ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химические и физико-химические методы регенерации трансформаторных масел из "Регенерация трансформаторных масел" Синтетические цеолиты (молекулярные сита) в последние годы все более широко применяются в различных отраслях народного хозяйства. Наиболее крупным потребителем цеолитов являются нефтехимические производства и нефтепереработка. Молекулярные сита сравнительно широко используются и для сушки трансформаторных масел и других специальных жидкостей. Заманчиво их применение и для очистки кислых нефтяных масел [13—17]. [c.40] Состав цеолитов может быть выражен формулой Ме -Э Ог /-геН 2О, где Ме—Са, Ка (реже Ва, Зг, К) Э—81, А1 в переменных соотношениях. Они обладают рыхлой кристаллической структурой, образованной имеющими общие атомы кислорода тетраэдрами 8104 и АЮ4 (рис. 14) в пустотах располагаются катионы Ме и молекулы воды. Цеолиты способны обменивать содержащуюся в них воду на другие жидкости (спирт, аммиак и т. п.), а катионы Ме — на различные другие катионы. В отличие от конструкционной (т. е. входящей в основной состав вещества) воды так называемая цеолитная вода ведет себя как сорбированная. При нагревании цеолитов она удаляется постепенно, причем даже в случае полного обезвоживания основная структура их не разрушается. [c.40] Очень важным фактором для адсорбции цеолитами является их большое сродство с полярными молекулами, что объясняется, но-ви-димому, электростатическим характером адсорбционной связи поверхности цеолитового каркаса и адсорбируемых молекз л. Следует отметить, что цеолиты всех типов имеют очень Нлвсткий и прочный каркас, не подвергающийся деформациям при нагреве и охлаждении. Это обеспечивает устойчивую избирательность адсорбции и многократность использования цеолитов. [c.41] Насыпная плотность, г/с.цЗ, тге мепее Размер гранул, устанавливаемый по соглашению с потребителем,. 11.11. [c.41] Цеолиты типа А и X являются активными влагопоглотителями и характеризуются высокой избирательностью. Установлено [18], что натриевая форма цеолита адсорбирует 0,32 см /г воды, 0,26 см ]г метилового спирта адсорбция же более крупных молекул (м-гек-сана, изооктана и бензола) происходит в незначительной степени. Кальциевая форма цеолита адсорбирует 0,32 сж /з воды, 0,28 метилового спирта, 0,22 см 1г н-гексана изооктан и бензол ею почти не адсорбируются. [c.41] Технология получения синтетических цеолитов, разработанная сравнительно недавно, описана в специальной литературе [19, 20]. Перед использованием на адсорбционных установках цеолиты необходимо иросу1пить (термическая активация, см. ниже). После сушки цеолиты засыпают в герметичную тару или специальные адсорберы с последующим заполнением их сухим маслом во избен ание снижения адсорбционной способности цеолита. [c.41] За последние годы в специальной литературе приводится много работ по сушке молекулярными ситами типа ХаА различных нефтяных фракций и индивидуальных углеводородов трансформаторных масел, олефинов, спиртов и др. [c.41] По сравнению со всеми существующими способами сушки трансформаторных масел, основанными, как правило, на нагревании их до температуры, при которой испаряется вода, сушка с применением молекулярных сит имеет значительные преимущества. Сушка масла путем короткого замыкания тока приводит к местным перегревам и частичному разложению. Сушка в вакууме эффективна, по для нее требуется сложная аппаратура, большой расход электроэнергии и сравнительно много времени. Нагрев до высоких температур приводит к интенсивному окислению и понижению изоляционных свойств масла. Только с промышленным освоением производства синтетических цеолитов появилась реальная возможность глубокой сушки трансформаторных масел адсорбционным методом. [c.42] Молекулярные сита применяют в обычных адсорбционных системах со стационарным слоем адсорбента регенерация осуществляется путем нагрева (термическая регенерация). Как правило, система состоит не менее чем из двух адсорберов, один из которых включен в процесс сушки или очистки жидкого потока, а второй — в процесс регенерации адсорбента. По размерам и сложности адсорбционные системы сильно различаются, но система для сушки трансформаторных масел обычно состоит из двух установок собственно аппаратуры для очистки масла и установки для регенерации и термической активации цеолита. Адсорберы на установках очистки (сушки) и регенерации взаимозаменяемы. [c.42] Адсорбционная сушка трансформаторного масла протекает в несколько стадий. [c.42] Процесс сушки трансформаторного масла цеолитами изучали в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева. Сушку масла проводили в динамических условиях при 25° С на лабораторном стенде с адсорбционными ко.тюнками, заполненными цеолитом КаА. В результате сушки электрическая прочность масла возросла с 20 до 120 кв1см. [c.43] Гранулированные (зерненые) синтетические цеолиты обладают достаточно высокой термической устойчивостью и выдерживают многократную регенерацию при температурах 300—400° С без существенного изменения адсорбционных и механических свойств. При термической обработке, например в течение 6 ч, предел термической стойкости цеолитов составляет 675° С для КаА, 725° С для СаА и 750° С для СаХ и КаХ. Благодаря такой термической стойкости цеолиты способны выдерживать регенерацию. Активацию молекулярных сит перед применением в адсорбционных системах проводят, путем пропускания через них нагретого до 350—400° С воздуха в течение 4—5 ч. При 150—200° С активированный адсорбент заливают сухим трансформаторным маслом во избежание увлажнения. [c.44] Тепло для термической активации и регенерации цеолитов можно получать в выносных нагревателях, в которых осуществляется нагрев. продувочного газа, используемого для обогрева насыщенного адсорбента. В этом случае холодный воздух, подаваемый от воздуходувки или вентилятора, поступает в электронагреватель, где подогревается до 350—400° С. Температура регулируется с помощью контактного термометра с промежуточным реле и магнитным пускателем и.ли термопарой с милливольтметром. Горячим воздухом, направляемым в адсорбер, осуществляют удаление влаги (а при регенерации — выжиг масла) и продувку цеолита. [c.45] Широко применяются также схемы с обогревательными устройствами, расположенными непосредственно в слое адсорбента. В случае сушки веществ, подобных трансформаторному маслу, при регенерации цеолита для удаления масла с поверхности пор вторичной структуры кроме выжига используют отдувку водяным паром или отмывку растворителями (что удобно, но связано с большим расходом растворителя). Регенерация молекулярных сит путем продувки горячим воздухом и выжига является наиболее прием.лемым способом восстановления их активности. [c.45] В промышленности для восстановления отработанных цеолитов применяется оригинальная установка [21), основным узлом которой является специальная печь (электронагреватель), представляющая собой закрытый цилиндр (диаметром 350 мм, высотой 1500 мм и толщиной стенок 8 мм) с индукционным нагревом. В печь вставляется адсорбер с отработанным цеолитом. Воздух прокачивается через адсорбер при помощи вакуум-насоса ВН- Температура нагрева в печи контролируется термопарами, закладываемыми внутрь адсорбера с цеолитом. Восстановление цеолита в печи происходит в течение 6—9 ч. В установку входит четыре адборбера, вентилятор и калорифер для подогрева воздуха. Калорифер представляет собой металлический сварной кожух, внутрь которого вмонтированы нагревательные элементы. Снаружи калорифер теплоизолирован листовым асбестом и шлаковатой. В верхней и нижней стенках калорифера имеются отверстия нижнее соединено с вентилятором, а верхнее воздухопроводом соединяется с верхней горловиной адсорбера. В патрубке установлен шибер, с помощью которого регулируют количество поступающего на установку воздуха. Температура поступающего воздуха не должна превышать 450° С регулируют ее путем периодических включений и вык.лючений калорифера. [c.45] Исследования показали, что при сушке трансформаторного масла цео.литами типа Ха А не происходит каких-либо изменений углеводородного состава, ухудшающих стабильность масла против окисления. Расход цеолита на сушку составляет до 0,2% по отношению к обрабатываемом маслу. Оптимальная скорость адсорбционной очистки масла на цеолитовой установке равна 1 те/ч при пропуске масла через 100 кг цеолита (два адсорбера но 50 кг каждый). [c.45] Удельные капиталовложения на 1 т масла в случае сушки масла на цеолитовых установках определяются в 4,29 руб., а на центрифугах производительностью 3—5 тыс. л/ч — около 13,21 руб. (срок службы цеолитов принят 3 года, что явно занижено). По имеющимся литературным данным, цеолиты после 2000 циклов регенерации сохраняют динамическую активность до 70% от первоначальной. [c.46] В практике регенерации трансформаторных масел наибольшее распространение получили различные комбинации кислотной, щелочной и адсорбционной очистки. Адсорбционные методы преобладают над остальными и получают все большее применение вследствие их универсальности,. легкости осуществления и сравнительно высокого эффекта восстановления масел. [c.47] В настоящей главе оцисапы основные технологические методы регенерации трансформаторных масел, приведены принципиальные схемы процессов, а также рассмотрено качество регенерированных масел в зависимости от методов их восстановления и различных технологических- факторов. [c.47] Вернуться к основной статье