Рисунок 15.Технологическая схема установки непрерывной адсорбционной очистки масел:

1, 13, 16, 19, 25, 27, 30 – насосы; 2, 3 – бункеры-сепараторы; 4 – регенератор; 5 – адсорбер; 6 – десорбер; 7 – холодильник; 8 - сушилка; 9, 18, 21, 29 – пароподогреватели; 10, 22, 26, 31 – фильтры;

I – сырье; II – адсорбент; III – рафинат-1; IV – рафинат-2; V – воздух; VI – вода; VII – водяной пар; VIII – дымовые газы.

Материальный баланс непрерывной адсорбционной очистки масел (в %)

Рафинат-2 в отличие от экстрактов селективной очистки со­держит смолистых веществ и представляет собой высококонцент­рированные арены и их производные, в том числе серусодержащие арены. Последние используют в качестве наполнителей и пласти­фикаторов при производстве резины, теплоносителей, газостойких конденсаторных масел, а также компонентов при получении при­садок.

Примерные технико-экономические показатели на 1т очищенного масла (при очистке деасфальтизата)

СЕРНОКИСЛОТНАЯ ЩЕЛОЧНАЯ ОЧИСТКА МАСЕЛ

Товарные масла из дистиллятных и остаточных фракций нефтей, содержащих незначительное количество смол, в промышленности до сих пор получают в результате сернокислотной очистки, выщелачивания и контактной очистки отбеливающими землями.

Сернокислотная очистка

При обработке серной кислотой из масляной фракции удаля­ются смолисто-асфальтеновые вещества, непредельные углеводороды, нафтеновые кислоты, частично азот- и серосодержащие сое­динения, полициклические арены.

Масляная фракция, обработанная серной кислотой, расслаива­ется на два слоя. Нижний слой – кислый гудрон – состоит из продуктов реакции, избытка кислоты, соединений, растворившихся­ в кислоте, и масла, механически увлеченного в нижний слой. Верхний слой – кислое масло – состоит из углеводородов масля­ной фракции, а также незначительного количества кислых продук­тов реакции растворимых в масле. Небольшое количество серной кислоты тоже увлекается маслом.

Параметры сернокислотной очистки (а также защелачивания и водной промывки), которые зависят от химического состава и вязкости сырья и от требуемого качества очищенного продукта, в каждом отдельном случае подбираются опытным путем.

Результаты очистки зависят от температуры очистки, продол­жительности контакта масла с кислотой, концентрации и расхода серной кислоты, порядка введения кислоты.

Температура очистки. Очистку масел серной кислотой следует вести при возможно более низких температурах. Повышение тем­пературы усиливает реакцию образования сульфокислот, что при­водит к большим потерям. Кроме того, при более высокой темпе­ратуре усиливается растворение гудрона в кислом масле, отчего ухудшается цвет товарного продукта. Кислый гудрон в результате превращения смол в асфальтены становится твердым и хрупким, его трудно спустить через нижний штуцер аппарата.

Однако вязкие масла очищать при низких температурах за­труднительно из-за плохого смешения кислоты с маслом и ухуд­шения условий осаждения кислого гудрона.

На практике очистку проводят при следующих температурах:

Концентрация и расход кислоты. Серная кислота, применяемая для очистки, имеет концентрацию от 92 до 96%. Активность серной кислоты значительно снижается при концентрации ее ниже 90%. Дымящая серная кислота вызывает усиленное образование сульфокислот. Ее применяют только для получения бесцветных (медицинских, парфюмерных) масел. В результате очистки кон­центрация кислоты падает. Кислый гудрон содержит от 25 до 70% непрореагировавшей серной кислоты.

Расход серной кислоты на очистку зависит как от качества сырья, так и от требуемой степени очистки. С увеличением расхо­да кислоты цвет масла улучшается. Расход кислоты при очистке дистиллятных масел составляет 3 – 10%, при очистке остаточных масел расход кислоты возрастает до 15 – 20%. Расход дымящей серной кислоты на очистку парфюмерных и медицинских масел доходит до 50 – 60%.

Порядок обработки кислотой. Очищаемый продукт обычно со­держит влагу, которая разбавляет кислоту и снижает ее эффек­тивность. Поэтому перед очисткой масло подсушивают, применяя для осушки 0,25 – 2% той же серной кислоты, что и для очистки. После подсушки кислый гудрон удаляют, и далее обрабатывают масло порциями кислоты по 3 – 4%, каждый раз, тщательно осаж­дая и отделяя кислый гудрон. Остаточные масла очищают в один прием из-за плохого осаждения кислого гудрона.

Продолжительность контакта. Время контакта зависит от интенсивности перемешивания и условий удаления кислого гудрона. При слишком длительном перемешивании кислый гудрон частич­но растворяется в масле. В аппаратах вместимостью 25 – 100т перемешивание продолжается от 30 до 70 мин.

Время отстоя кислого гудрона должно быть как можно меньше (4 – 8 ч. при использовании осадителей). Поэтому температуру очистки выбирают с учетом вязкости среды. Для ускорения осаждения применяют коагулянты: 6 – 9%-ный раствор едкого натра, раствор жидкого стекла, холодную воду. Эти вещества добавляют после окончания перемешивания масла с кислотой.

Аппаратура. Основной аппарат - цилиндрическая емкость с коническим днищем объемом от 25до 250 м³. Перемешивание осу­ществляется воздухом. Аппарат оборудован паровой рубашкой в конусной части.

Щелочная очистка.

В кислом масле содержатся сульфокислоты, следы серной кис­лоты, нефтяные кислоты. Эти продукты могут быть удалены из дистиллятных масел нейтрализацией 3 – 10%-ным раствором ще­лочи, чаще всего едкого натра. Температура процесса 45 – 50°С. Содержащиеся в масле кислые продукты образуют соли и переход­ят в щелочной раствор. После отделения щелочных отходов мас­ло промывают горячим паровым конденсатом для удаления остат­ков солей нефтяных кислот (мыл) и подсушивают воздухом. Рас­ход щелочи составляет 0,2 – 1,5% от кислого масла, потери масла при этом равны 2 – 5%.

Нейтрализация щелочью неприменима для высоковязких ди­стиллятных и для остаточных масел вследствие образования стой­ких эмульсий. Кислые вязкие масла нейтрализуются при контакт­ной очистке отбеливающими землями.

Процесс защелачивания может быть периодическим или непре­рывным.

Периодический процесс осуществляется в щелочной мешалке. В отличие от кислотных, щелочные мешалки имеют внутренний защитный слой из винипласта или диабазовых плиток, так как слабокислая среда масла вызывает повышенную коррозию.

Непрерывный процесс происходит при давлении 0,6 – 1,0МПа.

Преимущества непрерывного процесса по сравнению с периоди­ческим - значительное улучшение отстоя масла от щелочных сто­ков и уменьшение производственных потерь.

Технологическая схема. На рис. 16 приведена технологическая схема непрерывного процесса щелочной очистки масел.

Рисунок 16. Технологическая схема установки непрерывной щелочной очистки масла:

1, 4, 6, 11 – насосы; 2 – теплообменник; 3 – колонна; 5 – печь; 7, 10 – смесители; 8, 12 – отстойники; 9, 13 – холодильники;

I – сырье; II – 2,5%-ный раствор едкого натра; III – щелочные отходы; IV – вода; V – воздух; VI – очищенное масло.

Сырье насосом 1 подается в теплообменник 2, нагревается до 50 °С и поступает в печь 5, откуда уходит с температурой 150­-170°С. Далее оно контактирует в смесителе 7 с 1 – 2,5%-ным рас­твором щелочи, подаваемым насосом 6. Смесь направляется в от­стойник 8, где масло отстаивается от мыл и щелочи. Щелочные отходы под собственным давлением после холодильника 9 при 70°С поступают в резервуары для последующего выделения неф­тяных кислот.

С верха отстойника 8 выщелоченное масло с температурой 130 – 140 °С поступает в смеситель 10, куда насосом 11 подается вода при 60 °С. Смесь воды и масла разделяется в отстойни­ке 12, с низа которого промывная вода через холодильник 13 при 70 °С поступает в резервуар для последующего выделения нефтя­ных кислот.

Выщелоченное и промытое масло с верха отстойника 12 попа­дает в теплообменник 2, где охлаждается сырьем до 80°С, а за­тем в колонну 3 для просушки сжатым воздухом. С низа колон­ны 23 выщелоченное масло отводится с установки.

Процесс кислотно-щелочной очистки масел имеет ряд недо­статков по сравнению с селективным методом очистки. Масла, очищенные серной кислотой, имеют более низкий (на 10 – 12 еди­ниц) индекс вязкости. Эффективно используется лишь 40 – 50 % кислоты. Кислый гудрон не находит достаточного применения. Потери масла с кислым гудроном весьма значительны и составля­ют 3 – 10 % для дистиллятных и 25 – 30 % для остаточных масел.