8.8  Очистка нефтепродуктов

Полученные в результате прямой гонки и различных вторич­ных процессов нефтепродукты содержат компоненты, отрица­тельно сказывающиеся на их эксплуатационных свойствах. В светлых нефтепродуктах (бензин, керосин, дизельное топливо) содержатся алкены и алкадиены, органические соединения серы (тиоспирты тиоэфиры), нефтяные кислоты, высшие ами­ны и азотсодержащие гетероциклы. Помимо этих примесей в дизельном топливе присутствуют высшие алканы с температу­рой затвердевания -10°С и выше, которые кристаллизуются при низких температурах. В нефтяных маслах, полученных разгон­кой мазута, могут содержаться также смолы и полицикличес­кие ароматические углеводороды с боковыми цепями.

Многие из этих соединений вызывают нестабильность свойств нефтепродуктов при хранении и транспортировке, кор-розию аппаратуры, образование нагара и токсичных продук­тов сгорания. Для их удаления используют методы депарафи-низации и очистки нефтепродуктов.

 

Депарафинизацией называется процесс выделения из неф­тепродуктов твердых углеводородов, выпадающих в виде крис­таллов при охлаждении. Наиболее распространенным методом депарафинизации стал метод с использованием селективных растворителей, основанный на различной растворимости угле­водородов. В качестве растворителей используются ацетонто-луольная или метилэтилкетон-толуольная смесь и спиртовой раствор карбамида. При карбамидной депарафинизации карба­мид образует с алканами нормального строения с числом угле­родных атомов более шести и циклическими углеводородами с длинными алифатическими радикалами кристаллические ком­плексы

RH + CO(NH2)2 ↔ RH · CO(NH2)2 -∆Н .

Полнота извлечения алканов возрастает с понижением тем­пературы (-∆Н), увеличением времени обработки нефтепродук­тов растворителем и снижением вязкости системы. Для этого используют растворители, хорошо растворяющие как алканы, так и карбамид. Образовавшиеся кристаллические комплексы отделяют от нефтепродуктов отстаиванием, фильтрованием или центрифугированием. Для очистки нефтепродуктов от приме­сей используются методы адсорбции, абсорбции и гидрирова­ния.

При адсорбционной очистке в качестве адсорбентов исполь­зуют естественные глины, синтетические алюмосиликаты, ак­тивированный уголь. Для повышения адсорбционной активно­сти поглотители предварительно активируют обработкой кис­лотами и прокаливанием и диспергируют до размеров частиц около 0,1 мм.

При абсорбционной очистке используют такие селективные растворители, как фенол, фурфурол, смесь фенола с пропаном, жидкий оксид серы (IV), серная кислота, гидроксид натрия. Так, например, при щелочной абсорбционной очистке протекают реакции:

H2S + 2NaOH = Na2S + 2Н2О, RSH + NaOH = RSNa + H2O,

RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O

с образованием соединений, растворимых в воде и удаляемых при очистке.

При кислотной очистке из нефтепродуктов удаляются, глав­ным образом, алкены, ароматические углеводороды и некото­рые соединения серы:

R-CH=CH2 + H2SO4 = R-CH(OSO3H)-CH3,

С6Н6 + H2SO4 = C6H5OSO3H + H2O,

H2S + H2SO4 = S + SO2 + 2H2O,

2RSH + H2SO4 = R-S-S-R + SO2 + 2H2O .

Технологическая схема абсорбционной очистки нефтепро­дуктов включает операции экстракции, разделения образую­щихся фаз, непрерывной регенерации растворителя и его обез­воживания.

Заключительной операцией очистки нефтепродуктов, кото­рую проходят почти все нефтяные топлива прямой гонки, кре­кинга и риформинга, является гидроочистка. Ее используют также для облагораживания смазочных масел. Гидроочистка представляет одну из разновидностей гидрогенизационного процесса и протекает в условиях, близких к условиям гидро­крекинга и на тех же катализаторах.

В процессе гидроочистки из нефтепродуктов удаляются со­единения серы, азота, кислорода и некоторых металлов и гид­рируются ненасыщенные углеводороды:

RSH + H2 = RH + H2S

R2S + 2H2 = 2RH + H2S

RNH2 + H2 = RH + NH3

ROH + H2 = RH + H2O

R-CH=CH2 + H2 = R-CH2-CH3 .

Образовавшиеся продукты гидрирования отделяются от неф­тепродуктов путем поглощения их сорбентами (этаноламин, раствор гидроксида натрия).