Применение холода в нефтеперерабатывающей промышленности.

На предприятиях нефтяной промышленности искусственное охлаждение широко применяется в ряде технологоических процессов, в том числе для депарафинизация масел, обезмасливание гачей, разделения ксилолов, алкилирования в производстве присадок к маслам и др.

В перечисленных производствах, применя­ют в основном, системы непосредственного ки­пения холодильного агента в поверхностных теплообменных аппаратах кристаллизаторах, контакторах, реакторах и т. д. Системы с про­межуточным жидким хладоносителем имеют относительно малое распространение.

Условия работы предприятий нефтяной мышленности определяют выбор холодильного агента. Перерабатываемые здесь продукты ха­рактеризуются повышенной пожаро- и взрывоопасностью, а некоторые из них и токсично­стью.

В нефтяной промышленности в качестве холодильных агентов широко применяют угле­водороды. Эти вещества есть в достаточном количестве на производстве, они дешевы, об­служивающий персонал имеет навыки в обра­щении с ними. Преимуществом углеводородов при использовании центробежных компрессоров является также их относительно высокая по сравнению с аммиаком молекулярная масса. В ряде случаев возможно применение бесповерхностного хлаждения путем испарения холодильного агента, качестве которого используются углеводороды, непосредственно в охлаждаемом продукте.

Депарафинизация масел. Процесс удаления парафина из масел. Перед депарафинизацией масло вначале охлаждают водой до 40—45°С и добавляют к нему охлажденный селективный растворитель. Продукт с растворителем поступает в специальные аппараты — кристаллизаторы, где при постепенном охлаж­дении из него выделяются кристаллы парафи­на. Первые по ходу потока регенеративные кристаллизаторы охлаждаются обратным по­током холодного продукта, последующие за ними кристаллизаторы — испаряющимся холо­дильным агентом. В зависимости от требуемой температуры застывания масла охлаждение до­водят до определенного температурного уров­ня, соответствующего допустимому остаточно­му содержанию парафина. Выделившийся в виде кристаллов парафин отделяют в вакуум-фильтрах или центрифугах. Твердый остаток — гач, содержащий определенную примесь мас­ла, подвергают дальнейшей переработке. Жид­кая фаза отдает свой холод в регенеративных кристаллизаторах и затем путем нагрева раз­деляется на продукт и растворитель.

При обычной депарафинизации   смазочных масел характерной температурой кипения холодильного агента является -35 - -43 °С, при этом температура продукта после последней ступени  кристаллизации составляет -25 - -30°С.

Для получения специальных сортов масел (трансформаторное, некоторые автомобильные, авиационное и др.) процесс осуществляется в установках глубокой депарафинизации, обес­печивающих охлаждение продукта до —60 —65°С. Температура кипения холодильного агента при этом составляет — 70 —76°С.

Обезмасливание гачей. Побочные продукты, получаемые в процессе депарафинизации ма­сел (гачи), содержат в себе еще значительное количество масла. Чтобы получить из них то­варный парафин-сырец с содержанием масла 0,5—1%, требуется его дальнейшая обработка. Обезмасливание гачей проводят на технологи­ческой установке, процессы и оборудование ко­торой аналогичны процессам и оборудованию установки обычной депарафинизации, но про­текают при более высоких температурах ох­лаждения. Используют как системы с непо­средственным кипением холодильного агента при —10ч—18°С, так и системы с вторичным хладоносителем, охлаладенным до —3 — 10°С. Основ­ной тип применяемого оборудования — парокомпрессионные аммиачные машины с ком­прессорами поршневого типа для небольших установок и центробежыми агрегатами для крупных установок.

Одним из методов получения парафина-сырца является метод, при котором жидкий продукт распыливается через форсунки в баш­ню, продуваемую охлажденным воздухом. Уровень охлаждения при этом существенно выше и составляет 10—15°С. Ниже описана автоматическая линия роз­лива и упаковки парафина. Расплавленный парафин температурой 70°С заливают в фор­мы, размещенные на конвейере. Конвейер про­ходит через теплоизолированную камеру, про­дуваемую холодным воздухом начальной тем­пературой 4°С. Парафин охлаждается, затвер­девает и при температуре 25°С выходит из камеры. Камера имеет отсек, в котором разме­щен ребристый аммиачный воздухоохладитель с вентилятором. Жидкий холодильный агент подается в аппарат через отделитель жидкос­ти.

  Разделение ксилолов, выделение параксилола. В результате технологических процессов переработки нефти получают ксилолы — сырье для получения многих ценных продуктов. Про­цесс выделения из смеси ксилолов параксилола, используемого для выработки телефталевой кислоты, из которой в свою очередь получают лавсан, требует применения искусственного холода примерно тех же параметров, что и в установках глубокой депарафинизации масел. Охлаждение осуществляют в аппара­тах с непосредственным охлаждением   кипящим холодильным агентом, используя каскад­ные холодильные машины. Температурный уровень кипения холодильного агента в ниж­нем каскаде составляет от —65 до —85°С, в верхнем — от —25 до —36°С. В качестве холодильных агентов применяют в нижнем каскаде этан, этилен, в верхнем — аммиак, пропан, пропи­лен.

Основное холодильное оборудование в процессах разделения ксилолов — этановые поршневые компрессоры оппозитного типа, центробежные агрегаты, работающие на угле­водородах и аммиаке.

Производство присадок к смазочным мас­лам. Искусственный холод применяют для предварительного охлаждения исходного про­дукта до —40°С и проведения основной части технологического процесса, осуществляемой в специальных реакторах периодического дейст­вия.

Режим работы реакторов характеризуется резким изменением тепловыделений в процес­се реакции (2—3 ч); при этом необходимым условием протекания реакции является посто­янство температурного режима на требуемом уровне (—45°С). Для выравнивания нагрузок по холоду пики в отдельных аппаратах сдви­гают относительно друг друга.

Для охлаждения реакторов используют жидкий переохлажденный аммиак, применяе­мый в качестве хладоносителя. Жидкий аммиак, охлажденный до —50°С, подается насосами в реакторы (рис. 1) из сепарато­ра, установленного на повышенной отметке, что обеспечивает отсутствие вакуума на вса­сывании насосов. Отепленный аммиак из ре­акторов поступает в сепаратор, пройдя дрос­сельный вентиль, установленный перед сепара­тором в целях предотвращения вскипания ам­миака в реакторах. В сепараторе происходит разделение аммиака на фазы, при этом пар аммиака отводят на всасывание компрессоров. В качестве основного холодильного оборудования применяют порш­невые либо винтовые аммиачные компрессоры.