Принципиальные схемы установок очистки нефтяных дистиллятов раствором щелочи
Очистка светлых дистиллятов с рециркуляцией раствора щелочи. Для очистки светлых нефтепродуктов применяют непрерывно действующие установки с рециркуляцией раствора щелочи. Установка состоит из смесителя и отстойника. Смесителем служит обычный центробежный насос. Перед началом очистки дистиллят и щелочь смешивают в смесителе и смесь подают в отстойник.Очищенный нефтепродукт выходит сверху отстойника, а отстоявшийся раствор щелочи подается на рециркуляцию в смеситель.
Очистка масляных дистиллятов раствором щелочи. Масляные дистилляты очищают раствором щелочи под давлением. Маслянный дистиллят насосом 10 подается в трубное пространство теплообменника типа "труба в трубе", где нагревается до 40-50С за счет тепла выщелоченного дистиллята, идущего из отстойника. Из теплообменника дистиллят поступает в эмеевик трубчатой печи 3 под избыточным давлением 0,6-1 МПа, где нагревается до 150-170С; затем он направляется в смеситель, в который насосом подается 1,2-2,5%-ный раствор едкого натра. В этом смесителе протекает процесс выщелачивания маслянного дистиллята. Смесь масла с раствором щелочи из смесителя подается в отстойник, в котором масло отстаивается от щелочных отходов, (нафтеновых мыл и щелочи). Щелочные отходы, уходящие снизу отстойника, охлаждаются до 70-80С в погружном холодильнике и поступают в приемники для выделения нафтеновых кислот.
Сверху отстойника выщелоченное масло с температурой 130-140С поступает на промывку в смеситель, куда насосом подается вода с температурой 60-65С. После промывки в смесителе смесь масла с водой поступает в отстойник. Уходящие снизу его промывные воды охлаждаются в погружном холодильнике до 70-80С и направляются в приемники для выделения нафтеновых кислот. Выщелоченное и промытое масло с температурой 90-100С сверху отстойника направляется в нем до 70-80С и поступает в сушильную колонну, где сушится сжатым воздухом. Готовое выщелоченное масло насосом откачивается в резервуары.
Очистка топливных дистиллятов в электрическом поле. В промышленных условиях высокая интенсивность контактирования реагирующих масс в большинстве случаев приводит к образованию эмульсии, разделение которой требует значительного времени; кроме того, не всегда обеспечивается достаточно полное отстаивание отработанной щелочи, что приводит к значительным ее потерям. Для интенсификации разделения нефтепродукта и реагента в последнее время широко применяют отстаивание в электрическом поле постоянного тока высокого напряжения. Основным аппаратом электроочистки является электроразделитель, представляющий собой горизонтальную или вертикальную цилиндрическую емкость, внутри которой последовательно размещены разнозаряженные электроды. Диаметр аппарата 3-3,5 м, длина около 14 м. Механизм действия электрического поля состоит в следующем: под действием электрического поля частицы удаляемых соединений (дисперской фазы), объединяясь, укрупняются и под действием силы тяжести осаждаются. Укрупнение капель объясняется тем, что при их сближении напряженность электрического поля между ними возрастает, что приводит к пробою поверхности капель и их слиянию.
Эффективность отделения примесей как при естественном отстаивании, так и в электрическом поле постоянного тока, зависит от температуры, давления, гидравлического режима смешения и осаждения. Отделяемые в процессе очистки продукты осаждаются при температуре 30-60С. В этом интервале температур снижается вязкость дисперсионной среды и тем самым облегчается выпадение удаляемых частиц. С повышением температуры возможны побочные реакции, что ухудшает качество очищаемых продуктов. Давление в электроразделителе должно быть магким, чтобы очищаемый продукт находился в жидкой фазе. Положительный результат может быть достигнут только при определенной степени дисперсности, получаемой в определенном режиме смешения. Интенсивность перемешивания с учетом расхода щелочи определяют по числу Re. Ниже представлены на кислотность легкого керосина (длительность перемешивания 15 мин, градиент поля 0,8 кВ/см):
Интенсивность перемешивания: число Re 680 1360 2720
Кислотность топлива после очистки, мг
КОН/100 мл................................................0,99 0,55 0,44
Эти данные показывают, что с увеличением интенсивности перемешивания более полно удаляются нафтеновые кислоты, что приводит к снижению кислотности топлива. Однако при полном их удалении из реактивного и дизельного топлив противоизносные свойства этих топлив ухудшаются.
Осаждение в электрическом поле по сравнению с естественным отстаиванием имеет ряд преимуществ: во-первых, создается более тесный контакт реагента и нефтепродукта, что позволяет быстрее достигнуть нужной глубины реакции; во-вторых, сокращаются расход реагента и промывной воды (на 20-30%), а также потери нефтепродукта вследствие более четкого разделения фаз.
Щелочная очистка бензиновых дистиллятов. Очищаемый бензин насосом подается в смеситель, куда одновременно насосом закачивается 2-15%-ный раствор щелочи. Смесь бензина и раствора щелочи поступает в электроразделитель. Сверху электроразделителя выводится очищенный бензин, а снизу — отработанный раствор щелочи. Ниже приведены показатели работы блока щелочной очистки бензинового дистиллята из смеси грозненских и мангышлакских нефтей с электроосаждением:
Концентрация щелочи. % (масс.)
свежей.......................................................................2-15
отработанной.............................................................0,3-1
Расход раствора щелочи, % (об.) на бензин..............10-15
Температура продукта в электроразделителе, С.........45
Давление в электроразделителе, МПа......................0,3-0,4
Напряжение на электродах, кВ.................................10-15
Сила тока, мА...........................................................70-100
Щелочная очистка дизельных дистиллятов слагается из следующих операций: защелачивания и отделения щелочных отходов в электрическом поле, водной промывки и осушки в электрическом поле. Очищенное дизельное топливо насосом подается в смеситель. Насосом в тот же смеситель при температуре 35-45С подается 15-20% (об.) 2-6%-ного водного раствора щелочи. Реакционная смесь поступает в электроразделитель. Сверху этого электроразделителя дизельное топливо направляется в водный смеситель и затем на отделении промывных вод в электроразделитель. Сверху электроразделителя выводится очищенное топливо. Раствор щелочи снизу электроразделителя направляется на повторное контактирование с топливом. Промывная вода снизу электроразделителя дренируется.
Очистка газов. Цель очистки — удаление серосодержащих соединений. Очистку газа щелочью в настоящее время проводят редко. Промывке раствором щелочи подвергают, например, сниженные пропан-пропиленовые и бутан-бутиленовые фракции для удаления серосодержащих и кислых соединений. Для очистки газов обычно используют регенерируемые поглотители. Наиболее распространенные из них-этаноламины, метилдиэтаноламины и метилдиэтаноламины и метилнирролидон. Последний рекомендуют для очистки газов, содержащих помимо сероводорода значительное количество двуокиси углерода.
