Контактная,кислотно-контактная и кислотно-щелочная доочистка масел

НЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ЧАСТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

Кубанский социально-экономический  институт

 

Кафедра Инженерно-технологических дисциплин, экономики и управления на предприятиях нефтегазового комплекса

 

Специальность 080502.65 Экономика и управление на предприятии (нефтяная и газовая промышленность)

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

По дисциплине: Технологии производства масел.

 

На тему: Контактная, кислотно-контактная и кислотно-щелочная доочистка масел.

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент 3 курса

  Группы 10-ЭУНГ

 Щербань М.С.

 

         Проверил преподаватель

   доцент, к.т.н. Фролова Н.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Краснодар 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1Контактная очистка масел…………………………………………………3

2Кислотно-контактная очистка масел……………………………………..8

3Кислотно-щелочная очистка масел……………………………………...10

Приложение……………………………………………………………….....13

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………...………...14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Контактная очистка масел

При контактной очистке масла смешиваются с  тонко измельченной отбеливающей землей. Поскольку активность адсорбента зависит от степени его измельчения, применяют глину очень тонкого помола. Чтобы снизить вязкость масла и улучшить его проникновение в поры адсорбента, масло нагревают.

Чаще всего  легкие дистиллятные масла подвергают контактированию при температуре 80—120 °С, средние — при 140—170 °С, остаточные — при  180—220 °С.

Важными факторами, влияющими  на эффективность контактной очистки, являются температура и продолжительность  обработки масла адсорбентом. С  повышением температуры возрастает тепловое движение адсорбируемых молекул, что затрудняет их адсорбцию на активной поверхности поглотителя и снижает эффективность очистки. Если же вести очистку при низкой температуре, вязкость масла повышается, что препятствует диффузии адсорбируемых молекул к поверхности адсорбента. Контактную очистку в процессах производства масел ведут при 160-350 °C, а при регенерации масел поддерживают температуру в пределах 150-200 °C для вязких моторных масел и в интервале 70-75 °C для маловязких трансформаторных масел.

Продолжительность контактной очистки зависит от условий контактирования  очищаемого масла с адсорбентом. Процесс очистки осуществляют обычно при интенсивном перемешивании, чем обеспечивается максимальное контактирование  загрязнений с активной поверхностью адсорбента. Продолжительность адсорбции при контактной очистке в процессе производства масел составляет 20-25 мин, а в процессе их регенерации - до 30 мин. После окончания контактной очистки должно обязательно проводиться фильтрование смеси масла и адсорбента через фильтр-пресс с целью удаления адсорбента, что несколько усложняет технологию контактной очистки.

Процесс адсорбционной  очистки масел в движущемся слое адсорбента является непрерывным, в  отличие от перколяционной и контактной очистки, связанных с периодическими операциями регенераций или отфильтровывания адсорбента. Сущность метода очистки в движущемся слое адсорбента заключается в том, что в адсорбер противотоком подают оба компонента, участвующие в процессе: в нижнюю часть аппарата входит загрязненное масло, разбавленное растворителем, а в верхнюю часть - мелкодисперсный адсорбент. По мере опускания адсорбент насыщается загрязнениями и из нижней части адсорбера переходит на регенерацию в десорбер, откуда снова поступает в адсорбер, т. е. непрерывно циркулирует в системе. Процесс очистки осуществляют при 40 °С, так как вязкость масла невысока из-за применения растворителя. Очистка масла в движущемся слое адсорбента значительно увеличивает выход готового или регенерированного масла и повышает его качество по сравнению с другими адсорбционными методами, однако ввиду сложного аппаратурного оформления этот способ широкого распространения не получил.

Для адсорбционной очистки  нефтяных масел применяют как  природные вещества (отбеливающие глины, бокситы, природные цеолиты), так и синтетические адсорбенты (силикагель, окись алюминия, алюмосиликатный катализатор, синтетические цеолиты). Отбеливающие глины, силикагель, окись алюминия и алюмосиликат используют в основном при регенерации отработанных масел. Применяемый ранее для очистки нефтяных масел аморфный углерод (главным образом в виде активированного угля) в настоящее время для этих целей практически не используется.

Отбеливающие алюмосиликатные  глины, применяемые в качестве адсорбентов, очень разнообразны по химическому составу и минералогическому строению. В качестве отбеливающих глин употребляют опоки, монтмориллониты, каолины, бентониты и другие породы. Адсорбирующая способность глин зависит главным образом от их структуры и возрастает с увеличением пористости. Отбеливающие глины очень дешевы и широко распространены в природе, поэтому их повсеместно применяют при производстве масел и широко используют при регенерации, в основном методом контактной очистки. Попытки применить отбеливающие глины для адсорбции загрязнений непосредственно в системах смазки автомобильных и тракторных двигателей, делавшиеся в прошлом за рубежом, дальнейшего развития не получили в основном из-за того, что в автомобильных и дизельных маслах широко используются разного рода присадки, которые адсорбируются отбеливающими глинами.

К достоинствам процесса следует отнести возможность  легко регулировать степень очистки, определяемую цветом готового продукта путем изменения температуры процесса и соотношения адсорбент : масло. Сырье очищается непрерывно, вредные примеси извлекаются все сразу. К недостаткам процесса относятся: трудность регенерации адсорбента, потери масла с адсорбентом (30—40 % мае. от адсорбента), частичное разложение масла вследствие того, что при высоких температурах природные алюмосиликаты проявляют крекирующую способность. Кроме того, в ряде случаев контактная очистка не позволяет получить масла достаточно высокого качества по цвету. Адсорбент не регенерируется на установке.

Технологическая схема адсорбционной очистки масел контактным способом приводится на рис 1. Она имеет две секции — нагревательно-контактную и фильтровальную.

Сырье (депарафинированное масло) 1 через паровой подогреватель 2 подается в проточный смеситель 3, где смешивается со свежей отбеливающей землей III. Далее смесь поступает в холодный смеситель 4. В смесителе 4, оборудованном турбинной мешалкой, масло контактирует с молотой отбеливающей землей (глиной). Из смесителя 4 суспензия направляется через теплообменник в змеевик печи 9 и далее — в отгонную колонну 8. В нижнюю секцию колонны 8 подается острый водяной пар II, отходящая из верхней части колонны 8 смесь паров через холодильник  поступает в сепаратор 6. Водяной пар уходит из верхней части сепаратора б и затем конденсируется в конденсаторе смешения 5. Из колонны 8 суспензия масла с отбеливающей землей через теплообменник подается в горячий смеситель 10. Часть суспензии возвращается в нижнюю секцию колонны 8 для предотвращения выпадения адсорбента. Выходящая из горячего смесителя 10 суспензия проходит холодильник и подается сначала на дисковый фильтр 12, а затем для более полного удаления адсорбента из очищенного масла на рамный фильтр 13.

Земля IX удаляется с фильтров на регенерацию или в отвал. Для уменьшения потерь масла глину промывают тяжелым бензином.

 

Рис 1. Принципиальная схема установки  контактной доочистки масла.

 

1 — насос; 2 — теплообменник; 3 — проточный смеситель; 4 — холодный смеситель: 5 — конденсатор смешения; 6— сепаратор; 7— холодильник; 8 — отгонная ко-лонна; 9 — печь; 10 — горячий смеситель; 11 — холодильник; 12 — дисковый фильтр; 13— рамный фильтр; 14 — емкость очищенного масла; I — сырье; II — водяной пар; III — свежая отбеливающая земля; IV — вода; V — углеводородный газ; VI — отгон; VII — топливный газ; VIII — дымовые газы; IX — отработанная земля; X — очищенное масло. 

Назначение процесса – улучшить цвет и повысить стабильность масла при хранении.

Из масла удаляют  остатки смолистых и полициклических  углеводородов путем контакта (смещения) его с тонкодисперсным природным адсорбентом – отбеливающими землями (глина и опоки), характеристики которых приведены в табл 1.

 

Таблица 1. Характеристики отбеливающих земель

Отбеливающие земли	Химический состав, %				Плотность,кг/м3		Пористость, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3+FeO	Коллоид SiO3	насыпная	истинная
Опоки
Зикеевская	84,1	8,2	3,2	17,7	440	2350	81,4
Балашеевская	82,0	9,2	3,0	-	460	2300	80,1
Саринская	76,1	10,3	4,1	12,0	520	2370	47,9
Курьинская	81,8	7,7	1,8	19,4	336	2560	86,9
Глины
Гумбрин	61,0	14,8	2,9	-	750	2200	66,0
Никополь-марганцевая	56,6	20,5	8,5	-	854	2630	68,0
Трошковская	51,9	34,5	0,9	-	890	2610	69,0

 

В табл. 2 для сравнения  приводятся характеристики дистиллятного  и остаточного масел до и после  конкретной доочистки.

 

Таблица 2. Сравнительная  характеристика дистиллятного и остаточного масел до и после доочистки

Показатели	Дистиллятное масло		Остаточное масло
	исходное	после доочистки	исходное	после доочистки
Плотность при 20 oC, кг/м3	885	889	895	898
Вязкость при 100 oC, мм2/с	8,0	8,3	20,5	20,4
Индекс вязкости	85	86	87	87
Температура вспышки, oC	195	205	225	230
Содержание серы, %	0,9	0,88	1,1	1,0
Цвет по ЦНТ	7	4,5	8	6

 

В приложении 1 приведена принципиальная схема установки контактной доочистки масла, которая имеет две секции – нагревательно-контактную и фильтровальную.

1,4,6,9,11 - теплообменно-холодильная  аппаратура; 2 - холодный смеситель; 3 - печь; 5 - отгонная колонна; 7,12,15 - приемники; 8 - конденсатор смешения; 10 - горячий смеситель; 13 - дисковой фильтр; 14 - рамный фильтр;

Потоки: i - сырье; II - свежая отбеливающая земля; III - отработанная земля; IV- очищенное масло;  V - водяной пар; VI - вода VII - отгон в приемник

Сырье – депарафинизированное масло через паровой подогреватель 1 подается в холодный смеситель 2. В  смесителе, оборудованном турбомешалкой, масло смешивается с молотой отбеливающей землей (глиной), подаваемой шнековым дозатором. Из смесителя суспензия направляется через теплообменник 4 в змеевик печи 3 и далее в отгонную колонну 5. Вниз колонны 5 подается острый водяной пар, отходящая сверху колонны смесь паров через конденсатор 6 поступает в приемник 7. Водяной пар сверху колонны конденсируется в конденсаторе смешения 8.

Из колонны 5 суспензия  масла с отбеливающей землей через  теплообменник 4 и холодильник 9 подается в горячий смеситель 10, а затем на фильтрацию на дисковые 13 и рамные 14 фильтры.

Технологический режим  очистки следующий:

 

Температура суспензии, ^оС:

  в холодном смесителе  ……………………………………………………..70-80

  на выходе из  змеевика печи…………………………………………..…130-220

Температура фильтрования, ^оС:

  на дисковых фильтрах…………………………………………………...130-170

  на рамных фильтрах…………………………………………………….…70-110

Давление, МПа

  на дисковых фильтрах………………………………………………………...0,4

  на рамных фильтрах……………………………………………………..…..0,35

Расход отбеливающей земли, % на масло…………………………………...2-10

Выход доочищенного масла, %......................................................................96-98

Общее количество отгона, % на доочищенное масло…………………....0,5-1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Кислотно-контактная очистка

На установках кислотно-контактной очистки подвергаются регенерации масла высокой степени отработанности (с кислотным числом 0,3-0,4 мг КОН/г). 
На рис. 2 приведена принципиальная технологическая схема установки кислотно-контактной очистки. Масло обрабатывается серной кислотой в кислотной мешалке при перемешивании воздухом и после спуска кислого гудрона поступает в контактную мешалку, которая оборудована перемешивающим механизмом, приводимым в действие от электродвигателя через редуктор (реже — воздушным перемешиванием).

        В контактной мешалке масло нагревается при помощи парового подогревателя, после чего обрабатывается отбеливающей глиной. В ОРГРЭС разработаны проекты стационарной и передвижной (на автоприцепе) установок для регенерации трансформаторных (и турбинных) масел по методу «кислота — глина» производительностью 1 ж за цикл. 
На рис. 3 приведена технологическая схема установки регенерации масел по методу «кислота — глина», эксплуатируемой на регенерационной станции МКС. Отработанное трансформаторное масло из емкости 1 насосом 15 закачивается в кислотную мешалку 2, где обрабатывается серной кислотой (до 2%). Кислота подается в мешалку из мерника 11 под давлением воздуха, создаваемым компрессором 13. В мерник 11 кислота поступает самотеком из емкости 8. Масло в мешалке 2 обрабатывается серной кислотой без нагрева (20° С) при непрерывном перемешивании лопастной мешалкой (25 об/мин) в течение 1 ч. Затем масло отстаивается не менее 6 ч Рис.2. Принципиальная схема установки для регенерации масел по методу «кислота — глина»