ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация из раствора в избирательных растворителях из "Твердые углеводороды нефти" Наибольшее промышленное применение для выделения твердых углеводородов получили процессы депарафинизации и обезмасливания с применением избирательных растворителей. Эти процессы основаны на разной растворимости в растворителях жидких и твердых углеводородов при одновременной кристаллизации последних. [c.59] Согласно молекулярной теории растворов [74], состояние системы определяется двумя противоположно действующими факторами с одной стороны, межмолекулярным взаимодействием, обусловливающим потенциальную энергию молекул, и, с другой,-тепловым движением, которое определяет их кинетическую энергию. Притяжение между молекулами, объясняющее взаимную растворимость веществ, создается за счет сил Ван-дер-Ваальса (ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействие) и водородных связей, в которых существенную роль играет донорно-акцепторное взаимодействие. [c.59] Чем выше температура плавления твердых углеводородов, тем при более высокой температуре они растворяются в нефтяных фракциях, из которых выделены [32]. Растворимость твердых углеводородов в углеводородных растворителях зависит от молекулярной массы последних [75], причем эта зависимость экстремальна (рис. 2.1). Растворяющая способность сжиженных углеводородных газов уменьшается при переходе от бутана к этану. [c.60] Исследование влияния температуры плавления, а следовательно, молекулярной массы твердых углеводородов на их растворимость в сжиженном пропане показало, что в области низких температур в сжиженном пропане практически не растворяются твердые углеводороды, что позволяет использовать сжиженный пропан в качестве растворителя при выделении этих углеводородов в процессе депарафинизации. Высокая растворимость твердых углеводородов в сжиженном пропане за счет однотипных дисперсионных сил межмолекулярного взаимодействия требует низких температур для их выделения, что делает процесс дорогостоящим. Кроме того, неполярные растворители из-за малой избирательности приводят к высокому содержанию масла в твердой фазе, а необходимость низких скоростей охлаждения снижает производительность установок. В том случае, когда в качестве растворителя используют сжиженные углеводороды, в основных аппаратах необходимо поддерживать повышенное давление. [c.60] Твердые углеводороды масел при низких температурах и соответствующей кратности растворителя почти полностью выделяются из раствора. Их растворимость в полярных растворителях так же, как и части циклических углеводородов с длинными боковыми цепями, является результатом действия дисперсионных сил. Растворимость остальных циклических углеводородов и смол определяется индукционным, а смол-ориентационным взаимодействиями. При понижении температуры влияние дисперсионных сил постепенно ослабевает, в то время как действие полярных сил усиливается. При повышенных температурах основное влияние на растворимость углеводородов оказывают дисперсионные силы, так как из-за увеличения теплового движения молекул ориентация их под действием электрического поля молекул растворителя затрудняется. Растворимость твердых углеводородов в полярных и неполярных растворителях ниже, чем жидких, что объясняется их слабой поляризуемостью, и, кроме того, строение к-алканов обусловливает возможность сближения их молекул с образованием кристаллов. [c.61] Изучение растворимости твердых углеводородов имеет важное значение при выборе растворителя в процессах их выделения. От этого зависит возможность более четкого разделения фаз в процессах депарафинизации и обезмасливания, конечная температура охлаждения и температурный эффект депарафинизации, что обусловливает экономичность процесса. Скорость разделения суспензии в большой мере определяет производительность установок такого назначения. [c.61] Для обеспечения оптимальных условий кристаллизации твердых углеводородов в процессах депарафинизации и обезмасливания учитывается влияние фракционного состава сырья, природы, состава и расхода растворителя, способа его подачи, температуры конечного охлаждения сырьевой суспензии и технологических особенностей процесса. От совокупности этих внешних факторов зависит ход кристаллизации твердых углеводородов, т.е. образование надмолекулярных структур, окруженных сольватными оболочками большей или меньшей толщины, а следовательно, и основные показатели, характеризующие процессы в целом. Влияние различных факторов на выделение твердых углеводородов из нефтяного сырья путем кристаллизации из растворов в избирательных растворителях подробно рассмотрено в работах [32, 36]. [c.62] За рубежом при депарафинизации остаточного сырья нашел применение сжиженный пропан, имеющий ряд преимуществ перед растворителями на основе кетонов, а именно возможность использования одного растворителя и для деасфальтизации и для депарафинизации, применение его как хладоагента и низкая стоимость. [c.63] В процессе охлаждения остаточного сырья происходит совместная кристаллизация твердых углеводородов и смолистых веществ, которая способствует формированию крупных дендритных кристаллов, а отсюда и высокие скорости фильтрования, достигающие 600-1000 кгДм ч). При депарафинизации дистиллятного сырья скорость фильтрования значительно ниже, что объясняется иной структурой и меньшей полярностью молекул смол этого вида сырья. По данным [78], общие расходы на такую установку на 30-40% ниже по сравнению с установками депарафинизации в растворе кетонов. [c.63] Вследствие высокой растворяющей способности сжиженного пропана кратность его к сырью небольшая-до 2 1 по объему. В то же время высокая растворимость твердых углеводородов в этом растворителе требует для их выделения низких температур охлаждения, т.е. процесс проходит с высоким температурным эффектом парафинизации (15-20 °С). Это-основной недостаток пропана как растворцгеля для депарафинизации нефтяного сырья [79]. Кроме того, депарафинизация в растворе пропана осуществляется при низких скоростях охлаждения, повышенном давлении в системе имеются и другие недостатки. [c.63] На ряде зарубежных заводов [80-82] вошли в промышленную эксплуатацию процессы депарафинизации с использованием хлорорганиче-ских растворителей, например смеси 1,2-дихлорэтана с метилхлоридом (процесс В1-Ме). Достоинством процесса является возможность проведения одноступенчатой депарафинизации при температуре конечного охлаждения, практически равной требуемой температуре застывания получаемого масла при одновременном получении парафина с содержанием масла 2-6%, а при фильтровании в две ступени можно получать парафины, содержащие менее 2% масла. Процесс проводится с высокими скоростями фильтрования и не требует использования инертного газа. Однако термическая нестабильность хлорорганических растворителей, сопровождающаяся образованием коррозионно-агрессивных продуктов, ограничивает применение процесса. [c.63] Вернуться к основной статье