CC BY
143
УДК 665.63(675.8)
А. Г. Абд, | П. Л. Ольков, Ш. Т. Азнабаев
Повышение эффективности селективной очистки масляных дистиллятов фурфуролом
Уфимский государственный нефтяной технический университет 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (3472) 42-07-12
На ряде НПЗ при селективной очистке масляных фракций в качестве избирательного растворителя применяется фурфурол. Добавление к фурфуролу 20—30 % Ы-метилпирролидона позволяет увеличить выход рафината.
Ключевые слова: фурфурол, Ы-метилпирроли-дон, селективная очистка, двойной растворитель, экстракция.
Одним из основных процессов традиционной технологии производства нефтяных масел является селективная очистка масляных дистиллятов. В настоящее время такая очистка проводится с использованием в качестве избирательного растворителя фенола, фурфурола или Ы-метилприрролидона. Основные показатели качества растворителей представлены в табл. 1 1.
Из данных табл. 1 видно, что наилучшей экологической характеристикой обладает Ы-метилприрролидон. В связи с этим, как за рубежом, так и в России, наиболее токсичный растворитель фенол заменяется Ы-метилприр-ролидоном 2. Результаты замены фенола Ы-метилприрролидоном в литературе 2.
Во многих странах мира, в том числе и в Республике Ирак, традиционным растворителем при селективной очистке масляных дистиллятов является фурфурол. Сведения о замене фурфурола на Ы-метилприрролидон
весьма ограничены. Анализ физико-химических свойств фурфурола и Ы-метилпирролидо-на показывает, что эти растворители обладают некоторыми общими свойствами:
1) термическая стабильность фурфурола и Ы-метилпирролидона меньше, чем у фенола, поэтому регенерация этих растворителей должна проводиться в вакууме;
2) фурфурол и Ы-метилпирролидон легко окисляются, т. е. они должны храниться в инертной атмосфере.
Указанные общие свойства позволяют предположить возможность использования смеси фурфурола и Ы-метилпирролидона для селективной очистки.
В представленной работе дана сравнительная оценка процесса селективной очистки масляного дистиллята Ы-метилприрролидоном и фурфуролом. Объектами исследования были средневязкий дистиллят, а также растворители: фурфурол и Ы-метилприрролидон. Основные показатели качества дистиллята: р2 = 0.877; V100 = 4.32 мм2/с, V50 =15.48 мм2/с, Тзаст=20°С:^ =1.4880.
Очистка дистиллята проводилась на лабораторной установке при равном соотношении растворитель : сырье и температурах, равноудаленных от КТР, в следующей последовательности. В экстрактор загружали необходимые количества сырья и растворителя, смесь
Таблица 1
Физико-химические характиристики избирательных растворителей
Фурфурол Фенол Ы-метилприрролидон
Плотность, г/см3 1.1598 1.071 1.033
Температура кипения, оС 161.7 181.2 204
Температура, плавления, оС -38.7 40.976 -24
Критическая температура, оС 396 419 451
Критическое давление, мПа 5.43 6.05 4.78
Молекулярная масса 96.03 94.11 99.13
Температура застывания, оС -36.5 40.9 -23.6
Вязкость кинематическая, мм2/с 0.907 (38 оС) 3.8 (45 оС) 1.79
Дипольный момент, О 3.57 1.7 4.09
Класс токсичности 3 2 4
ПДК, мг/м3 10 0.3 100
Дата поступления 23.03.07
Башкирский химический журнал. 2007. Том 14. №4
нагревали до требуемой температуры и выдерживали в экстракторе в течение 10 мин для того, чтобы загруженные сырье и растворитель приняли заданную температуру экстракции. Затем включали мешалку для интенсивного перемешивания в течение 10 мин. После окончания перемешивания содержимому экстрактора дали отстояться в течение 15 мин. За это время происходит четкое разделение системы на два слоя: нижний — экстрактный раствор, верхний — рафинатный раствор. Отстоявшийся нижний слой сливают, а рафинат-ный раствор для удаления следов растворителя промывают однократно порцией горячей
(70 оС) воды, равной трем объемам рафината. Промывку рафината ведут при очень сильном, но кратковременном перемешивании во избежание образования устойчивой эмульсии.
Полученные результаты представлены в табл. 2. Зависимость выхода рафината от состава растворителя показана на рис. Из полученных данных видно, что при значительных соотношениях растворитель : сырье в случае применения Ы-метилпирролидона заметно снижается выход рафината. Однако, как видно из рис., наблюдается синергетичес-кий эффект по выходу рафината во всем
Таблица 2
Результаты очистки дистиллята третьей масляной фракции
Показатели Соотношение компонентов растворителя фурфурол : Ы-Метилприрролидон
100 : 0 80 : 20 70 : 30 60 : 40 50 : 50 40 : 60 20 : 80 0 : 100
КТР, оС 124 120 115 110 108 102 100 100
Кратность разбавления (массовая доля) 2.5 : 1 2.5 : 1 2.5 : 1 2.5 : 1 2.5 : 1 2.5 : 1 2.5 : 1 2.5 : 1
Температура экстракции, оС 94 90 85 80 78 70 68 70
Выход рафината, % мас. 64 68 68.5 64 63 63 62 62
Показатель преломления при 50 оС 1.4810 1.4820 1.4860 1.4926 1.4921 1.4923 1.4922 1.4812
Вязкость, мм2/с При 50 оС 17.3 17.9 21.1 21.1 20.2 19.9 19.9 19.9
При 100 оС 4.87 4.87 5.33 5.70 5.33 5.55 5.43 5.27
100% ^ 0 (Фурфурол) 0 -► 100% (К-МП)
Рис. Зависимость выхода рафината от состава растворителей фурфурол : Ы-МП при равном соотношении растворитель : сырье
52
Башкирский химический журнал. 2007. Том 14. №4
интервале концентраций. Наибольший синер-гетический эффект наблюдается при содержании Ы-метилпирролидона в фурфуроле в количестве 20—30 %. Таким образом, применение двойного растворителя позволит увеличить выход рафината на 3—4 %.
Для получения рафината равной глубины очистки в случае применения фурфурола процесс должен проводиться при более высокой температуре и большей кратности растворитель : сырье. Из полученных данных видно, что при добавлении к фурфуролу Ы-метил-прирролидона в количестве 15—20 % заметно снижается как температура очистки, так и соотношение растворитель : сырье.
Результаты исследований могут быть использованы на НПЗ топливно-масляного профиля Республики Ирак.
Литература
1. Азнабаев Ш. Т., Нигматулин В. Р., Нигмату-лин И. Р. Избирательные растворители и хладагенты в переработке нефти.— Уфа.: УГНТУ, 2000.- 85 с.
2. Колесник И. О. // Мир нефтепродуктов.-2003.- №2.- С. 4.
3. Тарасов А. В., Генералов Ю. М. // Мир нефтепродуктов.- 2003.-№2.- С. 6.
4. Гайле А. А., Залищевский Г. Д. Ы-метилпирро-лидон - получение, свойства и применение в качестве селективного растворителя.- СПб.: Химиздат, 2005.- 703 с.
Башкирский химический журнал. 2007. Том 14. Жо4
53
