловязкие полициклич. ароматические углеводороды), побочный-экстракт (содержит высоковязкие полициклич. ароматические углеводороды и смолистые вещества).
Осн. пром. растворители: фенол, фурфурол и N-метил-2-пир-ролидон (достоинство последнего — относит. экологич. чистота). При С. о. фенолом или М-метил-2-пирролидоном в зону экстракции иногда вводят т. наз. антирастворитель (обычно вода), снижающий избыточную растворяющую способность растворителя и повышающий четкость (селективность) разделения полезных компонентов сырья и вредных примесей.
Типовая пром. установка С. о. включает секции экстракции и регенерации растворителя соотв. из рафината и экстракта. Экстракцию проводят в противоточных (за счет разности плотностей сырья и растворителя) насадочных или ситчатых экстракц. колоннах (см. экстракция жидкостная) либо в напорных центробежных экстракторах с горизонтальной осью вращения. Протекание С. о. определяется, наряду с хим. составом сырья и природой растворителя, также соотношением объемов, или кратностью, растворитель: сырье (S), температурой экстракции (Т, °C), подачей антирастворителя. Зависимость выхода рафината (R, % по объему) от S м. б. выражена эмпирич. уравнением:
lg(100 — R) = (α + bT)lgS + cT+ d,
где a, b, c, d- константы, находимые экспериментально.
Параметр S-осн. фактор, обусловливающий выход и требуемое качество рафината. В зависимости от него S может изменяться в широких пределах (от 1,5:1 до 3,5:1). Селективность процесса в значит. степени определяется температурным режимом: как правило, Т на 5–15 °C ниже температуры полного смешения равных объемов растворителя и сырья, или критич. температуры растворения (КТР). Для создания внутр. циркуляции потоков в экстракторе и повышения четкости разделения по высоте колонны создается (вследствие разности температур подаваемых в аппарат растворителя и сырья, а также рециркуляцией части охлажденного экстракта) и поддер-живается т. наз. температурный градиент экстракции: температура в рафинатной зоне (верх колонны) на 5–30 °C выше температуры в зоне экстракции (низ колонны). Объем антирастворителя обычно составляет 3–8% от объема растворителя; при этом чем ниже КТР, тем больше воды целесообразно подавать в экстрактор.
Перед регенерацией растворителя рафинат и экстракт нагревают в трубчатых печах. Регенерацию осуществляют отгонкой растворителя (при атм. или повышенном давлении, а также под вакуумом) из рафината, как правило, в 2 ступени, из экстракта в 3–6 ступеней; последняя ступень отгонки — отпарка либо отдувка инертным газом (на установках очистки сырья N-метил-2-пирролидо-ном).
На установках разл. типов предусмотрены вспомогат. операции, обусловленные особенностями процесса и растворителя. Так, на установках фенольной очистки (см. рис.) применяют предварит. абсорбцию горячим сырьем растворителя из смеси паров его и воды; на установках фурфурольной очистки предварительно деаэрируют сырье (вследствие легкой окисляемости растворителя) и защелачивают фурфурол (для нейтрализации продуктов окисления). На совр. укрупненных установках реализована двух- или трехпо-точная схема экстракции, что позволяет перерабатывать одновременно неск. разных видов сырья для получения, напр., дистиллятных и остаточных смазочных масел.
Установка селективной очистки масляного сырья фенолом: 1, 2, 5, 8, 9, 13, 15, 17, 19, 22-теплообменники; 3-емкость для фенола; 4-абсорбер; 6-экстрактор; 7-насос для откачки экстракта; 10-емкость для рафината; 11, 12 и 16, 21, 2.4-колонны для регенерации фенола соотв. из рафината и экстракта; 14, 18-трубчатые печи; 20, 23-емкости для фенольной воды; I-сырье; II-фенол; III-рафинат; IV-экстракт; V-фенольная вода; VI-водяной пар.
Средние расходные показатели установок С. о. (на 1 т сырья): растворитель — от 0,3–1,0 (фенол) до 3,5 кг (фурфурол); топливо -40–70 кг; электроэнергия-5–15 кВт∙ч; вода-10–25 м3. При применении N-метил-2-пирролидона расход энергоносителей ниже: топливо-15–26 кг; электроэнергия — 4,3–5,6 кВт∙ч; вода-1,5–1,7 м3. Мощность совр. установок по сырью достигает 600–650 тыс. т/год и более.
Рафинаты С. о. направляют на депарафинизацию с целью послед. получения масел; экстракты используют как сырье для производства битумов, техн. углерода, пластификаторов СК и в качестве компонентов котельных топлив.
С. о. (растворитель-смесь фенола и крезола) применяют иногда в сочетании с деасфальтизацией (растворитель — пропан) в т. наз. дуосол-процессе, предназначенном для очистки гудронов. После проведения С. о. масляное сырье наиб. часто подвергают доочистке с помощью отбеливающих земель (см. контактная очистка).
Лит.: Справочник нефтепереработчика, под ред. Г. А. Ластовкина, Е. Д. Рад-ченко, М.Г. Рудина, Л., 1986, с. 207, 211–223; Школьников В.М., Колесник И.О., Совершенствование процессов селективной очистки и деасфальтизации масляною сырья на основе применения новых растворителей, М., 1986.
И. О. Колесник
