2. Классификация базовых масел по api

Американский нефтяной институт (API) рекомендует классифицировать базовые масла по трем показателям: индекс вязкости, доля нафтено-парафиновых углеводородов и содержание серы (табл.).

Традиционные базовые масла I группы вырабатываются в России по действующим технологиям с применением процессов разделения сырья (перегонка, селективная очистка, сольвентная депарафинизация), а для производства масел групп II и III требуется использование новейших технологий, так как к ним предъявляются очень высокие требования по содержанию серы и индексу вязкости.

Таблица

Классификация базовых масел по api

Группа	Индекс вязкости	Массовая доля, %
		нафтено-парафинов	серы
I	80-120	<90	>0,03
II	80-120	90	0,03
III	120	90	0,03
IV	Все полиальфаолефины (ПАОМ)
V	Другие базовые масла кроме групп I, II, III и IV

3. Поточная схема производства базовых масел.

4. Назначение процесса деасфальтизации в растворе пропана. Сырье, продукты. Изменение показателей качества деасфальтизата по сравнению с показателями качества гудрона.

Для извлечения масляных компонентов из гудрона используется процесс деасфальтизации пропаном. Деасфальтизация используется для получения компонентов сырья каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Сырье процесса – гудрон, продукты – деасфальтизат (целевой) и битум деасфальтизации (побочный)

У деасфальтизата ниже, чем у гудрона, вязкость, коксуемость, плотность, показатель преломления, цвет (табл.).

Таблица

Качество исходного сырья и продуктов двухступенчатой

деасфальтизации гудрона пропаном.

Показатели	Гудрон	I ступень		II ступень
		Деасфаль- тизат	Асфальт	Деасфаль- тизат	Асфальт
Смесь коробковской и жирновской нефтей
Вязкость кинематическая при 100^оС, сст	–	22,6	–	43,46	–
Коксуемость, %	8,4	0,84	–	1,7-1,9	–
Плотность ρ4^20	0,955	0,897	–	0,912	–
Показатель преломления nD^50	–	1,4889	–	1,4885	–
Содержание серы, %	0,75	0,53	1,10	0,60	1,10
Туймазинская нефть
Вязкость кинематическая при 100^оС, сст	–	22-23	–	43-48	–
Коксуемость, %	14,0	1,2	–	2,1-2,7	–
Плотность ρ4^20	0,995	0,915	–	–	–
Показатель преломления nD^50	–	1,4995	–	1,5147	–
Содержание серы, %	2,8	1,5	3,1	1,8-2,2	3,2

5. Факторы, определяющие эффективность процесса деасфальтизации в растворе пропана.

Качество сырья.

Сырье широкого фракционного состава деасфальтируется хуже, чем сырье, не содержащее фракций, выкипающих до 500^оС. Низкомолекулярные компоненты хорошо растворяются в пропане и действуют как промежуточный растворитель. Таким образом, увеличивается растворяющая способность пропана по отношению к ПАУ и смолам. Это снижает глубину деасфальтизации и селективность процесса. При переработке более концентрированного остатка деасфальтизат характеризуется низкой коксуемостью и цветом, однако при переработке сырья узкого фракционного состава выход деасфальтизата ниже.

Концентрацию гудрона подбирают в зависимости от характера нефти. Концентрация гудронов малосмолистых нефтей должна быть большей из-за присутствия в них большого количества компонентов, легко растворимых в пропане. В гудронах высокосмолистых нефтей должно содержаться некоторое количество низкомолекулярных компонентов. В противном случае возможны потери ценных высокомолекулярных парафинонафтеновых углеводородов.

Температура. С увеличением температуры процесса снижается растворимость компонентов сырья в пропане, особенно при температурах, близких к 96,8^оС (критическая температура пропана). С повышением температуры верха (t_в) колонны деасфальтизации получают более светлый деасфальтизат с меньшим выходом и коксуемостью. При приближении t_в к критической температуре пропана уменьшаются его плотность и растворяющая способность. Углеводородные компоненты сырья осаждаются из раствора вместе со смолами и асфальтенами. Выход деасфальтизата снижается.

С уменьшением температуры растворяющая способность сжиженного пропана растет. Он начинает удерживать в растворе не только парафино-нафтеновые и высокоиндексные ароматические углеводороды, но и низкоиндексные. Ухудшаются осаждение АСВ, цвет деасфальтизата, возрастает его коксуемость.

Температура верха колонны определяет качество деасфальтизата. Постепенное равномерное снижение температуры по высоте колонны позволяет отделить не только высокомолекулярные смолы (М = 800 ÷ 900), но и смолы массы 700 ÷ 800, ухудшающие цвет деасфальтизата, т.е. создание температурного градиента повышает селективность процесса. Температурный градиент деасфальтизации – разность температур между верхом и низом колонны. Температура низа колонны обеспечивает необходимый отбор деасфальтизата.

Оптимальный температурный режим: температура верха от 65 до 85^оС; температура низа от 45 до 62^оС; градиент температур 20 – 25^оС.

Кратность растворителя к сырью. Влияние кратности пропана к сырью на выход и качество продуктов деасфальтизации показано на рис. В области I происходит насыщение сырья пропаном. В области II до оптимальной кратности глубина извлечения АСВ увеличивается, падает вязкость, плотность и коксуемость деасфальтизата. Уменьшается его выход. Раствор масляных компонентов в пропане при оптимальной кратности – насыщенный. В области III выход деасфальтизата начинает увеличиваться, ухудшается его качество, так как раствор компонентов в пропане перестает быть насыщенным, пропан начинает растворять ПАУ и смолы.

Оптимальная кратность пропана к сырью уменьшается с увеличением температуры деасфальтизации.

Р и с. Влияние кратности пропана к сырью на выход и качество продуктов деасфальтизации:

1 – температура размягчения асфальта; 2 – выход деасфальтизата;

3 – вязкость деасфальтизата; 4 плотность деасфальтизата;

5 – коксуемость деасфальтизата

Качество пропана. Обычно используют пропан чистотой не менее 95 % об. Повышенное содержание этана снижает выход деасфальтизата, повышает давление в аппаратах установки, снижает коэффициент теплопередачи в теплообменной температуре. Норма содержания этана – 2 % об.

Бутан, изобутан и пентан повышают растворяющую способность пропана, увеличивают выход деасфальтизата, но ухудшают его качество.

Пропилены и бутилены увеличивают растворимость смол и ПАУ в пропане, снижая качество деасфальтизата.

Давление. Давление процесса деасфальтизации подбирается таким образом, чтобы пропан находился в жидкой фазе, поэтому давление непосредственно связано с температурой процесса и составом технического пропана. Обычно процесс деасфальтизации ведут под давлением на 0,3-0,5 МПа выше, чем давление насыщенных паров сжиженного пропана. Давление обычно поддерживается на уровне 3,5-4,5 МПа.