Свойства битумов
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
леводородов за счет уплотнения коллоидной структуры асфальта.
На эффективность деасфальтизации влияет соотношение между количествами пропана и гудрона. При добавлении небольших порций пропана к гудрону происходит их полное смешивание. Дальнейшее добавление пропана приводит к образованию двухфазной системы: раствора углеводородов в пропане и раствора пропана в смолисто-асфальтеновых веществах, С увеличением доли пропана в системе разбавляется пропановый раствор, в результате концентрация растворенных в нем компонентов уменьшается, силы взаимного притяжения углеводородов ослабевают и из раствора выделяются наиболее высокомолекулярные углеводороды. Действие этого фактора проявляется до тех пор, пока оно не перекрывается другим - обычным увеличением количества растворенного вещества при увеличении количества растворителя. Таким образом, существует оптимальное соотношение между пропаном и гудроном, при котором получается и оптимальное качество деасфальтизата. Выход асфальта при этом наибольший, а температура размягчения наименьшая. С повышением температуры деасфальтизации упомянутый оптимум наблюдается при меньших содержаниях пропана. Низкомолекулярные растворители - парафиновые углеводороды, так же как в основном и компоненты гудрона, являются неполярными веществами. Растворимость в этом случае обусловлена действием дисперсионных сил. Поскольку эти силы значительнее у алканов с более длинной цепью, при переходе от пропана к бутану и пентану растворимость компонентов гудрона увеличивается. Получающийся при этом деасфальтизат имеет худшее качество, а асфальт - более концентрированный по смолам и особенно асфальтенам; температура размягчения асфальтов также повышается. Эффективность деасфальтизации зависит от фракционного состава используемого сырья. Так, мазут в отличие от гудрона содержит низкомолекулярные компоненты, хорошо растворимые в пропане. Находясь в пропановом растворе, эти низкомолекулярные компоненты с более длинной цепью и большими силами дисперсионного характера в сравнении с пропаном действуют как промежуточный растворитель. Это повышает растворимость в пропановом растворе более высокомолекулярных, в том числе и нежелательных, компонентов. В результате качество деасфальтизата ухудшается. Таким образом, учитывая изложенные выше факторы, можно регулировать процесс деасфальтизации iелью получения нужных результатов. Схемы и режимы процессов деасфальтизации. Наибольшее применение в промышленной практике находят процессы деасфальтизации техническим пропаном и легким бензином, состоящим в основном из н-пентана. Пропан и гудрон (при температуре 120-150 С) подают в колонну деасфальтизации раздельными потоками через горизонтальные трубки - распределители с отверстиями: пропан в нижнюю часть, гудрон в верхнюю.
Рис. 5. Схема процесса деасфальтизации пропаном: 1- насосы; 2 - емкость жидкого пропана; 3 - паровые подогреватели; 4- деасфальтизационная колонна; 5 - регуляторы давления; 6 - печь; 7- эвапоратор; 8 - конденсаторы пропана; 9 - пропановый компрессор; 10 - испарительная колонна; 11 - испарительная камера; 12 - каилеотбойник; 13, 14 - отпарные колонны; 15 - скруббер.
Соотношение объемов пропана и гудрона составляет (4-8) : 1. Деасфальтизацию проводят при давлении 3,6-4,2 МПа. Собирающийся в верхней части колонны раствор деасфальтизата в пропане нагревается до 75-85 С в зоне парового подогревателя, отстаивается и выводится из колонны. После снижения давления примерно до 2,4 МПа, осуществляемого посредством редуктора, этот раствор поступает в испаритель. Здесь за счет тепла обогрева (например, паром высокого давления) при температуре около 160 С испаряется основная часть пропана. Отпаривание оставшегося пропана проводится в следующем аппарате - отпарной колонне.
Собирающийся при температуре 50-65 С в нижней части колонны деасфальтизации раствор пропана в асфальте обрабатывается аналогично раствору деасфальтизата в пропане, но для обеспечения отпаривания и необходимой вязкости пото ков его нагревают в трубчатой печи до более высоких температур - 210-250 С. Выходящие из отпарных колонн смеси паров воды и пропана промываются водой в скруббере. Работа скруббера в какой-то мере похожа на работу барометрического конденсатора смешения. При нарушениях режима отпаривания и промывки' здесь возможно возникновение вакуума, что связано с опасностью подсоса воздуха и образования взрывоопасной среды. Во избежание падения давления ниже атмосферного предусмотрена подача в скруббер пропана. Потоки пропана из испарителей и скруббера отделяются от увлеченных капелек жидкости в отбойнике, компримируются до давления 2 МПа, охлаждаются и в жидком состоянии возвращаются в процесс. Потери пропана компенсируют подачей свежего.
Деасфальтизация бензином (начало кипения 22-24 С, конец кипения 62-65 С) принципиально не отличается от деасфальтизации пропаном. Процесс включает те же стадии экстракционного разделения сырья и регенерации растворителя (рис. 6). Отличия в режиме обусловлены различиями свойств растворителей.
Рис. 6. Схема процесса деасфальтиаации бензином:
- деасфальтизационнан колонна; 2 - испаритель асфальтовой фазы; 3 - испаритель деасфальтизатной фазы.
Деасфальтизация бензином осуществляется при давлении 2,0-2,2 МПа и объемном соотношении бензина к гудрону, равном примерно 3 : 1. Температура верха деас-фальтизационной колонны - 125-150 С, низа-115-125 С. Фазы деасфальтизат