CC BY
15Х
И
М
И
Ч
Е
С
К
И
Е
ТЕХНОЛОГИИ
УДК 54
Т.Э.Абаев, Л.Р. Мудаева, Д.Н. Агаев РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ АДСОРБЦИОННОЙ ДЕПАРАФИНИЗАЦИИ
В статье рассматривается процесс адсорбционной депарафинизации. Приведены исторические данные. Дана принципиальная технологическая схема установки адсорбционной депарафинизации.
Ключевые слова: адсорбция; кабельное масло; фильтрация; регенерация; температура застывания.
Процесс адсорбционной депарафинизации применялся для переработки высокоочищенного масляного сырья, не содержащего смолистых веществ, и предварительно освобожденного другими способами депарафинизации от основной массы застывающих компонентов. В процессе адсорбционной депарафинизации осуществляли глубокое извлечение из сырья застывающих кристаллизующихся компонентов и получали масло с предельно низкой температурой застывания.
Особенности процесса - простота его аппаратурного оформления и отсутствие необходимости применения холода при получении масел с низкими температурами застывания [1].
В 1953-1957 гг. сотрудниками ГрозНИИ Н.Ф. Богдановым и Е.М. Брещенко, был проведен значительный объем работ, посвященных разработке технологии адсорбционной депарафинизации, применительно к получению кабельного масла С-220 [92-95]. Была установлена возможность депарафинизации активированными углями разнообразных нефтяных продуктов и определены основные закономерности, управляющие этим процессом.
Уже в 1954 г. на лабораторных и пилотных установках были получены основные показатели процесса и установлена его эффективность.
В таблице 1приведены результаты депарафинизации активированным углем некоторых нефтяных
масел.
Из активированных углей, вырабатывавшихся на тот период в нашей стране, для адсорбционной депарафинизации применялись угли марок БАУ, КАД, АГ-2, АР-3 и др.
Процесс адсорбционной депарафинизации нефтяных масел успешно протекал при комнатной температуре, и охлаждения не требовал.Кратности обработки исходных продуктов активированными
© Абаев Т.Э., Мудаева Л.Р., Агаев Д.Н., 2019.
Научный руководитель: Садулаева Альбика Супьяновна - доцент кафедры «Химическая технология нефти и газа», Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова, Россия.
углями зависели от содержания в них застывающих компонентов и составляли 200-400% для угля марки АР-3.
При депарафинизации активированными углями достигались очень низкие температуры застывания депарафинированного масла. Возможное снижение температуры застывания ограничивалось
только вязкостным застыванием низкозастывающего компонента обрабатываемого продукта.
Таблица 1
_Адсорбционная депарафинизация различных нефтяных продуктов_
Кратность обработки углем, вес,% о 1ч Низкозастывающий Застывающий
Температура застывания исходно продукта, оС продукт продукт
Исходные продукты выход, % от исходного температура застывания, оС выход, % от исходного темпераура застывания, оС
Кабельное масло С-110 200 -19 70,6 -32 8,6 +1
Авиамасло МС-20 грозненское 200 -20 71,9 -29 15,6 -6
Рафинат ГНМЗ 1200 +44 36,8 -12 24,4 +47
Кабельное масло С-220 (эмбенское) 250 -38 83,7 -43 9,4 -16
Парафиновый дистиллят 800 +22 25,2 -30 18,7 +37
Деароматизированный веретенный дистиллят 500 +6 55,9 36 35,1 +16
Деароматизированное трансформаторное масло 200 -48 43,0 -66 - -
Технологически процесс адсорбционной депарафинизации осуществлялся по следующему принципу. Исходный продукт растворяли в легкокипящем углеводородном разбавителе, не содержащем ароматических углеводородов. Раствор пропускали через активированный уголь, и он освобождался от застывающих компонентов. После отработки угля отмывали механически удержанные им низкозастывающие компоненты тем же растворителем, который применялся для разбавления исходного сырья. Затем этот растворитель удаляли из угля пропаркой водяным паром. Десорбцию застывающих компонентов из угля проводили обработкой горячим бензолом. Оставшийся на угле бензол удаляли также пропаркой водяным паром. Затем уголь просушивали током горячего воздуха, после чего он становился пригодным для повторного использования. На одной и той же порции угля АР-3 было проведено более 70 циклов адсорбционной депарафинизации и регенерации, после чего уголь сохранил активность на уровне, приемлемом для дальнейшего его использования [2]. Но при переработке недостаточно высокоочищенных продуктов активированный уголь утрачивал значительную часть активности через несколько циклов. Технологическая схема установки адсорбционной депарафинизации приведена на рисунке 1.
Эта установка, разработанная в ГрозНИИ, была построена на Батумском и НУ НПЗ. На НУ НПЗ эксплуатировалась установка непрерывной адсорбционной очистки депарафинированного экстракта с целью получения высокоароматизированных масел - теплоносителя АМТ-300 и других продуктов. Исходное сырьё разбавляли растворителем-разбавителем (бензином) и профильтровывали через слой гранулированного депарафинирующего адсорбента. При фильтрации застывающие компоненты удерживались адсорбентом, а депарафинированный раствор, содержащий целевое низкозастывающее масло, выводили из слоя адсорбента и отправляли на регенерацию растворителя. Отработанный адсорбент для удаления оставшегося раствора сырья промывали чистым растворителем-разбавителем, затем пропаркой водяным паром освобождали его от растворителя, просушивали воздухом и далее промывали десорбирующим растворителем (бензолом) для извлечения из него застывающих компонентов и восстановления его адсорбирующей способности. После отмывки застывающих компонентов адсорбент еще раз пропаривали водяным паром для удаления из него десорбирующего растворителя, просушивали воздухом и снова возвращали в процесс для повторного использования [3].
1-емкость сырья; 2 - емкость бензина; 3 - емкость бензола; 4 - смеситель; 5 - адсорберы; 6 - приемник раствора депарафинированного масла в бензине; 7 - приемник раствора застывающего компонента в бензоле; 8,9 -водяные холодильники-конденсаторы; 10- водоотделитель бензола; 11 - водоотделитель бензина; 12 - сборник бензина от промывки отработанного адсорбента; 13- подогреватель бензола; 14-регулятор давления.
Линии: I-сырье; II-бензин; III- раствор сырья в бензине; IV-воздух; V-бензол на десорбцию застывающего компонента; VI- раствор целевого низкозастывающего депарафинированного масла в бензине; VII- раствор застывающего компонента в бензоле; VIII-водяной пар с парами бензола; IX-водяной пар с парами бензина; X-бензол из водоотделителя в емкость; XI- бензин, спускаемый из водоотделителя в емкость; XII-бензин, спускаемый из адсорберов после промывки отработанного адсорбента^Ш- пары бензола в перегонную аппаратуру; XIV- на регенерацию бензина; XV- на регенерацию бензола; XVI - вода в канализацию; XVII - вода на охлаждение; XVIII- пар.
Рис. 1. Принципиальная технологическая схема адсорбционной депарафинизации:
Ниже приведены основные технологические показатели адсорбционной депарафинизации активированным углем марки АР-3 деароматизированного продукта, выделенного из масла МС-20, с получением целевого низкозастывающего масла с температурой застывания -30-32оС.
Адсорбент.................................................таблетированный уголь марки АР-3
Растворитель-разбавитель...............................фракция алкилбензина 80-110оС
Десорбирующийрастворитель.............................................................бензол
Выход низкозастывающего масла, % от сырья.........................................75-80
Кратность разбавления сырья бензином....................................................1^3
Оборотный расход бензина на промывку
отработанного угля, % от сырья..........................................................100-120
Оборотный расход бензола на десорбцию, % от сырья............................300-400
Температура адсорбционных операций..............................температура воздуха
Температура десорбции, оС.................................................................53-60
Процесс адсорбционной депарафинизации обладал рядом достоинств:
-возможность проводить депарафинизацию при температуре окружающего воздуха, не прибегая к дорогостоящему охлаждению;
-осуществление процесса в простой аппаратуре, без сложных разделяющих устройств, применяемых в низкотемпературной депарафинизации (вакуумные фильтры);
-многократная (свыше 48 раз) регенерация адсорбента - угля без выгрузки и транспортировки его; сравнительно невысокий расход растворителя [4].
Благодаря этим положительным чертам процесса адсорбционной депарафинизации расходы, связанные с ним, оказывались значительно более низкими, чем при низкотемпературной
депарафинизации. Было подсчитано, что при близких производительностях депарафинизационных установок капитальные затраты на адсорбционную депарафинизацию, отнесенные к одной тонне продукции в год, составили 66% от соответствующих затрат при низкотемпературной депарафинизации с вакуумфильтрацией.
Процесс нашел применение в производстве низкозастывающих кабельных, трансформаторных, приборных и других специальных сортов низкозастывающих масел [5,6].
Библиографический список
1.Гуревич И.Л. Авторское свидетельство № 7531,1947 г.
2.Богданов Н.Ф., Брещенко Е.М. Н.-т.отчет ГрозНИИ по теме №43,1955.
3.Богданов Н.Ф., Брещенко Е.М. Н.-т.отчет ГрозНИИ по теме №39. 1956.
4.Богданов Н.Ф., Брещенко Е.М. Н.-т.отчет ГрозНИИ по теме №49. 1957
5.Богданов Н.Ф., Степуро С.И., Брещенко Е.М., Сергеева М.И. Новые принципы получения низкозастывающих масел. Труды II научно-технической конференции ГрозНИИ. Чечено-ингушское книжное издательство. 1957 г.
6.Брещенко Е.М. // ХТТМ. 1959. №3.
АБАЕВ ТАРХАН ЭДЫМОВИЧ - магистрант, Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова, Россия.
МУДАЕВА ЛАЙЛА РАМЗАНОВНА - магистрант, Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова, Россия.
АГАЕВ ДЕНИЛБЕК НАЖМУДИНОВИЧ - магистрант, Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова, Россия.
