Депарафинизация нефтяного сырья¶

Депарафинизация нефтяного сырья — технологический процесс удаления из нефти, нефтяных фракций и остатков высокомолекулярных парафиновых углеводородов (алканов нормального строения) с целью снижения температуры застывания и улучшения низкотемпературных свойств получаемых продуктов. Применяется в производстве масел, дизельных топлив, а также при подготовке нефти к транспортировке по трубопроводам в холодном климате.

¶Причины и сущность процесса

Парафины — предельные углеводороды с числом атомов углерода от 16 до 40 и температурой плавления от 40 до 65 °C и выше. При охлаждении нефтепродукта они выделяются в виде кристаллов, образуют пространственную структуру и резко повышают вязкость, вплоть до полной потери текучести. Именно поэтому дизельные топлива и масла характеризуются такими показателями, как температура помутнения, температура застывания и предельная температура фильтруемости.

Депарафинизация решает задачу либо полного удаления твёрдых парафинов, либо их модификации, при которой кристаллы теряют способность срастаться в жёсткий каркас.

¶Классификация методов

¶Кристаллизационные (экстракционные) методы

Основаны на охлаждении сырья до температуры выделения кристаллов парафина с последующим отделением твёрдой фазы фильтрацией или центрифугированием. Для улучшения фильтруемости в сырьё вводят растворители — кетоны (ацетон, метилэтилкетон), ароматические углеводороды (толуол, бензол) или их смеси. Растворитель снижает вязкость и разбавляет масло, обеспечивая рост крупных кристаллов.

Разновидности:

• Депарафинизация в растворителях — классическая схема получения низкозастывающих масел (установки типа «Дуосол»).
• Обезмасливание гача — отдельная стадия, при которой из парафинового осадка извлекают остаточное масло, получая товарный парафин.

¶Адсорбционные и каталитические методы

• Карбамидная депарафинизация — обработка сырья водным раствором карбамида (мочевины), который образует с нормальными алканами кристаллические комплексы включения. Метод избирателен по отношению к углеводородам линейного строения.
• Каталитическая депарафинизация (гидродепарафинизация) — селективное гидрирование и крекинг нормальных алканов на цеолитных катализаторах при повышенных температуре и давлении водорода. Позволяет получать продукты с очень низкой температурой застывания.
• Изодепарафинизация — превращение линейных алканов в разветвлённые изомеры, обладающие низкой температурой плавления; применяется для производства высокоиндексных масел и низкозастывающих дизельных топлив.

¶Депрессорные присадки

Химический способ, при котором парафины не удаляются, а модифицируются. Присадки — сополимеры этилена с винилацетатом и аналогичные соединения — адсорбируются на поверхности кристаллов, препятствуя их агрегации. Метод экономичен и широко применяется в трубопроводном транспорте и производстве зимних дизельных топлив.

¶Технологическая схема

Типовая установка кристаллизационной депарафинизации включает:

1. смешение сырья с растворителем;
2. многоступенчатое охлаждение в теплообменниках и кристаллизаторах (скребковых или аммиачных);
3. фильтрование суспензии на барабанных вакуумных фильтрах;
4. отгонку растворителя из фильтрата (депарафинированного масла) и из гача;
5. регенерацию растворителя.

Каталитические установки работают при давлении 3–10 МПа, температуре 300–400 °C и объёмной скорости подачи сырья, обеспечивающей заданную глубину превращения.

¶Продукты и применение

Депарафинизация также важна при добыче и транспорте нефти: отложения парафинов на стенках труб и в скважинном оборудовании снижают дебит и требуют применения растворителей, скребков и тепловых методов обработки.

¶Значение и развитие

Процесс относится к ключевым в нефтепереработке: именно он определяет ассортимент зимних топлив и качественных масел. Современные тенденции — переход к каталитическим и комбинированным схемам, снижение энергозатрат, отказ от токсичных растворителей (бензола), а также расширение применения депрессорных присадок. Развитие цеолитных катализаторов позволило совместить депарафинизацию с гидроочисткой в едином процессе.