І.А. Буртна

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

СПОСІБ ФРАКЦІОНУВАННЯ КИСЛИХ ГУДРОНІВ

Конструкція відноситься до нафтопереробної промисловості і може знайти застосування при розділенні (фракціонуванні) високов'язкої важкої вуглеводної сировини, зокрема, кислих гудронів, які є відходами виробництва мастил та присадок з високим вмістом сірки (в межах 4...5%) та інших органічних та неорганічних сполук.

В основу даного методу поставлено задачу вдосконалення способу фракціонквання кислих гудронів, в якому, шляхом зміни умов його здійснення і за рахунок використання методу первапорації спрощується промислова реалізація процесу та розширюються можливості застосування способу.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі фракціонування кислих гудронів, який включає деасфальтизацію змішуванням з розчинником і відділення розчину деасфальтизату та асфальтенів, подальше послідовне ступінчате фракціонування розчину деасфальтизату шляхом додавання розчинників з відділенням утворених на кожному ступіні фракцій, відповідно до корисної моделі, перед деасфальтизацією сировину послідовно піддають очищенню від механічних домішок та нейтралізації, відділений розчин деасфальтизату селективне очищують з відділенням масляної фракції і розчину смол та розділяють з відділенням масла і масляних домішок, відділені асфальтени, розчин смол, масляні домішки змішують та піддають подальшому обробленню, причому, при нейтралізації, деасфальтизацїї, селективному очищенні і розділенні об'єм розчинників становить не більше 1/3 оброблюваного об'єму, операції селективного очищення та розділення здійснюють методом первапорації, а спосіб реалізують при температурі не вище 160°С.

Спосіб фракціонування кислих гудронів здійснюють таким чином.

Оброблювана сировина (кислий гудрон) піддається очищенню від механічних домішок. Це пов'язано з тим, що кислі гудрони, як відходи виробництва мастил і присадок у вигляді високов'язких смолоподібних мас з високим (до 4...5%) вмістом сірки та інших домішок, як правило, накопичуються просто неба у відстійниках. Протягом тривалого зберігання у верхньому шарі зосереджуються відносно якісні нафтопродукти, які не втратили товарних властивостей. Атмосферна вода концентрується у вигляді лінз або нерівномірно розподіляється в об'ємі у середніх прошарках У нижньому шарі накопичуються важкі фракції, метали, пісок та інші домішки, а при очищенні від механічних домішок більшість з них вилучається, а сам кислий гудрон перемішується і на наступному ступіні піддається нейтралізації.

Нейтралізацію здійснюють шляхом додавання до кислого гудрону розчинів лугів, склад яких і необхідну кількість добирають залежно від фракційного складу оброблюваного гудрону та його об'єму. При цьому, кількість розчину лугів повинна бути не більше 1/3 оброблюваного об'єму, що забезпечує підвищення глибини реакцій і максимальному вилученню сірчаних, азотистих та інших подібних сполук. В процесі нейтралізації відділяються водонерозчинні солі та вода, а очищений від них гудрон подається на деасфальтизацію.

При деасфальтизації гудрон змішують з розчинником, наприклад, насиченим вуглеводнем. Внаслідок взаємодії з розчином деасфальтизату відділяються асфальтени, що містять домішки, які не вилучені на попередньому ступіні, а також метали та інші важкі сполуки.

При подальшому селективному очищенні до масляної фракції, відділеної на попередньому ступіні, додають одноатомний спирт. Маючи високу розчинну здатність відносно смолоподібних речовин, що поліпшує фракціювання.

Масло, що містить небажані залишкові домішки, подають на наступний ступінь - розділення. На цьому ступіні масло змішують з органічним розчинником - кетонами. Кетони, де карбонільна група з'єднана з двома радікалами НзС, при фракціонуванні сприяє ефективному очищенню ("рафінації") масляних фракцій і відділенню кінцевого продукта - масла.

Асфальтени, смоли та домішки, що відділені при деасфальтизації, селективному очищенні та розділенні змішують та піддають подальшому обробленню, наприклад, для виготовлення бітуму за традиційною технологією.

Особливістю здійснення запропонованого способу є використання для селективного очищення та розділення методу первапорації. Цей метод передбачає випаровування крізь полімерну мембрану органічних сполук, внаслідок чого відбувається вибіркове фракціонування органічних з'єднань з різною молекулярною масою. Відоме фізичне явище - первапорація - при застосуванні в запропонованому технічному рішенні дозволяє одержати новий практичний результат, а саме здійснення фракціонування без застосування термо - і гідрокрекінгу Полімерні мембрани, які застосовують для реалізації запропонованого способу, одержують з високомолекулярних сполук методом поліконденсації.

Проведення процесу при температурі не вище 160°С дозволяє оптимально здійснювати запропонований спосіб без зайвих енергетичних витрат, що робить його енергоощадним.

Асфальтени, смоли та домішки, що відділені при деасфальтизації, селективному очищенні та розділенні, змішують та піддають подальшому обробленню, наприклад, для виготовлення бітуму за традиційною технологією.

Використання запропонованого технічного рішення дозволяє ефективно переробляти кислі гудрони шляхом послідовного ступінчастого фракціонування, що дозволяє одержувати якісний товарний продукт, а майже всі домішки, одержані при відділенні фракцій, утилізувати у вигляді бітуму.