Влияние фракционного состава сырья на показатели процесса

Депарафинизации

Для процесса кристаллизации большое значение имеет глубина очистки рафината.

Смолы при малой концентрации в растворе тормозят образование зародышей кристаллов твердых углеводородов и не влияют на рост уже образовавшихся кристаллов. В результате получаются более крупные кристаллы, чем в отсутствие смол. Увеличиваются скорость фильтрования и выход депарафинированного масла. Однако существует оптимальное содержание смол, выше которого рост кристаллов затрудняется и показатели процесса ухудшаются. Это объясняется тем, что высокое содержание смол повышает вязкость сырья при низкой температуре и затрудняет рост кристаллов.

Для каждого вида сырья существует свой оптимум содержания смол. Он зависит от происхождения нефти и от вида сырья (остаточное или дистиллятное).

Природа и состав растворителя.Неполярные растворители не применяются для депарафинизации нефтяного сырья, так как имеют ряд недостатков: низкая избирательность, высокий температурный эффект депарафинизации (ТЭД), высокое содержание масла в гаче или петролатуме, необходимость медленного охлаждения, в случае пропана – необходимость повышенного давления в аппаратах установки. В полярных растворителях (ацетон, метилэтилкетон – МЭК) твердые углеводороды растворяются только при повышенных температурах. При низких температурах такие растворители не растворяют твердые углеводороды, но плохо растворяют и жидкие компоненты сырья, поэтому в гаче или петролатуме остается большое количество масла. Для повышения растворяющей способности кетонов к ним добавляют толуол. В смеси растворителей кетон является осадителем твердых углеводородов, а толуол – растворителем масляной части сырья.

Р и с. . Влияние содержания кетона в растворителе на показатели депарафинизации маловязкого рафината: 1 – ацетон; 2 – МЭК

На зарубежных НПЗ применяют в качестве растворителей кетоны большей молекулярной массы: метилизобутилкетон, метилпропилкетон, метилизопропилкетон и др. Эти кетоны обладают повышенной растворяющей способностью при лучшей избирательности и применяются без добавления ароматического соединения. Важным их достоинством является низкий (практически нулевой) ТЭД, большая относительная скорость фильтрования и большой выход депарафинизата

В качестве растворителей применяют также смесь дихлорэтана с метиленхлоридом (процесс Di – Me). Дихлорэтан (50 – 70 %) является осадителем твердых углеводородов, метиленхлорид (50-30 %) – растворитель масляной части сырья. ТЭД близок к нулю. Одно из достоинств процесса – высокая скорость фильтрования суспензии. Растворители не образуют взрывчатых смесей и негорючи, поэтому на установках отсутствует система инертного газа. Недостаток процесса – термическая нестабильность растворителя. Продукты разложения коррозионно-агрессивны. Процесс Di – Me проводится на том же оборудовании, что и процесс депарафинизации кетон-ароматическими растворителями.

Соотношение сырье : растворитель.Степень разбавления сырья растворителем влияет на кристаллизацию твердых углеводородов, а размер кристаллов– на выход масла, четкость разделения компонентов, ТЭД, скорость охлаждения и фильтрования. При выборе оптимальной кратности учитываются все эти факторы.

Чем выше температурные пределы выкипания фракции, тем выше ее вязкость и требуется большая кратность разбавления сырья растворителем. При глубокой депарафинизации кратность увеличивается. Чем ниже температура охлаждения раствора, тем выше кратность.

Скорость охлаждения раствора сырья. Обычно в период образования кристаллов скорость охлаждения не выше 80-100^оС/ч, затем ее увеличивают до 200-400^оС/ч.

11 Принципиальная схема промышленной установки депарафинизации нефтяного сырья кристаллизацией из растворов.

Установки депарафинизации рафинатов и обезмасливания гачей и петролатумов являются наиболее сложными, многостадийными, трудоемкими и дорогостоящими в производстве нефтяных масел.

Сырье и растворитель в смесителе 1 смешиваются в определенном соотношении. Смесь нагревается в паровом подогревателе 2. Если температура сырья выше 60^оС, то термообработку не проводят. Далее раствор сырья охлаждают в водяном холодильнике 3 и регенеративном кристаллизаторе 4, где хладоагентом служит раствор депарафинированного масла (фильтрат) V. Затем охлаждение продолжается в аммиачных кристаллизаторах 5, где хладоагентом служит испаряющийся аммиак. Если температура конечного охлаждения раствора ниже -30^оС, то в качестве хладоагента на последней стадии после охлаждения аммиаком используется этан. Холодная суспензия твердых углеводородов в растворе масла поступает в фильтры (на некоторых установках - на центрифуги) для отделения твердой фазы от жидкой. Осадок твердых углеводородов на фильтре промывается холодным растворителем, затем поступает в шнековое устройство. Туда также добавляется некоторое количество растворителя, обеспечивающее возможность перемещения осадка. В результате фильтрования получают раствор депарафинированного масла, содержащий 75-80 % растворителя, и раствор твердых углеводородов с небольшим содержанием масла. Оба раствора направляют в секции регенерации растворителя 7 и 8.

Р и с. Принципиальная блок-схема установки депарафинизации: 1 – смеситель; 2 – паровой подогреватель; 3 – водяной холодильник; 4 – регенеративный кристаллизатор; 5 – аммиачный кристаллизатор; 6 – ваккумный фильтр; 7 – отделение регенерации растворителя из раствора депарафинированного масла; 8 - отделение регенерации растворителя из раствора гача или петролатума; I – сырье; II – растворитель; III – раствор сырья; IV – суспензия твердых углеводородов; V – раствор депарафинированного масла; VI – раствор гача или петролатума; VII –депарафинированное масло; VIII – твердые углеводороды (гач или петролатум)

12 Химические превращения компонентов тяжелого нефтяного сырья под действием водорода.

Во всех гидрогенизационных процессах происходит облагораживание сырья в результате гидрирования гетеросоединений и смолисто-асфальтеновых веществ.

Серосодержащие соединения.В составе масляных фракций отсутствуют меркаптаны. Схемы реакций других серосодержащих соединений с водородом приведены ниже:

алкилсульфиды

меркаптаны

дисульфиды

циклосульфиды

тиофены

бензтиофены

дибензтиофены

нафтобензтиофены

Азотсодержащие соединения. Схемы реакций азотсодержащих соединений с водородом приведены ниже:

пиррол

пиридин

индолы

карбазол

хинолин

Соединения азота заметно более устойчивы в условиях гидрирования, разложение их наступает при более высоких давлениях и температурах. При проведении процесса в конкретных условиях глубина очистки от азотсодержащих соединений, как правило, меньше глубины обессеривания.