CC BY
145
А. С. Беляева (к.х.н., доц.) 1, Т. В. Грибеник (асп.) 1,
А. В. Котов (зам. дир., рук. произв.) 2
Селективная очистка углеводородных фракций при производстве масел на ОАО «Орскнефтеоргсинтез»
1 Уфимская государственная академия экономики и сервиса, кафедра охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов 450077, г. Уфа, ул.Чернышевского, 145; тел. (347) 2520532, 2524922, e-mail: [email protected] 2ОАО «Орскнефтеоргсинтез», масляное производство 462407, Оренбургская обл., г. Орск, ул. Гончарова, 1а; тел. (3537) 342451, 342500
A. S. Belyaeva1, T. V. Gribenik1, A. V. Kotov2
Selective clearing of hydrocarbonic fractions by manufacture of oils on Orsknefteorgsyntez OJSC
1 Ufa State Academy of Economy and Service 145, Chernyshevskogo Str., 450077, Ufa, Russia; ph. (347) 2520532, 2524922; e-mail: [email protected]
2Orsknefteorgsyntez OJSC 1a, Goncharova Str, 462407, Orsk, Orenburg region, Russia; ph. (3537) 342451, 342500
Рассмотрен процесс селективной очистки углеводородных фракций при производстве масел. Показано, что основное его назначение — удаление смолистых веществ и полициклических ароматических углеводородов с целью повышения индекса вязкости масел, снижения коксуемости, содержания сернистых соединений, а также облегчения последующего процесса депарафи-низации. Дана технологическая схема установки селективной очистки, представлены основные направления совершенствования, особенности ее эксплуатации. Предложена характеристика углеводородного состава масляных фракций. Рассмотрены пути улучшения качества масел и повышения эффективности их производства.
Ключевые слова: индекс вязкости; коксуемость; селективная очистка.
Process of selective clearing of hydrocarbonic fractions by manufacture of oils is considered. It is shown that its basic appointment is removal of resinous substances and polycyclic aromatic hydrocarbons for the purpose of increase of an index of viscosity of oils, decrease of coking, content of sulphurous compounds, and also simplification of the subsequent dewaxing. The technological scheme of installation of selective clearing is given, the basic directions of perfection and feature of its operation are presented. The characteristic of hydrocarbonic composition of the oil fractions is offered. Ways of improvement of quality of oils and increase of efficiency of their manufacture are considered.
Key words: viscosity index; coking; selective clearing.
Нефтяные масла являются основным видом смазочных материалов, предназначенных для снижения трения и износа трущихся поверхностей, предотвращения их задира. Они давно и широко используются в различных областях техники, и от правильного применения масел во многом зависят надежность и долговечность работы машин, механизмов и разнообразного оборудования. Рост быстроходности машин, повышение рабочих температур, контактных нагрузок и продолжитель-
Дата поступления 05.07.10
ность эксплуатации оборудования существенно изменили роль и повысили требования к смазочным материалам. Возрастающее значение нефтяных масел для надежной эксплуатации техники вызвало необходимость более глубокого изучения их природы и свойств, выявления оптимальных условий их производства и применения.
Очистка дистиллятного и остаточного сырья от продуктов, ухудшающих эксплуатационные свойства масел (смолисто-асфальтено-вые вещества, полициклические ароматические
Рис. 1. Принципиальная блок-схема масляного производства ОАО «Орскнефтеоргсинтез»
углеводороды, твердые парафины, серу-, кислород-, азотсодержащие соединения), является главным процессом в производстве нефтяных масел.
Проектная схема маслоблока ОАО «Орск-нефтеоргсинтез» является классической (рис. 1). Масляное производство включает: масляные АВТ, установки деасфальтизации гудрона пропаном, селективной очистки фенолом, депа-рафинизации растворителями, контактной очистки глинами 1-3.
Технология производства масел на ОАО «Орскнефтеоргсинтез» предусматривает получение четырех масляных дистиллятов на установках ЭЛОУ-АВТ: I фракция — 350—390 оС, II фракция — 390—420 оС, III фракция — 420— 460 оС, IV фракция — 460—490 оС (табл. 1).
Масляные фракции содержат 29—34 % ароматических углеводородов, в основном легких и средних. Содержание серы не превышает 0.5%. По своему структурно-групповому составу эти фракции близки к фракциям нефтей
Таблица 1
Характеристика масляных фракций ОАО «Орскнефтеоргсинтез»
Показатели Пределы выкипания зракции, °С (вакуум)
350-390 390-420 420-460 460-490
Выход, % на нефть 7.7 9.0 6.3 12.7
„20 р 4 0.8694 0.8860 0.9010 0.9190
V50, сст 11.4 32.0 50.2 -
V1oo, сст - - - 36.1
Температура застывания, °С -2 14 25 -
ИВ 76 69 67 -
Групповой углеводородный состав, % на с ракцию
Нафтено-парафиновых 71 67 64 -
Легких ароматических 13 14 14 -
Средних ароматических 16 12 10 -
Тяжелых ароматических - 6 10 -
Смол - 1 2 -
Структурно-групповой состав (по n - d - M)
% Са 12 14 15 -
% Сн 28 25 26 -
%Сп 60 61 59 -
Ка 0.44 0.65 0.79 -
Кн 1.37 1.50 1.82 -
Западной Сибири, нафтеновых колец в них больше, чем ароматических, а процент парафиновых углеводородов достигает 60, что позволяет вовлекать в масло и средние ароматические фракции, сохраняя при этом достаточно высокий индекс вязкости. В легких фракциях (С28) присутствуют алкилзамещенные моноциклические нафтены; в средних фракциях — алкилзамещенные нафтены с двумя-тре-мя циклами, а в высококипящих фракциях (С37) найдены би-, три- и тетрациклические конденсированные нафтены 4-8.
Для улучшения вязкосто-температурных свойств, повышения растворяющей способности органических соединений и смолистых продуктов, а также для эффективной очистки как остаточного, так и дистиллятного сырья, введена в эксплуатацию в 1953 г. селективная очистка фенолом. Процесс селективной очистки масел фенолом разработан ВНИИ НП, разработчик проекта: Гипронефтезавод, генеральный проектировщик: «Самаранефтехимпроект» (рис. 2). Установки селективной очистки масел фенолом № 37-1,2,3,4 состоят из следующих отделений: экстракции сырья фенолом,
регенерации фенола из рафинатного раствора, регенерации фенола из экстрактного раствора. Мощность установки 154.2—192.6 тыс. т/год. Назначение процессов селективной очистки — удаление смолистых веществ и полицикличес-ких ароматических углеводородов из масел с целью повышения их индекса вязкости и сни-
9 10
жения коксуемости 9 .
Основным направлением совершенствования работы установок селективной очистки стало наращивание их мощности. В экстракционных колоннах К-1 на установках № 37-1,2,4 кольца Ратттига заменены на тарелки Х-образ-ные струйнонаправленные. В начале 1990-х гг. начаты работы по переводу установки селективной очистки фенолом на ^метилпиролли-дон (^МП), который характеризуется меньшей токсичностью и коррозионной активностью (табл. 2) 11 12. ^МП в меньшей степени, чем фенол, извлекает парафино-нафтеновые, легкие и средние ароматические углеводороды, смолы, и полностью извлекает тяжелые полициклические ароматические углеводороды 13. Первые испытания показали невозможность перехода на данный растворитель.
Рис. 2. Принципиальная схема установки очистки масляных фракций ОАО «Орскнефтеоргсинтез»:
1—3, 5—7, 9,10, 12,13,19 — теплообменные аппараты, 4 — абсорбер, 8 — экстракционная колонна, 11,21,22 — трубчатые печи, 14, 20 — емкости, 15, 23 — испарительные колонны, 16, 24 — отпарные колонны, 17 — осушительная колонна, 18 — кипятильник. Потоки: I — экстракт, II — сырье, III — рафи-нат, IV — водяной пар в колонну, V — конденсат
Содержание отдельных групп углеводородов в рафинате
Растворитель % групп углеводородов, остающихся в рафинате, от содержания их исходном дистилляте
Парафины, нафтены Ароматические углеводороды Смолы
Легкие Средние Тяжелые
Исходный дистиллят 51.5 18.5 13.0 7.6 7.2
Фенол 85.0 47.0 44.0 0 16.3
Ы-метилпироллидон 61 40 56.7 6 23.6
Таким образом, в результате селективной очистки наряду с абсолютным уменьшением вязкости улучшаются вязкостно-температурные свойства масел, повышается их индекс вязкости, улучшается цвет, понижаются плотность и показатель преломления.
Литература
1. ГАСО.- Ф. Р-1211.— Оп. 5.- Д. 6.- Л. 5.
2. ГАСО.— Ф. Р-1211.— Оп. 68.— Д. 13.— Л. 141.
3. ГАСО.— Ф. Р-779.— Оп. 2.— Д. 351.— Л. 336.
4. ГАСО.— Ф. Р-1211.— Оп. 5.— Д. 6.— Л. 3.
5. ГАСО.— Ф. Р-1141.— Оп. 39.— Д. 231.— Л. 81.
6. ГАСО.— Ф. Р-1141.— Оп. 39.—Д. 231.— Л. 82.
7. ГАСО.— Ф. Р-1211.— Оп. 22.—Д. 2.—Л. 172.
8. ГАСО.— Ф. Р-1211.— Оп. 22.— Д. 2.— Л. 173.
9. ГАСО.— Ф. Р-1211.— Оп. 22.— Д. 2.— Л. 174.
10. ГАСО.— Ф. Р-1211.— Оп. 22.— Д. 2.— Л. 175.
11. ГАСО.— Ф. Р-1211.— Оп. 22.— Д. 2.— Л. 176.
12. ГАСО.— Ф. Р-1211.— Оп. 22.— Д. 2.— Л. 180.
13. Черножуков И., Крейн С. Э., Лосиков Б. В. Химия минеральных масел.— М.:Гостоптехиз-дат, 1991.— 286 с.
