Непрерывная очистка. Гидроочистка масел

 

Доочистка фильтрованием через стационарный слой адсорбента: очистка (доочистка) фильтрованием (перколяция) через неподвижный слой адсорбента - один из наиболее старых процессов применяемых при производстве масел и парафинов. В результате фильтрования из очищаемого продукта извлекается компоненты, ухудшающие его свойства - смолы, производные азота и кислорода нафтеновые и сульфокислоты и другие нежелательные примеси. При этом улучается цвет масел и парафинов исчезает запах, снижается коксуемость масел. Перколяционной очистке подвергаются масла и парафины, прошедшие очистку избиратель­ными растворителями или кислотами - щелочную очистку. В зависимости от вязкости фильтруемого продукта, с которой связана глубина проникновения масла в поры адсорбента и, следовательно, эффективность очистки, фильтрова­ние проводят при температурах от 20 до 100°С, парафины фильтруют после их расплавления. Высоковязкие продукты перед фильтрованием растворяют в бензине или лигроине. В зависимости от вязкости очищаемого сырья выбирают адсорбент с соответствующим размером зерен или гранул (0,5 - 2 мм для вязких и 0,3-0,5 мм для маловязких).

Основным аппаратом установки является фильтр - полый цилиндрический аппарат диаметром 2-3 м и высотой (без головок) от 4,5 до 10 м. Вверху и внизу фильтра имеются головки с фильтрующей тканью, задерживающей частицы адсорбента, захваченные отфильтрованным продук­том. В нижней части фильтра предусмотрен люк для осмотра и ремонта. На на­ружной поверхности фильтра имеются два паровых змеевика с трубами, распо­ложенными по винтовой линии. Процесс фильтрования состоит из следующих операций: загрузки адсорбента; наполнения фильтра продуктом или его раство­ром; фильтрования; промывки растворителем, продувки воздухом или инерт­ным газом и пропарки водяным паром; выгрузка адсорбента. Фильтруемый продукт можно подавать в фильтр сверху вниз или снизу вверх; последний спо­соб подачи предпочтительней, так как в этом случае уменьшается возможность образования каналов в слое адсорбента, ухудшающих контактирование его с продуктом, что снижает эффективность процесса очистки. Первые порции фильтрата (профильтрованного масла), выходящего из фильтра после контакта со свежим адсорбентом, обладают лучшим качеством - они светлые, лишены запаха, не содержат вредных примесей, имеют низкую коксуемость. В даль­нейшем качество очищаемых масел значительно ухудшается вследствие уменьшения активности адсорбента. Адсорбент считается отработанным, когда качество отработанного после фильтрования продукта не отвечает предъявляе­мым требованиям. После этого фильтрование заканчивают и проводят после­дующие операции. Выгруженный из фильтра адсорбент регенерирует на от­дельной установке выжигом в печи при 500- 650°С. На этой же установке по­догревается свежий адсорбент. Основным узлом установки является узел фильтрования, состоящей из четырех последовательно включенных фильтров; три из них работают постоянно, в четвертом проводится регенерация адсорбен­та. Перколяционный способ очистки имеет следующие недостатки, сущест­венно влияющие на технико-экономические показатели процесса: периодич­ность; громоздкость установок; большая продолжительность вспомогательных операций; большое количество сырья, адсорбента и растворителя, обращаю­щихся в системе фильтров.

Непрерывная очистка: значительные преимуще­ства перед процессами перколяции имеет непрерывный процесс адсорбционной очистки фильтрованием нагретого или растворенного в бензине или лигроине сырья (масляных дистиллятов и деасфальтизатов): непрерывность, возможность получения масел требуемой глубины очистки, вплоть до получения белых ма­сел; непрерывная регенерация отработанного адсорбента; лучшие технико-экономические показатели. Непрерывную очистку применяют: для доочистки масел и очистки парафинов и церезинов, полученных после всех основных процессов, предусмотренных в поточной схеме производства этих продуктов; для глубокой очистки, взамен селективной, деасфальтизатов и масляных дис­тиллятов; для разделения деасфальтизатов и масляных дистиллятов на компо­ненты с получением масел различного углеводородного состава (нафтеновых, нафтено-ароматических, ароматических) и выделения нормальных парафино­вых углеводородов.

Очистка и разделение при помощи цеолитов: способ­ность цеолитов адсорбировать молекулы определенных размеров широко ис­пользуют для очистки и разделения нефтепродуктов: очистка газов и жидко­стей, удаления двуокиси углерода, сероводорода и других сернистых соедине­ний, повышение октанового числа бензинов (на 5-26 пунктов) в результате уда­ления н-алканов. В настоящее время цеолиты широко применяют для выделе­ния н-алканов из нефтяных фракций - от бензиновых до газойлевых включи­тельно с содержанием н-алканов около 20 % (масс.). Выделенные нормальные парафиновые углеводороды используют при производстве белковых веществ, моющих средств и других продуктов нефтехимического синтеза. Чистота н-алканов, полученных разделением на цеолитах, значительно выше, чем при выделении другими методами; более 98 % при разделении цеолитами и 90-96 % при разделении карбамидом. Одновременно с н-алканами получают денормализат — смесь изопарафиновых и циклических углеводородов. Промышленные процессы извлечения н-алканов цеолитами делятся на две группы: жидкофазные (процесс «Молекс»); парафазные - со слабо и сильно адсорбирующимся десорбентом (процесс «Парекс»).

Гидроочистка депарафинированных мас­ляных рафинатов. Гидроочистка применяется в основном для осветления мас­ляных фракций. Одновременно уменьшаются их коксуемость и содержание се­ры; индекс вязкости обычно несколько увеличивается (на 1-2 единицы); темпе­ратура застывания масла может повышаться на 1-3 °С. Сырьем установок гид­роочистки является остаточные и дистиллятные депарафинированные рафинаты. Выход гидроочищенных масел повышает, как правило, 97% (масс). В рас­сматриваемом неглубоком процессе образуется небольшое количество побоч­ных продуктов водорода на реакции, растворения в гидрогенизате и, отдув, со­ставляет 0,2-0,4 % (масс.) на сырье. Расход технического водорода, посту­пающего с установки каталитического риформинга и содержащего баластные газы, выше (от 0,6 до 1,4 % масс, на сырье). Условия процесса на установках гидроочистки депарафинированных рафинатов следующие: катализатор - алюмокобольтмолибденовый; температура 300-350 °С (обычно около 320 °С); об­щее давление в реакторе 4 МПа или несколько ниже; объемная скорость подачи сырья 1-2 м³ жидкого сырья в 1 ч на 1 м³ катализатора; количество циркули­рующего ВСГ 200-500 НМ³/м³ сырья; концентрация водорода в циркулирую­щем газе 75-85 % (об.). Преимущества процесса гидроочистки по сравнению с доочисткой отбеливающими глинами следующие: большой выход масел (97-98,5 % вместо 94-95 %); несколько лучшее их количество (цвет, коксуемость, содержание серы и некоторые другие показатели), меньшие себестоимость и приведенные затраты. Стоимость установки гидроочистки выше, чем стоимость установки контактной доочистки, но дополнительные расходы быстро окупа­ются за счет увеличенного выхода масел. Таким образом, роль процессов гид­роочистки в НПЗ велика. Для заводской практики представляют интерес обе формы гидроочистки: Неглубокая, осуществляемая под давлением от 3 до 6 МПа и служащая главным образом для обессеривания и обессмоливания неф­тяных фракций, а также гидрирования непредельных; глубокая, изменяющая в желательном направлении структуру углеводородов определенных групп. Это достигается под давлением водорода 12-20 МПа с использованием катализато­ров с различными способами.

Вопросы для самопроверки

1. Назначение доочистки фильтрованием.

2. Недостатки данного процесса.

3. Сырье установок гидроочистки депарафинированных масляных рафинатов.

4. Преимущества процесса гидроочистки по сравнению с доочисткой отбеливающими глинами.

 

Литература

1. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Часть III М., Химия,1982.

2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Учебное пособие для вузов. Уфа, Гилем, 2002, 672 с.

3. Альбом технологических схем под ред. Ю.И. Дытнерского. М., Химия, 1973, 269 с.