ФЕНОЛЬНАЯ И ФУРФУРОЛЬНАЯ ОЧИСТКА МАСЕЛ

Селективной очистке подвергают как дистиллятные, так и ос­таточные масляные фракции для удаления из них смолисто-ас­фальтеновых соединений и полициклических аренов с короткими боковыми цепями. В результате улучшается цвет масла, повыша­ется индекс вязкости, снижаются коксуемость и количество серусодержащих соединений.

Наиболее распространенными растворителями в промышлен­ной практике являются фенол и фурфурол. При взаимодействии с масляной фракцией они хорошо растворяют нежелательные компоненты масла и относительно мало растворяют ценные углеводороды. При обработке масла растворителем образуются две фазы. Верхняя фаза – рафинатный раствор – содержит масло с не­большим количеством растворителя, нижняя фаза – экстрактный раствор – содержит основную массу растворителя и нежелатель­ные компоненты. Количество растворителя должно быть опти­мальным.

При постоянной температуре составы экстрактной и рафинат­ной фазы находятся в состоянии равновесия. Увеличение соотно­шения растворитель : сырье приводит к уменьшению концентрации экстрактного раствора и нарушению равновесия между фазами. Часть углеводородов вследствие этого переходит из рафинатного в экстрактный раствор. Степень очистки повышается, выход рафи­ната сокращается. Уменьшение соотношения растворитель : сырье приводит к обратному результату. Однако при слишком больших объемах растворителя может образоваться однородный раствор без разделения фаз.

Очистка избирательными растворителями возможна в таких температурных условиях, когда существует две фазы. С повыше­нием температуры растворяющая способность растворителя уве­личивается, а избирательность медленно понижается, и при крити­ческой температуре растворения получается однородный раствор. Поэтому к растворителям селективной очистки предъявляется специфическое требование: критическая температура растворения сырья в растворителе должна быть достаточно высокой, чтобы мо­жно было вести экстракцию в интервале температур 80 – 150°С.

Экстракция фенолом и фурфуролом осуществляется в колон­ных аппаратах. Растворитель, имеющий более высокую плотность, чем сырье, подается сверху, сырье вводится в низ колонны. Под­нимаясь все выше по колонне и находясь непрерывно в контакте с растворителем, сырье все более освобождается от нежелатель­ных компонентов, а растворитель чем ниже опускается по колон­не, тем более обогащается смолистыми и полициклическими со­единениями. При этом критическая температура рафината повы­шается. Для улучшения процесса экстракции на вводе растворите­ля поддерживается более высокая температура, чем на вводе масла. Разность этих температур, зависящая как от свойств растворителя, так и от свойств сырья, называется температурным градиентом экстракции.

Растворитель и оптимальные параметры очистки в каждом отдельном случае подбирают опытным путем в зависимости от качества исходного продукта и требований к получаемому продукту. Фурфурол имеет перед фенолом ряд преимуществ. Фурфурол менее токсичен, дает более высокий (на 12 – 15 %) выход рафина­та и значительно экономичнее фенола вследствие более низких значений температуры кипения и удельной теплоты испарения. Однако в ряде случаев, в особенности при очистке остаточных масел, качество рафината после фурфурольной очистки хуже, чем после фенольной, и увеличение соотношения фурфурол : сырье не дает никакого эффекта. Фурфурол хуже, чем фенол, растворяет смолы, поэтому масла после фурфурольной очистки имеют более темный цвет.

Способом повышения качества и выхода рафината является замена фенола и фурфурола более эффективными растворителя­ми, например N-метилпирролидоном. N-Метилпирролидон стаби­лен, неагрессивен, имеет температуру кипения 206°С, температу­ру плавления – 240°С, менее токсичен и более селективен, чем фенол и фурфурол.