Теоретические основы процесса деасфальтизации гудрона жидким пропана

Эффективность очистки остатков нефти от смолистых веществ индивидуальными избирательными растворителями невысока даже при их кратности к сырью. Объясняется это тем, что не все компоненты асфальтено - смолистых веществ хорошо растворяются в избирательных растворителях. Для удаления асфальтено - смолистых веществ используют растворители типа сжиженного пропана.

В процессе деасфальтизации идут одновременно два процесса:

- коагуляция и осаждение асфальтено - смолистых веществ (уходящих с асфальтом);

- экстракция углеводородов (уходящих с деасфальтизатом);

Область температур, в которой смолы легко отделяются от раствора углеводородов масла в пропане, лежит в пределах 50 - 85°С.

Верхний предел температур ограничен критической температурой сжижения пропана (98,6°С). Чем ближе температура процесса к критической, тем меньше растворяющая способность жидкого пропана и тем хуже растворяются в нем углеводороды масла, частично осаждаясь вместе со смолами. Происходит это потому, что с приближением температуры раствора к области критического состояния данного растворителя резко снижается его плотность и, следовательно, резко увеличивается мольный объем. В результате изменяются силы притяжения между молекулами растворителя и углеводородов, что приводит к снижению растворимости. Выход масла вследствие этого снижается.

Растворимость углеводородов масляного сырья в пропане в области повышенных температур (75 - 90°С) уменьшается с увеличением их плотности и молекулярной массы. Наоборот, при понижении температуры растворяющая способность жидкого пропана растет, и уже к 40°С смолы частично растворяются в пропане, отчего качество очищенного масла ухудшается. Смолы и особенно асфальтены - наименее растворимые в жидком пропане компоненты сырья; на этом основано использование пропана как деасфальтизирующего растворителя.

Вблизи критической температуры образуются два раствора: насыщенный раствор углеводородов в пропане и насыщенный раствор пропана в углеводородах. За счет разделения этих растворов и осуществляется очистка исходного сырья. В пропане, прежде всего, растворяются желательные компоненты, а в смеси нежелательных компонентов остается небольшое количество растворителя.

При смешении гудрона с пропаном первые порции его полностью растворяются в сырье. Количество растворителя, требуемое для насыщения растворяемого сырья, зависит от состава исходного продукта и температуры. Чем больше исходный продукт содержит асфальтено - смолистых веществ и углеводородов высокой молекулярной массы и плотности, тем меньше растворителя требуется для насыщения. Чем ниже температура, тем больше растворителя расходуется на достижение насыщения.

Взаимодействие растворителя и сырья происходит в колонном аппарате, причем пропан подается в низ колонны и поднимается вверх противотоком к более тяжелому сырью, подаваемому вверх и спускающемуся вниз. В верхней части колонны поддерживается температура 75 - 85°С, в нижней 50 - 60°С. Создание разности температур между верхом и низом колонны позволяет более тщательно отделить смолы и асфальтены от масла. Эта разность температур получила название градиент деасфальтизации, обычно равно 15 - 20°С.

Для поддержания пропана в сжиженном состоянии процесс деасфальтизации осуществляется под давлением 4,0 - 4,5МПа.

Необходимое соотношение растворителя и сырья определяется опытным путем и зависит от содержания в сырье углеводородов. Чем выше их содержание, тем больше должно быть соотношение между объемом пропана и объемом сырью от 4:1 до 8:1. Увеличение количества пропана до определенного предела улучшает осаждение асфальтено - смолистых веществ, а это, в свою очередь, благотворно отражается на качестве деасфальтизата. С какого-то значения соотношения, разного для каждого вида гудрона (в зависимости от его происхождения), избыток пропана частично растворяет нежелательные компоненты, при этом выход деасфальтизата растет, но качество его ухудшается.

С повышением соотношения пропан: сырье повышается и выход деасфальтизата, но качество его ухудшается так как с повышением соотношения увеличивается вязкость деасфальтизата и его коксуемость, что отрицательно влияет на чистоту деасфальтизата, и в последующем на остаточные масла, что не допустимо в моторных, авиационных и компрессионных маслах.

Поиск по сайту: