Статьи

Для производства остаточных масел иногда применяют процесс очистки парными растворителями (дуосол-процесс). Очистка парными растворителями основана на использовании двух взаимно малорастворимых селективных растворителей, один из которых избирательно растворяет желательные компоненты сырья, а другой — нежелательные. Одним из растворителей в дусоол-процессе является пропан, обладающий деасфальтирующими свойствами и растворяющий желательные компоненты сырья, а другим растворителем — смесь фенола и крезола («селекто»), растворяющая нежелательные компоненты. Таким образом, в дуосол-процессе сочетаются процессы деасфальтизации и селективной очистки, в результате чего получают рафинат (целевой продукт), экстракт и асфальт или их смесь — побочные продукты. 

При очистке масляного сырья применяют смесь изомеров оксиметилфенола (крезолов) общей формулы C6H4CH3OH. Крезолы выделяют из фенольного масла каменноугольной смолы; из смесей язомеров о-крезол выделяют реактификацией, а м- и п-крезолы разделяют химическими методами. 

Токсическое действие крезолов сходно с токсическим действием фенола: они раздражающе действуют на кожу, вызывая покраснение, зуд, экземы и т. п. Предельно допустимая концентрация их в воздухе 0,05 мг/л. Крезолы растворимы в спирте, эфире и растворах щелочей. Взаимную растворимость крезолов и воды иллюстрирует диаграмма.

При обычных температурах крезолы хорошо растворяют ароматические углеводороды, хуже — смолистые соединения и асфальтены и мало растворяют парафиновые и нафтеновые углеводороды. Критические температуры растворения нефтяных фракций в крезолах сравнительно низки, о чем свидетельствуют следующие данные: 

Из гудров и полугудронов смолистых и малосмолистых нефтей при помощи дуосол-процесса можно получать остаточное масла с меньшей коксуемостью и более высоким выходом по сравнению с маслами, полученными при последовательно проводимых процессах деасфальтизации пропаном и очистки фенолом. Сравнение селективности этих процессов (на примере гудрона волгоградских нефтей) показывает, что общие потери полезных компонентов с экстрактом и асфальтом составляют (в %): 

Эти данные свидетельствуют о большей избирательности дуосол-процесса. Увеличение выхода рафината при очистке парными растворителями благодаря более полному извлечению из сырья полезных компонентов приводит к снижению его себестоимости. 

Но из-за наличия в смеси растворителей сжиженного пропана процесс необходимо проводить при повышенном давлении; крезол, обладающий высокой растворяющей способностью и, следовательно, имеющий низкие КТР с сырьем, ограничивает температурные условия процесса экстракции, что осложняет очистку вязкого парафинистого сырья; фенол повышает КТР сырья в крезоле. Соотношение крезола и фенола, в селекто определяется видом очищаемого сырья: при очистке высокоароматизированного сырья в смеси должно быть увеличено содержание крезола, при очистке парафинового сырья — содержание фенола. В зависимости от вида сырья содержание крезола в селекто составляет 40-65% (масс.). С увеличением расхода парного растворителя снижается выход рафината и улучшается его качество. 

На результаты очистки влияет также соотношение между пропаном и селекто. С повышением кратности пропана к сырью при постоянном расходе селекто несколько увеличиваются выход и вязкость рафината. При неизменной кратности пропана к сырью и увеличении расхода селекто снижаются выход и вязкость рафината, улучшается его цвет и повышается индекс вязкости. В присутствии воды растворяющая способность парного растворителя уменьшается, поэтому ее содержание не должно превышать 0,5% (масс.), для фенол-крезольной смеси 350-600% (масс.) на сырье. 

Обычно дуосол-очистку проводят при температуре 50-60С, давлении 2-2,4 МПа и содержании крезола в селекто 49-51% (масс.). Содержание рафината в рафинатном растворе составляет 14-25%, содержание экстракта в экстрактном растворе 8-10% (на раствор). Ввиду малой взаимной растворимости фенол-крезольной смеси и пропана содержание первой в рафинатном растворе и второго в экстрактном растворе составляет 20-22%. К недостаткам процесса очистки парными растворителями относятся: сильное разбавление сырья растворителем; высокие первоначальные и эксплуатационные затраты на регенерацию растворителей; громоздкое аппаратурное оформление. 

В промышленных условиях сырье обрабатывают растворителями в горизонтальных деасфальтизаторах и экстракторах с принудительной перекачкой экстрактного раствора. Диаметр экстрактора составляет 2-3 м, длина 16-27,5 м, число экстракторов на установке — от 5 до 9. Температурный градиент экстракции в отличие от такового в экстракционных колоннах невелик и не превышает 4-6С. Исследования показали колонного типа и на роторно-дисковые контакторы, что не только упрощает схему экстракции, но и значительно уменьшает объем перекачиваемых экстрактного и асфальтового растворов, снижает необходимую кратность селекто к пропану, а значит, и энергические затраты. 

Недостаточно полное извлечение фенол-крезольной смесью смол при очистке высокосмолистого сырья требует его предварительной деасфальтизации. С увеличением глубины предварительной деасфальтизации сырья выход рафината на исходный гудрон уменьшается вследствие потери части масляных компонентов, уходящих с битумом деасфальтизации. Поэтому для каждого вида сырья необходимо устанавливать оптимальную степень предварительной деасфальтизации. Так, для гудрона волгоградской нефти оптимальным считают снижение коксуемости исходного сырья в результате предварительной деасфальтизации до 4,5-3,5% (масс.). Кроме того, предварительная деасфальтизация гудрона позволяет снизить кратность селекто к сырью, что при сохранении объема циркулирующего растворителя в системе дает возможность увеличить производительность установки.