Топливный компонент селективной очистки что это такое
Селективная очистка (нефтепродуктов)
Целевым продуктом процесса является рафинат — очищенная масляная фракция, состоящая главным образом из парафиновых и нафтеновых углеводородов, а также моноциклической ароматики с длинными боковыми цепями. По сравнению с исходным сырьём, полученный рафинат обладает повышенным индексом вязкости, более высокой температурой застывания и имеет более светлый оттенок цвета. После селективной очистки рафинат направляется на депарафинизацию с целью удаления твёрдых углеводородов.
Побочным продуктом процесса является экстракт — вязкая жидкость темного цвета, содержащая извлеченные из масляной фракции нежелательные компоненты. Экстракт может служить сырьём для различных деструктивных процессов нефтепереработки, а также использован как компонент котельного топлива, пластификатор или мягчитель резины.
Наиболее широко применяемые растворители — фенол, фурфурол и N-метилпирролидон. Экстракция проводится на 10-15 °C ниже критической температуры растворения (температуры, выше которой при смешении данного сырья с данным растворителем не происходит расслоения на фазы). На нефтеперерабатывающих заводах топливно-масляного профиля установка селективной очистки может находиться в составе маслоблока.
Связанные понятия
Резиновые смеси (сырая резина, невулканизованная резина, товарная резина, англ. rubber mix, rubber compound) — полуфабрикаты производства резино-технических изделий и шинного производства.
Селективная очистка
Селективная очистка
Полезное
Смотреть что такое «Селективная очистка» в других словарях:
СЕЛЕКТИВНАЯ ОЧИСТКА — нефтепродуктов, осуществляется путем экстракции р рителями вредных примесей из нефтяных фракций для улучшения их физ. хим. и эксплуа тац. характеристик; один из главных техвол. процессов произ ва смазочных масел из нефтяного сырья. С. о. основана … Химическая энциклопедия
селективная очистка газов — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN selective gas cleaning … Справочник технического переводчика
Селективная очистка нефти — Для улучшения этой статьи желательно?: Викифицировать статью. Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии. Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетн … Википедия
ОЧИСТКА — (1) воды комплекс приёмов и устройств по обработке природной воды для придания ей качеств, необходимых для безопасного питьевого водоснабжения, а также водоснабжения хозяйственных, промышленных и энергетических установок в пределах санитарно… … Большая политехническая энциклопедия
ОЧИСТКА НЕФТЕПРОДУКТОВ — освобождение нефтепродуктов от нежелат. или недопустимых в товарном продукте компонентов (сернистых, кислородных и азотистых соединений, а также смол). Иногда в задачу очистки входит выделение из нефтепродуктов содержащихся в них твёрдых… … Большой энциклопедический политехнический словарь
СЕРНОКИСЛОТНАЯ ОЧИСТКА — нефтепродуктов, применяется для очистки масляных фракций нефтей (типа бакинских или эмбинских) с целью получения масел малотоннажного либо специализир, ассортимента. Под воздействием к ты (92 98% ной Н 2SO4) в масляных фракциях протекают… … Химическая энциклопедия
Нефтеперерабатывающий завод — (Oil Refinery) НПЗ это промышленное предприятие перерабатывающее нефть Нефтеперерабатывающий завод промышленное предприятие по переработке нефти и нефтепродуктов Содержание >>>>>>>>>>> … Энциклопедия инвестора
Нефтеперерабатывающий завод — (a. oil refinery; н. Erdolraffinerie, Erdolverarbeitungswerk; ф. raffinerie de petrole; и. refineria de petroleo), пром. предприятие, производящее из сырой нефти жидкие топлива, масла, битум, кокс, парафин, ц … Геологическая энциклопедия
селективный — ая, ое. sélectif < selectio выбор, отбор. спец. Способный производить отбор; избирательный. Селективные растворители. Селективная адсорбция. БАС 1. Селективные изменения. РБ 1898 2 2 142. || Основанный на способности производить отбор.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Очистка нефтепродуктов
Этими компонентами могут быть сернистые и азотистые соединения, асфальтово-смолистые вещества, нефтено-ароматические и твердые углеводороды и тд.
Технологии очистки н/продуктов предполагают использование комплексов дорогостоящего высокотехнологичного оборудования, включающего колонны, экстракторы, роторно-дисковые контакторы, инжекторные смесители и тд.
В промышленности применяются химические, физико-химические и каталитические методы очистки.
Производится путем воздействия различных реагентов на удаляемые компоненты очищаемых продуктов.
Для удаления сернистых соединений применяют плюмбит натрия и некоторые др. реагенты.
Производится с помощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты из очищаемого продукта.
Полициклические ароматические и нефтено-ароматические углеводороды с короткими боковыми цепями, непредельные углеводороды, сернистые и азотистые соединения, смолистые вещества из масляных дистиллятов и деасфальтизата удаляют с помощью полярных растворителей, к примеру,фенол, фурфурол и тд.
Твердые углеводороды из рафинатов (продуктов селективной очистки масляных дистиллятов и остатков), удаляют также в процессе деасфальтизации, с помощью полярных и неполярных растворители и их смесей, к примеру, кетонов в смеси с толуолом, хлорпроизводных углеводородов в смеси с бензолом и тд.
Твердые парафины удаляют путем кристаллизации их из растворов очищаемого продукта.
Очистка дизельного топлива, керосина, тяжелого бензина и маловязкого нефтяного масла производится комплексообразованием нормальных парафиновых углеводородов с карбамидом (карбамидная депарафинизация).
Непредельные углеводороды, смолы, кислоты и тд, полициклические ароматические и нафтеноароматические углеводороды удаляют с использованием адсорбционной очистки.
Адсорбционная очистка осуществляются прохождением нагретого продукта через тонкодисперсные адсорбенты (контактная очистка) или фильтрацией продукта через зёрна адсорбента.
Избирательная адсорбция при помощи молекулярных сит (цеолитов) позволяет выделить нормальные парафины из лёгких бензиновых и керосино-газойлевых фракций.
Сернистые, азотистые и кислородные соединения, переходящие в углеводороды и легко удаляемые соединения (сероводород, аммиак, воду) удаляют путем гидрогенизации в мягких условиях ( технология гидроочистки).
Для депарафинизации масляного сырья, а также получения масел с высоким индексом вязкости, используется технология гидрогенизации в жёстких условиях, при которой происходит деструкция твёрдых углеводородов с образованием низкомолекулярных и низкозастывающих углеводородов.
Установка селективной очистки масел
Процесс селективной очистки масел. Назначение, сырье и целевые продукты. Аппаратурное оформление блока регенерации экстрактного раствора и осушки растворителя. Регенерация растворителя из экстрактного раствора. Монтаж технологических трубопроводов.
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Технологические машины и оборудование»
об учебной практике
на кафедре «Технологические машины и оборудование»
Студент гр. БМЗ 13-01
Руководитель практики от кафедры,
канд. техн. наук, доцент
На нефтеперерабатывающих заводах топливно-масляного профиля установка селективной очистки может находиться в составе маслоблока.
селективная очистка масло трубопровод
1.1 Общая характеристика производственного объекта
Установка селективной очистки масел 37/1 предназначена для удаления из масляных фракций смолистых веществ, полициклических ароматических и нафтено-ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, сернистых соединений с целью повышения индекса вязкости, снижения коксуемости, улучшения цвета и вязкостно-температурных свойств смазочных масел.
На установке осуществляется очистка N-метил—пирролидоном (метилпирролидоном) дистиллятных фракций (фр.350-420 о С, 420-500 о С, 450-550 о С) и деасфальтизата.
Установка состоит из:
блока регенерации рафинатного раствора;
блока регенерации экстрактного раствора и осушки растворителя.
1.2 Описание процесса селективной очистки масел
1.2.1 Назначение, сырье и целевые продукты
В качестве растворителей на ранних этапах развития процессов селективной очистки масел использовались анилин, нитробензол, жидкий сернистый ангидрид, хлорекс (в, в’-дихлорэтиловый эфир) и др. Основными промышленными растворителями в настоящее время являются фенол, фурфурол и находящий все большее применение N-метилпирролидон (NMП).
1.2.2 Влияние оперативных параметров на эффективность процессов очистки масел селективными растворителями
Процесс экстракции углеводородов избирательными растворителями является многофакторным: на результаты очистки влияют химический состав и качество сырья, природа и количество растворителя, температурный режим и эффективность экстракционного аппарата [1].
Поскольку целевым назначением процесса очистки масел избирательными растворителями является повышение индекса вязкости, то качество сырья следует рассматривать в первую очередь с точки зрения содержания в нем высокоиндексных компонентов.
Известно, что в масляных фракциях нефтей парафино-нафтенового основания содержится больше углеводородов, обеспечивающих высокий индекс вязкости, чем в соответствующих фракциях тяжелых высокоароматизированных нефтей. Поэтому, с точки зрения производства масел с хорошими вязкостно-температурными свойствами, первые нефти являются более предпочтительным исходным сырьем, чем вторые. Наоборот, высокая концентрация в исходном сырье смолистых и гетероорганических соединений, а также полициклических ароматических углеводородов, характеризующихся отрицательным индексом вязкости и подлежащих удалению при очистке, делает нецелесообразным использование такого сырья.
Существенное влияние на качество базовых масел и на техникоэкономические показатели процессов селективной очистки оказывает фракционный состав сырья. При очистке масляных фракций, выкипающих в широком интервале температур, вместе с низкоиндексными компонентами удаляются и приближающиеся к ним по растворимости низкокипящие ценные углеводороды сырья. В то же время часть полициклических углеводородов, имеющих высокие КТР, остается в рафинате. Влияние фракционного состава масляных дистиллятов из сернистой нефти на эффективность очистки фенолом показано в таблице 1.
Предел выкипания фракций,°С
Чем уже температуры выкипания дистиллятных фракций, тем более эффективно проходит их очистка селективным растворителем.
При очистке деасфальтизатов важную роль играет глубина деасфальтизации, оцениваемая коксуемостью. Очевидно, что легче «деароматизировать» деасфальтизат с низким содержанием полициклических ароматических углеводородов, то есть деасфальтизат с меньшей коксуемостью. Поэтому коксуемость деасфальтизатов не должна превышать 1,2 % (предпочтительно около 1,0 %) [1,2].
В настоящее время в мировой нефтепереработке для селективной очистки масел применяются в основном следующие три избирательных растворителя: фенол, фурфурол и N-метилпирролидон.
Фенол как избирательный растворитель для очистки масел известен давно. Еще в 1922 г. был взят патент на применение фенола для очистки нефтепродуктов. В 1930 г. в Канаде была построена первая промышленная установка селективной очистки масел фенолом.
По растворяющей способности фенол значительно превосходит фурфурол, поэтому очистка масел фенолом производится при меньшем расходе растворителя и при более низких температурах.
При очистке масел фенолом достаточно полно извлекаются полициклические углеводороды с короткими боковыми цепями. В значительно меньшей степени извлекаются фенолом смолистые соединения. Практически совсем не растворимы в феноле асфальтены, поэтому остаточные продукты (гудроны, полугудроны) должны быть предварительно деасфальтизированы.
При фенольной очистке масляные фракции одновременно обессериваются и деазотируются в результате их удаления в составе полициклических углеводородов и смол.
Сравнительно низкая плотность и высокая температура плавления, вязкость и поверхностное натяжение фенола при температурах очистки, относящиеся к его недостаткам, затрудняют массообмен и способствуют образованию эмульсии. В результате при очистке масел фенолом не могут быть использованы высокоэффективные экстракционные аппараты, в частности роторно-дисковые контакторы, хорошо зарекомендовавшие себя при очистке фурфуролом.
Фурфурол обладает более высокой плотностью, и в этой связи сепарация рафинатной и экстрактной фаз по высоте экстракционной колонны будет осуществляться более полно при очистке масел фурфуролом. Для улучшения разделения фаз при фенольной очистке масел приходится несколько снижать производительность установки по сырью.
Фурфурол имеет более низкую температуру плавления, а это в свою очередь обеспечивает более широкий диапазон рабочих температур в экстракционной колонне при фурфурольной очистке масел. Температура низа экстракционной колонны при фенольной очистке ограничена температурой плавления фенола.
Фурфурол имеет и более низкую температуру кипения, что снижает тепловые затраты при регенерации растворителей из фаз.
Из-за пониженной растворяющей способности фурфурол применяется при очистке преимущественно дистиллятных масляных фракций.
Основным недостатком фурфурола являются его низкие термическая и окислительная способности. По этой причине в технологическую схему фурфурольной очистки масел приходится ввести дополнительную стадию деаэрации сырья, где под вакуумом с подачей перегретого водяного пара из сырьевого потока удаляются воздух и влага. Кроме того, для предотвращения окисления фурфурола его вынуждены хранить под защитным слоем масла или инертного газа.
N-метилпирролидон имеет более высокую по сравнению с фурфуролом и несколько меньшую по сравнению с фенолом растворяющую способность. От фенола N-метилпирролидон (NMП) отличается большей избирательностью по отношению к углеводородам ароматического ряда, нетоксичностью и более низкой температурой плавления. При экстракции масел NMП обеспечивает больший (на 5-7 %) выход и лучшее качество рафината при в 1,5 раза меньшей кратности растворителя по сравнению с фенолом. Кроме того, NMП не образует азеотропа с водой, что практически исключает необходимость водного контура в блоке регенерации растворителя, при этом достигается снижение энергозатрат примерно на 25-30 %.
В структуре мощностей селективной очистки масел за рубежом, особенно в США, преобладают процессы с использованием NMП (
Количество растворителя подбирается в зависимости от качества сырья и требуемого качества рафината. Чем выше содержание низкоиндексных компонентов в сырье, тем выше должна быть кратность растворителя к сырью. Аналогично, ужесточение требований к качеству рафината требует увеличения расхода растворителя. При прочих равных условиях деароматизация дистиллятного сырья широкого фракционного состава, по сравнению с сырьем более узкого фракционного состава, требует большей кратности растворителя. При селективной очистке деасфальтизатов требуемая кратность растворителя симбатно возрастает с повышением их коксуемости. В таблице 2 приведены сравнительные характеристики деасфальтизатов с разным процентом коксуемости.
Кратность фенола к сырью
Увеличение кратности растворителя к сырью сопровождается дополнительным растворением компонентов сырья и переходом их в экстрактный раствор. Поэтому выход рафината с увеличением кратности растворителя монотонно снижается, а его индекс вязкости и стабильность против окисления повышаются. Однако улучшение качества масел наблюдается лишь до определенного момента, после которого как индекс вязкости, так и стабильность против окисления ухудшаются.
1.2.2.4 Температурный режим экстракции
Температурный режим экстракции подбирается в зависимости от КТР сырья и требуемого качества рафината.
Чем выше температура кипения сырья, тем выше величина его КТР и тем при более высокой температуре можно его очищать. Повышенное содержание асфальто-смолистых веществ и полициклических ароматических углеводородов понижает КТР и требует более низкой температуры экстракции. Практически температура очистки поддерживается на 10-25°С ниже КТР сырья в зависимости от требуемого качества рафината и составляет 55-70°С для дистиллятного сырья, 75-95°С для деасфальтизатов при очистке фенолом, 60-90 и 95-115°С соответственно при использовании фурфурола.
Повышение температуры очистки приводит к улучшению качества рафината и снижению его выхода вследствие увеличения растворяющей способности растворителя и соответственно более полного извлечения низкоиндексных компонентов сырья. Однако избирательность разделения при этом ухудшается, особенно в области предкритических температур. Поэтому на практике целесообразно избегать применения температур, близких к КТР, а регулирование качества осуществлять путем увеличения кратности растворителя, подбором оптимального температурного градиента экстракции, методом возбуждения рисайкла и другими приемами.
В таблице 3 показано влияние температуры верха на выход и качество рафинатов фенольной очистки деасфальтизата [1].
Вязкость при 100°С, сСт
Регенерация растворителя из рафинатного раствора и последние ступени регенерации растворителя из экстрактного раствора осуществляется под вакуумом. Это связано с тем, что фурфурол имеет низкую термостабильность, что не позволяет нагревать его выше 220-230 о С.
В качестве экстрактных аппаратов используются роторнодисковые контакторы [3].
1.3 Аппаратурное оформление блока регенерации экстрактного раствора и осушки растворителя
1.3.1 Колонное оборудование
Ввиду большого многообразия колонной аппаратуры не представляется возможным провести её классификацию, используя какой-либо один классифицирующий признак. Поэтому, как и во многих других случаях, колонное массообменное оборудование классифицируется по нескольким основным признакам:
по виду массообменного процесса аппараты подразделяются на ректификационные и дистилляционные (разделение систем пар-жидкость); абсорбционные и десорбционные (разделение систем газ-жидкость); экстракционные (разделение систем жидкость-жидкость) и адсорбционные (поглощение газа или жидкости твердым адсорбентом);
в зависимости от давления, создаваемого в аппарате, аппараты подразделяются на вакуумные, атмосферные и работающие под давлением (низким, средним, высоким);
в зависимости от режима аппараты делятся на колонны с периодическим и непрерывным режимом работы;
в зависимости от направления движения фаз оборудование подразделяется на прямоточные, противоточные, с перекрестным и смешанным током массообменные колонны;
в зависимости от типа контактного устройства распространены насадочные, тарельчатые и роторные массообменные колонны.
1.3.1.1 Тарельчатые массообменные аппараты
Тарельчатыми называют колонные аппараты, у которых внутренними устройствами в рабочей зоне являются тарелки. Тарельчатые колонные аппараты состоят из вертикального корпуса, сферической или эллиптической крышки, днища и жестко скрепленной с корпусом опорной обечайки цилиндрической или конической формы. Использование конических опор для высоких колонн небольшого диаметра способствует повышению их устойчивости и уменьшению нагрузки на опорную поверхность фундаментального кольца. Внутри корпуса колонны смонтированы тарелки, устройство для ввода сырья, отбойное устройство и штуцера для жидкости и пара.
На корпусе колонны предусматриваются штуцера для ввода продукта и вывода пара, ввода флегмы и пара из кипятильника, вывода кубового остатка и циркулирующей кубовой жидкости в кипятильник. Кроме того, аппарат снабжают штуцерами для измерения давления и температуры по высоте аппарата, уровня жидкости, отбора проб и др.
Корпуса аппаратов, работающих при больших рабочих давлениях, а также аппаратов диаметром более 1200 мм выполняют цельносварными. Аппараты диаметром 400-1000 мм изготавливают в царговом исполнении, если рабочее давление в них не превышает 1,6 МПа. Аппараты в царговом исполнении снабжают неразъемными тарелками, представляющими собой отбортованный металлический диск с устройствами (отверстиями, колпачками, клапанами и пр.) для ввода пара на тарелку и слива жидкости. Для создания необходимого уровня жидкости на тарелке установлены сливная и переливная перегородки. Высота переливной перегородки постоянна; она образует так называемый переливной карман, в который погружена сливная труба расположенной выше тарелки. Высоту сливной перегородки можно регулировать для поддержания необходимого уровня жидкости на тарелке.
В аппаратах диаметром 1200 мм и более используют тарелки разборной конструкции. Тарелки собирают из отдельных полотен, ширина которых позволяет заносить их в колонну через люки. Полотна размещают на опорных балках. Для соединения полотен используют прижимные планки, струбцины, клиновые соединения. Вертикальная полка уголка и ребро, полученное отгибом одной из кромок полотна, увеличивают жесткость полотна тарелок. Герметичность соединений обеспечивают установкой прокладок [1].
1.3.1.2 Экстракционные аппараты для систем жидкость-жидкость
В соответствии е агрегатным состоянием взаимодействующих фаз различают жидкостную экстракцию, характеризующуюся извлечением компонента, растворенного в одной жидкости другой жидкостью, не растворимой и не смешивающейся с первой, и экстрагирование (выщелачивание), заключающееся в растворении компонента, находящегося в твердой фазе, жидкостью с последующим удалением его вместе с ней.
Движущей силой процесса экстракции является разность концентраций извлекаемого компонента в исходной смеси и в растворителе [3].
Экстракторы подразделяются на гравитационные, в которых взаимное движение фаз осуществляется за счет сил гравитации и центробежные, где взаимодействие и сепарация фаз обусловлены полем центробежных сил.
Насадочные колонны по конструкции аналогичны насадочным колоннам для процессов ректификации и абсорбции. В качестве насадки в них используют преимущественно кольца Рашига.
Ситчатая экстракционная колонна показана на рисунке 1.3 Она имеет вертикальный цилиндрический корпус 1 и перфорированные (ситчатые) тарелки 2, снабженные переливными устройствами 3. Колонна работает следующим образом. Тяжелая фаза ТФ через штуцер 4 подается непрерывно в колонну, сплошным потоком опускается по колонне и удаляется через штуцер 7. Легкая фаза ЛФ непрерывно поступает через штуцер 6 в колонну под нижнюю тарелку 2. Пройдя через отверстия тарелки, эта фаза диспергируется и в виде капель поднимается на следующую тарелку. В верхней части дисперсная фаза коалесцирует в сплошной слой, образуя уровень раздела фаз а и удаляется через штуцер 5. В процессе образования капель и их движения осуществляется процесс массообмена [4].
В данном блоке используется экстрактная испарительная колонна К-5. Технические характеристики экстрактной испарительной колонны К-5 приведены в таблице 4.
Наименование оборудования (тип, наименование
Селективная очистка нефтяных фракций
Известно, что нефть в чистом виде не пригодна к использованию в качестве топлива. Поэтому перед преобразованием в товарный нефтепродукт она должна пройти определенные этапы переработки, одним их которых является селективная очистка нефтяных фракций.
В общем случае селективной очисткой нефтяных фракций называют процесс переработки нефти или нефтяного сырья, который призван улучшить качество масляных фракций. На практике ее реализуют за счет избирательного воздействия растворителей на компоненты «черного золота». Далее сам растворитель отгоняется из рафинатного и экстрактного растворов.
Такой вид обработки позволяет удалить из исходного сырья вредные и нежелательные примеси, к которым относят асфальто-смолистые вещества, полициклические ароматические углеводороды с короткими боковыми цепями, гетероатомные соединения и др. Основная цель селективной очистки – получение рафината, который представляет собой очищенную масляную фракцию из моноциклических ароматических углеводородов с длинными боковыми цепями, а также парафиновых и нафтеновых углеводородов.
Разница между исходным сырьем и продуктом селективной очистки нефтяных фракций
Если сравнить продукт, полученный в результате селективной очистки и исходное сырье, то можно увидеть, что рафинат имеет повышенный индекс вязкости и более высокую температуру застывания. А также характеризуется более светлым оттенком цвета. Но рафинат – это еще не товарный нефтепродукт, поэтому его отправляют на депарафинизацию для извлечения твердых углеводородов. В результате образуется так называемый экстракт – вещество, состоящее из удаленных компонентов и имеющее темный цвет. Его можно использовать как компонент котельного топлива, мягчитель резины или пластификатор. В качестве растворителей чаще всего применяются фурфурол и фенол. Таким образом, селективная очистка нефтяных фракций является важнейшей операцией в современных процессах нефтепереработки.