Процессы очистки и разделения нефтяного сырья. Химические методы очистки нефтепродуктов

Процессы очистки и разделения нефтяного сырья.

Нефтяные фракции, получаемые в процессах первичной и вторичной переработки, содержат УВ, которые ухудшают их эксплуатационные свойства, потому одной из важнейших стадий производства товарных, особенно тяжелых нефтепродуктов является их очистка.

      В зависимости от свойств сырья и требований к качеству продукции выбирают такой процесс очистки, чтобы получить максимальный выход продукции при минимальных затратах и в конечном итоге окупить затраты при использовании продуктов улучшенного качества.

      Процессы удаления нежелательных компонентов из нефтяного сырья могут быть химическими т.е. кислотная, щелочная, гидроочистка и т.д., а так же физическими т.е. экстракция, депарафинизация, адсорбция и др. Сюда же относится и выделение индивидуальных соединений и узких фракций т.е. бензола, толуола, ксилола, жидких и твердых парафинов, нафтеновых кислот и др.

Назначение процессов очистки нефтяных масел

Масла классифицируют по разным принципам:

Во первых: по способу получения они могут быть дистилятные и остаточные, а так же полученные компаундированием. Сюда же относятся загущенные масла т.е. с присадками. Без присадок выпускается 20% всех масел.

Во вторых: по способу очистки т.е. в зависимости от метода очистки т.е. кислотно-щелочной, кислотно-контактной, селективной, адсорбционной очистки, масла гидрогенезационных процессов. Почти все масла проходят депарафинизацию при помощи кристаллизации или гидрокаталитическую. Без депарафинизации получают масла только в тех случаях, когда сырье малопарафинистое, либо необходимо масло с высокой температурой застывания. Часто к маслам добавляют присадки для уменьшения температуры застывания.

В третьих: по назначению или по областям прим-ния выделяют следующие группы масел:

      Наибольшее по количеству, объему и важности – смазочные масла.

      Далее идут консервационные масла, электроизоляционные, гидравлические, технологические, вакуумные, медицинские, парфюмерные, ветеринарные и т.д.

Смазочные масла делятся по областям значения. Главное их назначение – уменьшение трения и износа перемещающихся относительно друг друга металлических поверхностей. Это моторные, индустриальные, трансмиссионные, турбинные, компрессорные и др.

      Моторные масла делятся еще на подгруппы т.е. карбюраторные, дизельные, для поршневых авиационных двигателей, для реактивных двигателей и др.

      Карбюраторные масла делятся на различные масла для разных двигателей. Кроме того они делятся по величине вязкости на летнее и зимнее, и на группы по условиям применения.

      Имеется 21 класс вязкости моторных масел. От вязкости 3,8 мм. кв/сек при 100 градусах до 23 мм. кв/сек при 100 градусах. При этом 14 классов являются загущенными.

      Для моторных масел в зависимости от области применения и эксплуатационных свойств имеется 8 групп моторных масел от А до Е. Группа А – для нефорсированных карбюраторных двигателей и дизелей. Группа Г – карбюраторные высокофорсированные двигатели. Группа Д – высокофорсированные двигатели с наддувом, работающие в тяжелых условиях. Каждая последующая группа для более тяжелых условий.

      Для каждого двигателя и механизма подбирается свой уровень вязкости масел. Для масел так же важны вязкостно-температурные свойства т.е. изменение вязкости с температурой. Эти свойства характеризуются индексом вязкости.

О важности вязкости масел и индекса вязкости можно судить по такому факту, что на кривой вязкость – температура можно выделить 4 характерные точки. А – максимальная вязкость, при которой возможен пуск двигателя при низких температурах. Б – максимальная вязкость, при которой все еще обеспечиваются условия охлаждения и разбрызгивания масла. В -  минимальная вязкость при которой отсутствует утечка масла и обеспечивается герметичность системы.              Г – минимальная вязкость, при которой обеспечивается гидродинамический режим смазки.

      Для смазочных масел важной является смазывающая способность, для того, чтобы избежать фрикционного износа подшипников т.е. способность образовывать непрерывную смазочную пленку. Масла должны иметь стабильность к окислению кислородом воздуха, антикоррозионные и защитные свойства.

      Физико-химические и эксплуатационные свойства масел зависят от химического состава. Масла – жидкости с молекулярной массой 300-750, с УВ содержащими 20-60 атомов углерода и выкипающие в пределах 300-650, и имеющие вязкость при 100 градусах от 3 до 40 мм.кв/сек.

      Из нефтяных дистиллятов и остатка при очистке, депарафинизации и доочистке удаляют асфальто-смолистые вещества, полициклические УВ с короткими боковыми цепями, высокомолекулярные  парафиновые УВ нормального строения, серу, кислород, азот содержащие соединения, которые ухудшают эксплуатационные свойства масел. Серу специально не удаляют, просто она удаляется попутно. Парафиновые УВ нормального строения имеют низкую вязкость, низкий индекс вязкости и высокую температуру плавления. Удаление их приводит к увеличению индекса вязкости и уменьшению температуры застывания. Изопарафиновые УВ являются желательными компонентами т.к. они имеют высокий индекс вязкости и низкую температуру застывания. Нафтеновые УВ с 5 и 6 атомами в циклах с длинными боковыми цепями имеют хороший индекс вязкости и низкую температуру застывания, они являются самыми желательными компонентами. Арены и Нафтеноароматические УВ с 1-3 кольцами и с длинными боковыми цепями т.е. легки арены  так же являются желательными компонентами, а многокольчатые арены с короткими боковыми цепями т.е. тяжелая ароматика и асфальто-смолистые вещества являются нежелательными УВ и их удаляют.