Тема: процесс деасфальтизации гудрона методом

ЭКСТРАКЦИИ

 

 Теоретические основы процесса

Деасфальтизация является в определённом смысле процессом, противоположным по отношению к селективной очистке полярными растворителями. В экстракционных процессов закономерности взаимодействия между молекулами высокомолекулярной части нефти и растворителя определятся природой сил межмолекулярного взаимодействия, возникающих в системе. Притяжение между молекулами, объясняющее их взаимную растворимость, создаётся за счёт Ван-дер-Вальса (неспецифических, ненасыщенных сил) и направленных, специфических сил, вызывающих образование водородных связей – перенос заряда.

Различие природы межмолекулярных взаимодействий в процессах деасфальтизации и селективной очистки приводит к разнице в эффектах, наблюдаемых при увеличении температуры процесса.

Например, с ростом температуры деасфальтизации понижается растворяющая способность неполярного растворителя и одновременно повышают его селективность. При селективной очистке масел фенолом, фурфуролом повышение температуры даёт обратный эффект.

Деасфальтизация, предназначенная для удаления асфальто-смолистых веществ от углеводородной части нефтяных остатков, основана на различной растворимости компонентов сырья в углеводородных растворителях. При деасфальтизации остаточного сырья в зависимости от температуры протекают следующие процессы:

а) извлечение углеводородных компонентов из сырья, оседание асфальто-смолистых веществ из раствора в углеводородном растворителе с образованием деасфальтизатной и асфальтной фаз;

б) коагуляция асфальто-смолистых веществ, пептизация коогулятов асфальтенов смолами, упорядочение коллоидной структуры асфальтовой фазы;

в) направленный масообмен между деасфальтизатной и асфальтовой фазами за счёт высаживания смолистых соединений из раствора в верхней части экстракционной колонны и выделение раствора высокомолекулярных углеводородов при уплотнении асфольтового раствора в нижней части экстракционной колонны.

Интенсивность, взаимодействие этих процессов зависят от природы сырья, растворителя, температурных условий и конструкции эксплуатационных колонн.

В зависимости от целевого назначения деасфальтизации различают два её варианта, направленные на производство моторных масел или на производство углеводородного сырья для процесса каталитического крекинга.

Деасфальтизация, направленная на выделения остаточных масляных фракций нефти, осуществляется исключительно с использованием пропана, который и у нас в России, и за рубежом повсеместно используется для этой цели. Преимуществами пропана является возможность отбора оптимального количества масляных фракций достаточно хорошего качества и проведение процесса при умеренных температурах и давлениях.

Не последнюю роль играет также дешевизна и доступность растворителя. В свою очередь, в процессах деасфальтизации остатков нефти, нацеленных на максимальное извлечение углеводородного сырья для глубокой переработки, выбор растворителя определяется с учётом природы сырья и необходимости обеспечения максимального выхода целевой фракции - деасфальтизата, соответствующего требованиям к сырью каталитического крекинга. При подготовке углеводородного сырья к глубокой переработке чаще всего используют следующие растворители: бутан, пентан, в некоторых случаях смеси пропана и бутана, бутана и пентана, а также лёгкий бензин.

 

Цель работы

Ознакомиться с процессом деасфальтизации гудрона, основного процесса для получения остаточных масел, получить деасфальтизат и исследовать его физико-химические свойства.

Материалы и оборудование

1. Сырьё – гудрон, полугудрон.

2. Растворитель: изопропанол, изобутанол, н-бутанол.

3. Колбы конические ёмкостью 1 литр.

4. Водяная баня.

5. Термометры с ценой деления 1 °С.

6. Фильтр.

7. Стеклянные воронки.

8. Вакуумный насос.

9. Колба Вюрца с тубусом для термометра, ёмкостью 1 л для отгонки растворителя от раствора деасфальтизата в присутствие азота.

10.  Колбогрейка (колбонагреватель).

11.  Холодильник Либиха.

12.  Приёмник для сбора регенерированного растворителя.

13.  Сушильный шкаф.

 

 Порядок выполнения работы

Навеску гудрона (50 г) помещают в коническую колбу, помещают в водяную баню и термостатируют при температуре 60 ÷ 70 °С в течение 30 мин. Соотношение растворителя к сырью от 4 ÷ 1 до 10 ÷ 1 по объему.

Растворитель нагревают, заливают в колбу с сырьем и тщательно перемешивают стеклянной палочкой в течение 5 - 10 мин. 3атем раствор фильтруют через предварительно взвешенный фильтр. Осадок на фильтре сушат в сушильном шкафу при температуре 130 - 140 °С и взвешивают, определяют массу асфальта деасфальтизации. Раствор перемещают в колбу Вюрца и в токе азота отгоняют растворитель. По разности масс колбы с деасфальтизатом и пустой колбы определяют массу деасфальтизата. Составляют материальный баланс и результаты сводят в таблицу. Для деасфальтизата определяют физико-химические свойства: кинематическую вязкость при 50 и 100 °С, показатель преломления при 50 °С, коксуемость по Конрадсону, плотность, для гудрона - плотность и коксуемость. Результаты - анализов сводят в таблицу.

Работа проводится в соответствии с инструкцией по технике безопасности в учебной лаборатории.