Каталитическая очистка.Гидрогенизация в мягких условиях (гидроочистка) применяется для удаления сернистых, азотистых и кислородных соединений, которые переходят в углеводороды и легко удаляемые соединения (сероводород, аммиак, воду). Гидрогенизация в жёстких условиях используется при депарафинизации масляного сырья. В этом случае происходит деструкция твёрдых углеводородов с образованием низкомолекулярных и низкозастывающих углеводородов. При жёстких режимах гидрирования можно также получать масла с высоким индексом вязкости.
4.1. Очистка светлых нефтепродуктов
Нежелательными примесями в дистиллятах светлых нефтепродуктов являются сернистые соединения, нафтеновые кислоты, непредельные соединения, смолы, твердые парафины. Присутствие в моторных топливах сернистых соединений и нафтеновых кислот вызывает коррозию деталей двигателей. Непредельные соединения в топливах при хранении и эксплуатации образуют осадки, загрязняющие систему топливопроводов и препятствующие нормальной эксплуатации двигателей. Повышенное содержание смол в топливе приводит к нагарообразованию, осаждению смол на деталях камер сгорания. Присутствие в нефтепродуктах твердых углеводородов приводит к увеличению температуры их застывания, в результате чего парафин осаждается на фильтрах, ухудшается подача топлива в цилиндры, двигатель глохнет.
К отдельным нефтепродуктам предъявляются специфические требования. Так, в осветительных керосинах нежелательно присутствие ароматических углеводородов, образующих коптящее пламя. Наличие ароматических углеводородов в ряде растворителей (например, уайт-спирите) делает последние токсичными.
Для удаления вредных примесей из светлых нефтепродуктов применяются следующие процессы:
1) щелочная очистка (выщелачивание);
2) кислотно-щелочная очистка;
3) депарафинизация;
4) гидроочистка;
5) каталитическая очистка алюмосиликатными катализаторами;
6) ингибирование.
Щелочная очистка заключается в обработке бензиновых, керосиновых и дизельных фракций водными растворами каустической или кальцинированной соды. При этом из бензинов удаляют сероводород и частично меркаптаны, из керосинов и дизельных топлив ─ нафтеновые кислоты.
Кислотно - щелочная очистка применяются с целью удаления из
дистиллятов непредельных и ароматических углеводородов, а также смол. Заключается она в обработке продукта сначала серной кислотой, а затем ─
в ее нейтрализации водным раствором щелочи.
Депарафинизация используется для понижения температуры застывания дизельных топлив и заключается в обработке дистиллята раство- ром карбамида. В ходе реакции парафиновые углеводороды образуют с карбамидом соединение, которое сначала отделяется от продукта, а затем при нагревании разлагается на парафин и карбамид.
Гидроочистка применяется для удаления сернистых соединений из бензиновых, керосиновых и дизельных фракций первичной перегонки нефти. Для этого в систему при температуре 350…4300С и давлении 3…7 МПа в присутствии катализатора вводят водород. Он вытесняет серу в виде сероводорода.
Гидроочистку применяют также для очистки продуктов вторичного происхождения от непредельных соединений, которые, присоединяя водород, становятся предельными.
Каталитическая очистка алюмосиликатными катализаторами применяется для увеличения октанового числа и уменьшения содержания непредельных углеводородов в бензинах, получаемых при каталитическом крекинге.
Ингибирование применятся для подавления реакций окисления и полимеризации непредельных углеводородов в бензинах термического крекинга путем введения специальных добавок.
4.2. Очистка смазочных масел
Для очистки смазочных масел применяют следующие процессы:
1) селективную очистку растворителями;
2) депарафинизацию;
3) гидроочистку;
4) деасфальтизацию;
5) щелочную очистку.
Селективными растворителями называют вещества, которые
обладают способностью извлекать при определенной температуре из нефтепродукта только какие-то определенные компоненты, не растворяя других компонентов и не растворяясь в них.
Очистка производится в экстракционных колоннах, которые бывают либо полыми внутри, либо с насадкой или тарелками различного типа.
Для очистки масел применяют следующие растворители: фурфурол, фенол, пропан, ацетон, бензол, толуол и другие. С их помощью из масел удаляют смолы, асфальтены, ароматические углеводороды и твердые парафиновые углеводороды.
В результате селективной очистки образуются две фазы: полезные компоненты масла (рафинат) и нежелательные примеси (экстракт).
Депарафинизаци подвергают рафинаты селективной очистки, полученные из парафинистых нефтей и содержащие твердые углеводороды. Если этого не сделать, то при понижении температуры масла теряют подвижность и становятся непригодными для эксплуатации.
Депарафинизацию масел выполняют охлаждением их растворов в различных низкокипящих растворителях (ацетон, метилэтилкетон, сжиженный пропан и др.). Можно производить депарафинизацию, так же, как и дизтоплива, при помощи карбамида.
Целью гидроочистки является улучшение цвета и стабильности масел, повышение их вязкостно-температурных свойств, снижение коксуемости и содержания серы. Сущность данного процесса заключается в воздействии водорода на масляную фракцию в присутствии катализатора при температуре, вызывающей распад сернистых и других соединений.
Деасфальтизация масел производится с целью их очистки от асфальто-смолистых веществ. Для этого используется серная кислота.
Щелочная очистка применяется для удаления из масел нафтеновых кислот, меркаптанов, а также для нейтрализации серной кислоты и продуктов ее взаимодействия с углеводородами, остающимися после деасфальтизации.
В технологии очистки нефтепродуктов широко применяется эффективная аппаратура, позволяющая использовать автоматизацию: экстракционные колонны, центробежные экстракторы, роторно-дисковые контакторы, вакуум-фильтры, инжекторные смесители и др.
В настоящее время в промышленных масштабах применяются совершенно различные способы очистки нефтепродуктов от примесей – от более консервативных типа гравитационной, электрической или химической очистки или фильтрования через коалесцирующие перегородки, до совершенно инновационных – с помощью ультразвука, магнитного поля и т.д. Однако чаще всего для более эффективной обработки на всех стадиях получения готового нефтепродукта и достижения наилучшего результата очистки используют целый комплекс методик. Наиболее распространенным является использование различных фильтров, что помогает расправиться с совершенно разнообразными типами загрязнений. Один из самых популярных фильтрэлементов в наши дни – это специальный пористый материал, обладающий высокой эффективностью ввиду возможности тонкой очистки от механических загрязнений и поглощению воды.
При неглубокой очистке концентрация загрязняющих веществ, например, в баке автомобиля может достигать 0,04-0,06 г/кг для бензинов и от 0,15 до 0,6 г/кг для дизельных топлив, что, безусловно, пагубно воздействует на качество работы и износостойкость. Несомненно, очистка от инородных элементов является одним из важнейших действий, сопровожда- ющих каждую ступень в изготовлении нефтепродуктов.
Заключение
Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общем потреблении энергоресурсов непрерывно растет. Нефть составляет основу топливно-энергетических балансов всех экономически развитых стран.
В настоящее время нефтехимия дает почти четверть всей химической продукции. Нефть – ценнейшее природное ископаемое, открывшее перед человеком удивительные возможности “химического перевоплощения”. Всего производных нефти насчитывается уже около 3 тысяч.
Современный уровень цивилизации и технологии был бы немыслим без той дешевой и обильной энергии, которую предоставляет нам нефть. Сегодня она имеет несколько значений для народного хозяйства страны:
• сырье для нефтехимии в производстве синтетического каучука, спиртов, полиэтилена, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, искусственных тканей;
• источник для выработки моторных топлив (бензина, керосина, дизельного и реактивных топлив), масел и смазок, а также котельно-печного топлива (мазут), строительных материалов (битумы, гудрон, асфальт);
• сырье для получения ряда белковых препаратов, используемых в качестве добавок в корм скоту для стимуляции его роста.
Нефть останется в ближайшем будущем основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтехимической промышленности. Здесь будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и разработки месторождений. Но ресурсы нефти в природе ограничены. Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычи привело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятно расположенных месторождений.
Нефть – наше национальное богатство, источник могущества России, фундамент ее экономики.
Список используемой литературы:
1. Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Глубокая переработка нефти:
технологический и экологический аспекты. М.: Издательство «Техника».
ООО «ТУМА ГРУПП», 2001. — 384 с.
2. Химия и технология нефти и газа: учебное пособие / С.В. Вержичинская,
Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин. - 2-e изд., испр. и доп. - М.: Форум, 2009. -
400 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Профессиональное образование).
3. Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти. В 2 ч. Часть
вторая. Деструктивные процессы. - М.: КолосС, 2008. - 334 с.
4. Кузор И.Е., Туров А.В., Томин В.П. Нефтепереаботка и нефтехимия,
2005. - 328 с.
5. Коваленко В.П., Турчанинов В.Е. Очистка нефтепродуктов от
загрязнения. - М.: Недра, 1990. - 361 с.
6. Капустин В.М., Глаголева О.Ф. Технология переработки нефти. В 2 ч.
Часть первая. Первичная переработка нефти. - М.: КолосС, 2005. - 400 с.
7. Ахрименко З.М., Ахрименко В.Е., Пащевская Н.В., Марусов М.А. Химия
нефти: Методические указания к лабораторным и практическим
занятиям, тестовые и индивидуальные контрольные задания. - Краснодар:
КСЭИ, 2007. - 76 с.
8. Егоров А.С., Шацкая К.П. Химия. Пособие-репетитор для поступающих в
ВУЗы/ 2-е изд., перераб. и доп. - Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2001.
- 768 с.
9. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. Учебник для
ВУЗов: - Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001 - 544 с.: илл.