МАСЕЛ, ПАРАФИНОВ И ЦЕРЕЗИНОВ

Адсорбция – это концентрирование вещества из объема фаз на поверхности раздела между ними, например из газа или раствора на поверхности твердого тела (адсорбента) или жидкости.

Способность естественных глин, опок, искусственных алюмосиликатов, алюмогеля, цеолитов адсобировать на своей поверхности различные вещества широко используется при исследовании состава фракции и в технологии производства масел, парафинов и других продуктов.

Адсорбция является экзотермическим процессом. При адсорбционном разделении в отличие от хемосорбционного (химической адсорбции) взаимодействие молекул адсорбента и адсорбируемого вещества (адсорбата) не сопряжено с химической реакцией, то есть с образованием новых химических соединений. Адсорбция – процесс физический и обуславливается дисперсионным, ориентационным и индукционным взаимодействием. На поверхности полярных адсорбентов, к которым относятся природные отбеливающие земли, силикагель, синтетические алюмосиликаты, активированная окись алюминия и др., основную роль играют ориентационные и индукционные взаимодействия. Молекулы полярных адсорбентов состоят в основном из окислов алюминия и содержат конституционную и кристаллическую воду. Структурные решетки адсорбентов образованы ионами Si⁴⁺, Mg²⁺, Аl³⁺, О^2-, OH ^- или комплексами (SI0₄)^4-, (Аl0₄)^5- и др. Ионы, лежащие на поверхности адсорбента, обладают электростатическими зарядамии, силовые поля которых лишь частично скомпенсированы внутренними силами. Нескомпенсированные силовые поля поверхностных ионов образуют непрерывное силовое поле на поверхности адсорбента.

В основу процесса адсорбционной очистки масляного сырья на полярных адсорбентах положена разная адсорбируемость компонентов сложной смеси, которая зависит от химического состава этой смеси и структуры молекул веществ, входящих в ее состав. При адсорбции на полярных адсорбентах полярные силы преобладают над дисперсионными, поэтому адсорбируемость компонентов на адсорбентах такого типа, тем выше, чем больше дипольный момент их молекул. Адсорбция неполярных веществ на таких адсорбентах происходит вследствие образования индукционного диполя под влиянием поля поверхности адсорбента. В соответствии с этим компоненты масляного сырья по адсобируемости можно расположить в следующем порядке (по убывающей): смолисто-асфальтеновые вещества – тяжелые ароматические углеводороды – средние ароматические углеводороды – легкие ароматические углеводороды – нафтеновые и парафиновые углеводороды.

Благодаря различной адсорбируемости указанных компонентов их можно разделять последовательным вытеснением (десорбцией) соответсвующими растворителями – десорбентами. При этом в первую очередь десорбируются компоненты с наименьшей адсорбируемостью, в последнюю очередь – с наибольшей. На разной адсорбируемости углеводородных и других компонентов масляного сырья основана адсорбционная очистка. При неглубокой адсорбционной очистке удаляются компоненты с наибольшей адсорбируемостью (асфальто-смолистые вещества, остатки растворителей). При глубокой очистке можно полностью удалить ароматические углеводороды и получить при этом белые масла.

Глубина очистки зависит от типа адсорбента, его количества (в % от сырья) при очистке микродисперсным адсорбентом и кратности его к сырью – при фильтровании через зерненый адсорбент.

5.1. Контактная доочистка депарафинированных масел

Контактная доочистка масел применяется для удаления следов смолистых веществ, избирательных растворителей. В результате улучшается их цвет, снижаются кислотность, коксуемость, вязкость, плотность и на 1 – 2⁰С повышается температура застывания.

При контактной очистке применяют адсорбент, 85% которого проходит через сито с 6400 отверстиями на 1 см². Адсорбент должен иметь влажность 10-12%. Меньшая влажность приводит к снижению его активности вследствие спекания адсорбента и закупорки пор, что приводит к снижению его общей поверхности.

Для каждого адсорбента требуется своя оптимальная температура очистки, зависящая от диаметра пор адсорбента. Обычно контактную очистку масел ведут при температурах от 120 до 300⁰С в зависимости от вязкости и характера адсорбента.

Расход отбеливающей земли зависит от качества очищаемого масла, вязкости, смолистости, а также от требуемой глубины очистки и составляет от 3 до 20% мас. на очищаемое сырье. Время перемешивания 15 – 20 мин. В результате очистки несколько уменьшаются вязкость, плотность, коксуемость и повышается температура застывания.