ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические методы разделения без изменения агрегатного состояЭкстракция из "Технология первичной переработки нефти и природного газа Изд.2" Явление комплексообразования в нефтепереработке используется главным образом для вьщеления н-алканов от СзН до С2оН42- Сущность такого избирательного разделения (вьщеления) состоит в том, что карбамид (H2N- O-NH2) образует с -алканами твердое комплексное соединение, выпадающее в осадок (см. свойства н-алканов в разд. 2.4.1) и отделяемое затем от раствора. [c.199] Чистый карбамид в обычных условиях - кристаллическое вещество, кристаллическая ячейка которого состоит из четырех молекул, не образующих между собой свободного пространства (тетрагональная структура). При смешении с нефтепродуктом, содержащим н-алканы, переходит перестройка кристалла карбамида из тетрагональной в гексагональную. В этом случае кристаллическую ячейку карбамида образуют шесть молекул, расположенных по спирали и повернутых друг относительно друга на 120°, т. е. в такой спиралевидной ячейке образуется свободное пространство - канал диаметром 0,49 нм (4,9 А) в узкой части и 0,6 нм - в широкой. В этот канал могут войти молекулы другого вещества, размеры поперечника молекулы которого не превышают 0,49 нм, например н-алканы, имеющие этот размер в поперечнике (0,38 х 0,42 нм). [c.199] Следовательно, для образования комплекса с карбамидом важна не химическая природа вещества, а конфигурация и размеры его молекулы. [c.199] В процессе образования комплекса, как и в химических реакциях, устанавливается равновесное состояние (хотя химических превращений при этом не происходит). [c.199] Константа равновесия существенно зависит от т (а значит, и и), а также от температуры (рис. 4.5). [c.200] Для того чтобы улучшить массоперенос в процессе комплексообразования, обычно процесс ведут в среде растворителя с добавкой активаторов, снижающих вязкость среды. В качестве растворителей используют метиленхлорид или спирты. Карбамид в систему вводится либо в водном растворе, либо в кристаллическом виде. [c.200] Метод комплексообразования нашел широкое применение для избирательного извлечения н-алканов (депарафинизации) в лабораторной практике при количественном анализе содержания н-алканов в средних фракциях нефти (200 - 400 °С). Образующийся при этом комплекс (белый пастообразный осадок) отделяют от нефтепродукта в фильтрующей вакуумной воронке, промывают чистым растворителем и сушат. После этого просушенный комплекс разлагают нафеванием до 80 - 90 °С (горячей водой), в результате чего образуются слой парафина и карба-мидный раствор. Чистота слоя парафина по сумме алканов составляет обычно 95 - 97% (мае ). [c.200] В промышленности процесс карбамидной депарафинизации дизельных топлив раствором карбамида (рис. 4.6) получил офа ниченное применение из-за предпочтительности адсорбционного выделения жидкого парафина более высокой чистоты. [c.200] Кроме карбамида комплексные соединения с -алканами образует также вода, но в этом случае в комплекс вступают только легкие алканы - метан, этан и пропан (см. также свойства -алканов в разд. 2.4.1). [c.201] Экстракцией называют процесс извлечения из какой-либо жидкости (раствора) или твердого тела веществ растворителем, избирательно растворяющим эти вещества. Поэтому такой процесс часто называют также селективной очисткой, а растворители называют избирательными (селективными). [c.201] При экстрактивном разделении такой сложной углеводородной смеси, как нефтяные фракции, используемые селективные растворители проявляют практически весь комплекс межмолекулярных взаимодействий - ориентационные, индукционные, дисперсионные, водородные связи и взаимодействия с переносом заряда. Внещние условия могут лищь изменять соотноще-ния в действиях этих сил. [c.202] По способности селективно растворять углеводороды растворители относят, как уже отмечалось, к двум группам (см. разд. [c.202] Иллюстрацией зависимости КТР такого растворителя от состава раствора для системы масло парафинистой нефти-фурфурол служит рис. 4.7. [c.202] На экстракционные свойства растворителей этой группы существенное влияние оказывает их природа (химическое строение). При оценке влияния этого фактора растворители характеризуют растворяющей способностью и избирательностью. [c.202] Растворяющая способность - это способность наиболее полно растворять компоненты сырья (нефтяной фракции), подлежащие извлечению. [c.202] Избирательность растворителя - его способность четко отделять одни компоненты от других. [c.203] При использовании растворителей для разделения нефтепродуктов на фуппы углеводородов или их соединений часто оказывается, что сочетание их растворяющей способности и изби-рательностй не обеспечивает требований разделения (больщая растворяющая способность при малой избирательности, и наоборот). В этом случае к растворителю добавляют другой, улучшающий то или иное свойство, а иногда и третий компонент -антирастворитель, частично подавляющий одно из свойств. Например, часто для снижения высокой растворяющей способности добавляют к растворителю воду (I - 8%). Для повышения растворяющей способности полярных растворителей к ним добавляют неполярные вещества (бензол или толуол). [c.203] Экстракционное разделение в нефтепереработке - основной процесс, используемый при очистке нефтепродуктов и при извлечении ароматических углеводородов для нефтехимии. Это разделение используется в следующих технологиях. [c.203] Селективная очистка масел - процесс экстракционного извлечения из масляных дистиллятов (350 - 500 °С) и деасфальтиза-тов гудрона смол и высокомолекулярных ароматических углеводородов (рис. 4.8). [c.204] Рафинатный раствор // сверху экстрактора нагревается и от него отделяется растворитель (фенол, фурфурол или N-метилпирролидон), возвращаемый после обезвоживания в экстрактор. Очищенное масло V с повышенным индексом вязкости направляется на депарафинизацию. Экстракт VI после отгона растворителя - концентрат смол и тяжелой ароматики -используют для приготовления битумов, получения кокса или как компонент тяжелого металлургического топлива. [c.204] Вернуться к основной статье