Тема: Контактная доочистка масел

1. Теоретическая часть

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 адсорбировать 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 адсорбции разделение в отличие от хемосорбционного (химической адсорбции) взаимодействие молекул адсорбента и адсорбируемого вещества (адсорбата) не сопряжено с химической реакцией, то образованием новых химических соединений. Адсорбция – процесс физический и обусловливается дисперсионным, ориентационным и индукционным взаимодействиями. 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 кремния и алюминия и содержат конституционную и кристаллическую воду. Структурные решетки адсорбентов образованы ионами Si⁴⁺, Mg²⁺, Al³⁺, O^2-, OH^-или комплексами (SiO₄)^4-, (AlO₄)^5- и др. Ионы, лежащие на поверхности адсорбента, обладают электростатическими зарядами, силовые поля которых лишь частично скомпенсированы внутренними ионами. 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, потому адсорбируемость компонентов на адсорбентах такого типа тем выше, чем больше дипольный момент их молекул. Адсорбция неполярных веществ на таких адсорбентах происходит вследствие образования индуцированного диполя под влиянием силового пола поверхности адсорбента.

Контактная доочистка масел, парафинов применяется для удаления следов избирательных растворителей, смолистых веществ.

При контактной очистке применяют адсорбент, 85% которого проходит через сито с 6400 отверстиям на 1 см². Адсорбент должен иметь влажность 10-12%. Меньшая влажность приводит к снижению его активности вследствие спекания адсорбента изакупорки 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, от вязкости, смолистости, а также от требуемой глубиныочистки 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.

2. Аппаратура

1. Круглодонная колба.

2. Термометр с ценой деления 1°С до 300°С.

3. Колбогрейка

4. Воронка Бюхнера.

5. Колба Бунзена.

6. Вакуумный насос.

3. Порядок выполнения работы

Навеску сырья и адсорбента (в выбранном соотношении) загру­жают в круглодонную колбу, включают перемешивание инертным газом и нагревание до температуры процесса.

При этой температуре смесь перемешивают в течение выбранно­го времени контакта. Отделение очищенного продукта от адсорбента производят фильтрацией на предварительно нагретой в сушильном шкафу воронке Бюхнера под вакуумом. Затем определяют массу очи­щенного продукта и составляют материальный баланс процесса по сырью. Исходное сырье и очищенный продукт анализируют с определением показателей.

4. Оформление отчета

Результаты работы оформляются следующим стразом: даются краткое описание работы, условия опыта, составляется материаль­ный баланс (табл.1), записывается характеристика сырья и очи­щенного продукта. При изложении условий опыта следует указать:

1. Количество сырья, г

2. Количество адсорбента, % мас. на сырье

3. Температуру процесса контактной очистки, °С

4. Продолжительность контактной доочистки, мин

5. Техника безопасности

Работа проводится в соответствии с инструкцией по тех­нике безопасности в учебном практикуме и общей инструкцией для студентов, аспирантов и сотрудников.

Контрольные вопросы

1. Назначение процесса контактной доочистки.

2. Что используется в качестве адсорбента?

3. На чем основан процесс адсорбции, за счет каких сил проходит этот процесс?

4. Назовите полярные адсорбенты.

5. Назовите условия проведения процесса (температура, рас­ход земли, время контакта), и обоснуйте их.

6. Как изменяются показатели качества масла в результате доочистки?