ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выделение смолисто-асфальтеновых веществ из "Нефть и нефтепродукты" Смолисто-асфальтеновые вещества — гетероатомные высокомолекулярные соединения, включающие нефтяные смолы и асфальтены. Свежевыделенные асфальтены хорошо растворяются в сероуглероде, хлороформе, четыреххлористом углероде, бензоле и его гомологах, циклогексане и ряде других растворителей не растворяются в низкомолекулярных алканах (С5-С8), ди-этиловом эфире, ацетоне и др. Однако со временем, особенно под действием солнечного света, асфальтены теряют способность растворяться в бензоле. [c.52] Существующие в настоящее время методы по выделению смолисто-асфальтеновых веществ из нефти и нефтепродуктов можно разделить на сольвентные, абсорбционные, термокаталитические, химические. Методы реализованы в промышленном, полупромышленном масштабе и имеют препаративное значение. Деасфальти-зация растворителями, нри которой смоли-сто-асфальтеновые вещества не претерпевают химических превращений, а растворитель регенерируется и используется многократно, изучена наиболее полно как в лабораторных, так и в полупромышленных и промышленных условиях. [c.52] Сольвентные методы. Эти методы наиболее часто применяются для выделения смолисто-асфальтеновых веществ из нефти, предусматривают разделение тяжелых нефтяных остатков на асфальтены и маль-тены. Они основаны на том, что в присутствии избытка низкомолекулярных алканов или других осадителей, по отношению к которым асфальтены лиофобны, они коагулируют, увлекая с собой в виде сольватных слоев надмолекулярных структур некоторую часть смолистых продуктов. [c.52] Основная проблема сольвентного способа — трудность четкого отделения асфальтенов. Она состоит в том, что асфальтены приходится выделять из многокомпонентных систем, содержащих бесконечное разнообразие близких по химической природе веществ. Асфальтены образ т со смолами надмолекулрные структуры и совместно осаждаются, поэтому четкость разделения их особенно сильно зависит от таких факторов, как подготовка образцов, природа растворителя, его количество, соотношение смол и асфальтенов в исходном продукте, агрегативная устойчивость надмолекулярных образований, число ступеней экстракции или коагуляции, температура. [c.52] Известно, что асфальтены в нефтях и нефтяных остатках могут находиться либо в коллоидно-диспергированном состоянии (во взвешенном виде или в виде выпавшей фазы), либо образовывать истинные растворы (рис. 1.1). [c.52] Растворимость асфальтенов в сольвентах различной химической природы зависит от их молекулярной массы, плотности, конденсированности структуры. Наблюдается определенная корреляция между растворимостью асфальтенов и содержанием в них водорода. [c.53] Для углеводородных растворителей наблюдается зависимость количества и природы выделившегося остатка от длины цепи используемого растворителя. Количество остатка увеличивается по мере уменьшения числа углеводородных атомов в растворителе, после С оно не зависит от числа углеродных атомов. Пропаном осаждается смесь асфальтенов, полярных аренов и циклоалкано-аренов пентан осаждает смесь асфальтенов и полярных соединений ароматического характера а гептан осаждает преимущественно асфальтены (табл. 1.29). [c.53] Температура осаждения заметно сказывается на количестве и качестве осадка. При холодных способах (при комнатной температуре) наблюдается значительная адсорбция смол на асфальтепах и соосаждение алканов. При повышении температуры выход смолистой фракции уменьшается. Это различие особенно заметно при малых кратностях. Однако полностью отделить асфальтены не удается. [c.54] Пропановая деасфальтизация используется на практике много лет и является одной из основных стадий производства высоковязких остаточных масел. Осуществляется она при 70-80 С, давлении 3,5 МПа с кратностью растворителя к сырью 8 1. Выход деасфальтизата при пропановой де-асфальтизации составляет от 20 до 35 % (коксовое число 0,9-1,2 %). Пропановая деасфальтизация мало селективна. Использование бутана или его смеси с пропаном улучшает селективность и приводит к более высокому выходу деасфальтизата (65-80 % на гудрон или 30-40 % на нефть) и асфальта. [c.54] Асфальтиты (табл. 1.30) — ценное химическое сырье. Они могут заменить природные асфальтиты, запас которых практически исчерпан. [c.54] Смолы получаются повторной деасфаль-тизацией бутаном при 60 °С и при соотношении растворителя к сырью — 4 1-7 1. Выход нефтяных смол на деасфальтизат 10-30%. Концентраты содержат 10-40% масел, 8-10 % асфальтенов и 50-80 % смол. [c.54] В лабораторных условиях для отделения асфальтенов использовалось большое количество растворителей петролейный эфир, очищенный бензин, алкилатная фракция, пентан, изопентан, гексан, гептан, циклогексан и др. (рис. 1.3). [c.54] Наиболее часто применяют экстракцию гептаном по методу Гольде. По этому способу осадок (асфальтены), полученный при растворении навески испытуемого продукта в 40-кратном объеме деароматизирован-ного бензина после выдержки в течение 12 ч при 20 °С, переносят на фильтр и промывают холодным бензином до тех пор, пока фильтрат не будет оставлять никакого масляного пятна после испарения. Затем полученные асфальтены обрабатывают в аппарате Сокслета горячим бензином до полного удаления адсорбированных смол и выпавшего парафина. Данный метод дает наиболее правильные и надежные результаты по содержанию асфальтенов. [c.56] Процесс адсорбционной очистки движущимся адсорбентом позволяет проводить глубокое обессмоливание гудронов. Для глубокой деметаллизации и деасфальтизации рекомендуется нефтяное сырье пропускать через стационарный слой адсорбента при 200-500 °С и давлении 30 МПа или при 300-800 °С и 0,2-3 МПа. В последнем случае лучше использовать макропористый сорбент с нанесенным на его поверхность металлами. В качестве адсорбентов применяются гранулированная сажа, гранулированный шлам от производства алюминия, активные угли. [c.56] Недостатком адсорбционного способа является то, что на адсорбенте остается 10-30 % органических веществ, которые нуждаются в дополнительном выделении. [c.56] Термокаталитическая деасфальтизация. Но этому методу осаждение смоли-сто-асфальтеновых веществ проводят под давлением в присутствии катализатора и водорода, концентраты асфальтенов отделяются фильтрованием, центрифугированием или отстаиванием. Например, при использовании хлоридов металлов в термокаталитической деасфальтизации (290-480 С, давление 3,5-14 МПа) осуществляется не только деасфальтизация, но и 80-100 % деметаллизация. [c.56] Химические методы. Эти методы основываются на обработке нефти и нефтепро-дутста минеральными кислотами (например, хлороводородной, хлорсульфоновой, азотной, фосфорной, сероводородом), расплавами гидроксидов металлов, водным аммиаком и др. Общий недостаток этих методов — высокая агрессивность реагентов, химическое взаимодействие со смоли-сто-асфальтеновыми веществами и невозможность их повторного использования. [c.56] К химическим методам относится также выделение асфальтенов хлоридами металлов (схема 1.1). [c.56] При определенном соотношении, характерном для конкретной системы, при 20 °С удается выделить до 100% асфальтенов и 70 % смол. Асфальтены образуют устойчивые, нерастворимые в углеводородной среде комплексы. Процесс комплексообразования протекает главным образом за счет основного азота, проходит с высокой скоростью и не зависит от температуры. [c.57] Вернуться к основной статье