Нагрев для ведения технологического процесса производится в теплообменниках с помощью пара. Вакуум в пленочных испарителях создается с помощью водяных вакуум-насосов и пароструйных эжекторов. Перемешивание реакционной смеси осуществляется в мешалках. Перекачивание ведется различного рода насосами – в насосной закрытого типа. Резервное и промежуточное складирование нефтепродукта осуществляется в буферных емкостях.

Химизм процесса.

Процесс (на НЗМП) состоит из двух последовательных реакций:

10. обменная реакция между сульфонатом аммония и гидроксидом кальция.

2R-C₂H₄-SO₃NH₄ + Ca (OH)₂ ® R-C₆H₄-SO₃ – Ca – SO₃ – R-C₆H₄ + 2NH₃ + 2H₂O.

11. карбонатация сульфоната кальция с промотором – уксусной кислотой с получением высокощелочного сульфоната кальция.

R-C₆H₄-SO₃-Ca-SO₃-Н ₄С₆-R + Ca (OH)₂ + CO₂ + CH₃COOH ®

R-C₆H₄-SO₃-Ca-SO₃-H ₄C₆-R- [(CaCO₃) mCa(OH)₂] n

Присадка ПМС представляет собой многозольный сульфат кальция или бария. Процесс ее производства был рассмотрен ранее для НЗМП, где она получается из полуфабриката – сульфоната аммония. В общем виде процесс производства ПМС состоит из следующих стадий: сульфирования нефтяного масла, нейтрализации сульфированного масла водным раствором аммиака с последующим отделением водорастворимых солей и смол, получения нейтрального сульфоната кальция обменной реакцией с гидроксидом кальция, карбонатации (карбонилирования – термин Черножукова) продукта диоксидом углерода, отгона воды, растворителя и очистки присадки от механических примесей.

Принципиальная схема установки по производству присадки ПМС приведена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Принципиальная схема установки по производству присадки ПМС.

Аппараты: 1 – пленочный реактор-сульфуратор; 2, 4 – отстойники;

3, 5 – реакторы для нейтрализации; 6 – стабилизатор; 7 – абсорбер; 8 – центрифуга;

9 – отгонная колонна.

Потоки: I – кислое масло после первой ступени сульфирования;

II – свежий контактный газ; III – вода; IV – отработанный контактный газ;

V – сульфированное масло; VI – отходы; VII – аммиачная вода;

VIII – бензин; IX – водный раствор солей и смолы;

X – раствор нейтрального сульфоната аммония; XI – известь-пушонка;

XII – промотор (уксусная кислота); XIII – диоксид углерода; XIV – присадка ПМС.

Масло ДС-14 (ДС-11 или АС-5) сульфируют контактным газом в скребковых аппаратах типа «Вотатор», затем в пленочных роторных реакторах непрерывного действия 1. Температура сульфирования не превышает 55^оС. Образующиеся сульфокислоты нейтрализуют водным раствором аммиака (4-8 %-ным), можно и известковым молоком, но аммиаком удобнее. Процесс осуществляется в реакторе 3 при температуре 50-70^оС и непрерывном перемешивании. Расход аммиачной воды поддерживается автоматически при заданном рН нейтрализуемой среды 6-8. Для понижения вязкости сырья в реактор добавляют бензин (30-50 % на сырье).

Описанные выше масла – базовые, используются для производства моторных масел. ДС-14 (М-14) – смесь дистиллятного и остаточного (не менее 40 %) масел, ДС-11 (М-11) – смесь дистиллятного и остаточного (не менее 30%), АС-5 – дистиллятное.

Нейтрализованный продукт (смесь сульфоната аммония с бензином и водой) поступает в отстойник 4, где нижний водный слой (раствор водорастворимых солей) дренируется в канализацию. Верхний слой (бензино-масляный раствор нейтрального сульфоната аммония) поступает в реактор 5 для проведения обменной реакции с гидроксидом кальция или известью-пушонкой. Процесс проводится при температуре 70-80^оС, смесь продуктов непрерывно откачивается в стабилизатор 6 качества нейтрального сульфоната, где заканчивается обменная реакция.

В стабилизаторе 6 проводится и реакция карбонатации (карбонилирования), для чего в аппарат закачивают уксусную кислоту (промотор) и через барботер подают смесь двуокиси углерода и инертного газа (для перемешивания и отдувки аммиака). Возможно и непрерывное карбонилирование продукта диоксидом углерода в двух последовательных винтовых реакторах «идеального смешения» при 85-90^оС. Пары аммиака, бензина и воды вместе с инертным газом поступают в абсорбер 7, орошаемый постоянно циркулирующей аммиачной водой. Присадку очищают от механических примесей в растворе бензина сначала на центрифуге 8, затем в сепараторах (нет на схеме). Заключительной стадией является отгон растворителя от присадки в колонне 9.

Алкилфенольные присадки

Алкилфенольные присадки (табл. 3.2, 3.3) являются наиболее распространенным и широко применяемым типом детергентно-диспергирующих присадок. Это обусловлено доступностью исходного сырья и разнообразием эксплуатационных свойств. этих присадок, которое достигается введением в их состав различных функциональных групп. Помимо моющего действия алкилфенольные присадки могут обладать антиокислительным и противоизносным действием.

Отечественный ассортимент алкилфенольных присадок ограничивается присадками с низким щелочным числом, с пониженной влагостойкостью и низким содержанием элементов. ЦИАТИМ-339 является одной из старейших присадок, вырабатываемых промышленностью. Представляет собой дисульфидалкилфенолят бария. Присадка улучшает моющие и антикоррозионные свойства моторных масел. Применяется в концентрации 3-6 % мас.

Присадка ЦИАТИМ-339

ВНИИ НП-360 применяется в моторных маслах старого поколения в концентрации 3,5-6,0 % мас. и придает им моющие, антикоррозионные и противоизносные свойства.

Таблица 3.2