Адсорбционные и абсорбционные методы очистки нефтепродуктов: особенности и преимущества

Для получения качественных масел и топлива из нефтепродуктов необходимо удалить посторонние примеси и загрязнения: взвешенные частицы песка, глины, солей, асфальтово-смолистые вещества, серные, азотистые соединения и др. Их количество зависит от вида сырья и составляет от тысячных долей до 2 %. Удаление примесей и воды из нефтепродуктов повышает качество сырья, делает его пригодным для дальнейшей переработки. Для очистки используют различные вещества и химические реагенты, которые подбирают с учетом состава нефтепродуктов и компонентов, подлежащих удалению.

Адсорбционные способы очистки нефтепродуктов подходят для удаления кислоты, смол, непредельных, нафтеноароматических и полициклических ароматических углеводородов. Этот метод подразумевает прямой контакт разогретого вещества с поверхностью поглотителя (тонкодисперсного адсорбента). Также возможна фильтрация с использованием адсорбирующих молекулярных сит, через которые пропускают нефтепродукты.

Не менее распространен абсорбционный способ. Он заключен в избирательном растворении посторонних примесей в составе нефтепродуктов. Очистку производят с применением жидких веществ: сернистого ангидрида, нитробензола, фурфурола, ди-хлорэтилового эфира и др. Они селективно растворяют вредные компоненты, снижающие качество нефтепродуктов, а применяют их преимущественно для очистки масел.

Технология адсорбционной очистки

Адсорбционный способ очищения повышает качество продуктов нефтепереработки, обеспечивает соответствие заданному групповому составу, улучшает физико-химические характеристики веществ. В качестве поглотителей используют синтетические и природные материалы, такие как:

·         опока;

·         активированный уголь;

·         отбеливающая глина;

·         бентонит;

·         цеолит;

·         боксит;

·         алюмосиликагель;

·         силикагель и др.

Адсорбционным способом очищают твердые парафины, минеральные масла, углеводородные жидкости. На завершающей стадии, после фильтрации и удаления механических примесей, а также частиц с крупным размером фракций, продукт нагревают и направляют в адсорбционную колонну. Внутри нее расположен неподвижный слой мелкоячеистого поглотителя, поверхность которого удерживает молекулы посторонних веществ.

Для этого метода очистки используют два аппарата колонного типа, работающих поочередно. Пока в одном происходит адсорбция, в другом – десорбция поглощенных примесей. Слой впитывающего вещества промывают растворителями, после чего сушах и охлаждают в воздушном потоке. Для сохранения высоких поглощающих свойств адсорбент реактивируют: его отпаривают при высокой температуре или обжигают для восстановления каталитической способности и повторного использования.

Преимущества адсорбционного метода очистки

Плюсы адсорбционного способа:

·         глубокое очищение от токсичных примесей;

·         безотходность благодаря десорбции поглощенных веществ;

·         относительная простота регенерации твердых сорбентов;

·         эффективное удаление токсичных веществ низкой концентрации (паров ртути, органических соединений);

·         низкая стоимость адсорбентов;

·         широкая сфера применения.

Адсорбционная очистка востребована при производстве нефтепродуктов, пластмасс, органических продуктов. Она подходит для удаления сторонних компонентов из нефти, а также для очищения сточных вод на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях. Универсальный метод применим для повышения качества выпускаемой продукции и снижения вреда, наносимого экологии в процессе производства.

Важное преимущество метода – возможность удаления посторонних веществ без воздействия высокого давления (более 10 атмосфер), слишком высоких или низких температур. Он популярен ввиду максимальной селективности к микропримесям. Адсорбционная очистка не требует сложного оборудования, применения насосов, токсичных растворов. Метод в равной степени применим к жидкостям и парам, что особенно важно в нефтехимической промышленности.

Технология абсорбционного очищения нефтепродуктов

Абсорбционные способы очистки нефтепродуктов подходят для удаления большого объема примесей. Они основаны на селективном (выборочном) растворении токсичных компонентов. Их применение требует подвода и отвода тепла, присутствия дисперсной фазы, а также воздействия высокого давления на очищаемые составы. В некоторых случаях очищенные нефтепродукты утрачивают стабильность и требуют добавления ингибиторов, замедляющих процесс окисления диолефинов и смолистых веществ. В качестве антиокислителей применяют аминофенолы, фенолы, ароматические амины и пр.

Новые абсорбционные установки – сложное оборудование, состоящее из блоков очистки светлых нефтепродуктов выщелачиванием, электрообессоливания, стабилизации бензиновых фракций. Комбинированное оборудование для первичной нефтепереработки обеспечивают рациональное использование энергетических ресурсов на предприятии, выполняя полный цикл работ без установки дополнительного громоздкого оборудования.

Применение абсорбционного способа востребовано при обработке жидкостей, поглощающих газы, поскольку в ходе очистки сорбент полностью поглощает сорбат. Однако, натуральный каучук и резина имеют кристаллическую структуру, которая позволяет абсорбировать жидкие нефтепродукты. В нефтеперерабатывающей промышленности этот метод часто используют для разделения, очищения и осушения углеводородных газов.

Преимущества абсорбционной очистки

Несмотря на то, что абсорбционный способ более затратный, а монтаж оборудования – сложный и трудоемкий, его широкого применяют в нефтегазовой промышленности. Основные достоинства метода:

·         возможность разделения углеводородных смесей для изучения состава нефти и нефтепродуктов;

·         эффективная очистка и осветление;

·         более качественное разделение газовой смеси на газ и бензин;

·         эффективное отделение бензинов благодаря последовательности, многоэтапности очистки.

Для отделения бензинов из природного и попутного газа применяют неполярные абсорбенты, проводя очистку при нулевой или отрицательной температуре. Низкотемпературное разделение позволяет использовать низкомолекулярные фракции бензина с малой вязкостью, повышая эффективность процесса и сокращая расход абсорбирующего вещества. Метод незаменим при разделении компонентов нефти и газа по химическому составу и молекулярным массам, поэтому существенно облегчает анализ нефтепродуктов.