Фенольная очистка масел

Фенольная или селективная очистка проводится как для дистиллятных, так и для остаточных масляных фракций. Целью очистки является окончательное удаление из сырья смолисто-асфальтеновых соединений, но главным образом удаление низкоиндексных полициклических ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями. В результате улучшается цвет масла, повышается индекс вязкости, снижается коксуемость и уменьшается содержание сернистых примесей. Наиболее распространенными селективными растворителями является фенол и фурфурол. В последние годы найден более эффективный растворитель N- метилпирролидон.

При взаимодействии с масляной фракцией эти растворители хорошо растворяют нежелательные примеси и относительно мало ценные углеводороды (прямая экстракция). При этом образуется две фазы: верхняя фаза или рафинатный раствор, который содержат очищенное масло с небольшим количеством растворителя, нижняя фаза – экстрактный раствор, который содержит основную массу растворителя и нежелательные примеси. Количество используемого растворителя должно быть (1,5 – 2,2): 1 для дистиллятных масел и (4 – 4,5): 1 – для остаточных масел. Чрезмерное увеличение этого соотношения приводит к уменьшению концентрации экстрактного раствора и переходу в него части ценных углеводородов. При этом степень очистки возрастает, но уменьшается выход рафинатного раствора. Чрезмерное уменьшение этого соотношения приводит к обратному эффекту.

Большое значение имеет также температурный режим очистки. С повышением температуры растворяющая способность растворителей возрастает, но избирательность снижается и при критической температуре получается однородный раствор. Поэтому к растворителям предъявляются следующие требования: его критическая температура должна быть достаточно высокой, чтобы можно было вести очистку в интервале сравнительно высоких температур 80 – 150 ºС. Это вызвано тем, что при понижении температуры возрастает вязкость системы, и ухудшаются условия массообмена.

Процесс экстракции фенолом проводят в колонных аппаратах. Фенол, который имеет большую плотность, чем сырье, подают сверху колонны, а сырье – снизу. В процессе противоточного контактирования сырье освобождается от нежелательных примесей. По мере подъема рафината его критическая температура повышается, поэтому для улучшения процесса вверху колонны поддерживают более высокую температуру, чем в нижней части в месте ввода сырья. Разность этих температур, зависящая как от свойств растворителя, так и характеристики сырья, называется температурным градиентом экстракции.

Фурфурол имеет перед фенолом ряд преимуществ. Он менее токсичен, дает больший выход рафината и благодаря меньшей температуре кипения и теплоты испарения более экономичен. Но он более дорог и не обеспечивает достаточной степени очистки остаточных масел. Кроме того, он хуже растворяет смолы и поэтому получаемое масло имеет более темный цвет.

Более современным является замена фенола и фурфурола на N-метилпирролидон.