Din punct de vedere tehnic important pentru sinteza organică, hidrocarburile saturate pot fi împărțite în următoarele grupe:
1. parafine mai mici (de la C1 la C5), obținute într-o formă individuală;
2. parafine superioare (aproximativ de la C10 la C40), reprezentând în mod obișnuit amestecuri lichide sau solide de omologi cu număr diferit de atomi de carbon.
Aceste hidrocarburi sunt conținute în petrol și în fracțiunile sale, în gazele asociate degajate în timpul producției de petrol și în gazele naturale.
Parafinele inferioare includ hidrocarburile de la metan CH4 la butanii C4H10 în condiții normale sunt substanțe gazoase, pentani C5H12 lichide cu punct de fierbere scăzut.
Este semnificativ faptul că diferența dintre punctele de fierbere ale butanului și izobutanului, precum și a n-pentanului și izopentanului este suficient de mare și acest lucru face posibilă separarea izomerilor prin rectificare.
Parafinele inferioare sunt slab solubile în apă și lichide polare (alcooli inferiori, cetone, aldehide, etc.), dar solubil în hidrocarburi și sunt absorbite de alte adsorbanți solide (cărbune activat). Capacitatea lor de a absorbi crește cu greutatea moleculară a parafinei, care este utilizată pentru a separa parafinele C3. C4. C1 și C2 absorbție și adsorbție.
Parafinele inferioare C1-C5 sunt prezente în gazele naturale și asociate. Gazele naturale sunt gaze extrase din câmpuri cu gaz pur. Uneori conțin cantități mari de dioxid de carbon, azot, heliu. Trecerea se referă la gazele eliberate din ulei atunci când sunt extrase din puțurile de petrol. Unele dintre aceste gaze sunt separate de ulei în separatoare, iar celălalt rămâne dizolvat în ulei și este distilat atunci când este stabilizat, adică separă componentele volatile. Toate aceste gaze constau în principal din hidrocarburi parafinice inferioare.
Este avantajos să se utilizeze gaze naturale numai ca o sursă de metan, deoarece conține un număr mic de omologi mai mari. Dimpotrivă, uleiul asociat și uleiul stabilizat sunt cele mai valoroase materii prime pentru producția de parafine C3-C6. Hidrocarburile C4 în gazele asociate sunt dominate de n-butan, din n-pentanul C5. Atunci când procesează gazele asociate, aceștia eliberează mai întâi hidrocarburi mai grele C3-C5. În acest scop, este posibil să se utilizeze diferite metode (condensare, adsorbție sau absorbție), care, combinate cu hidrocarburi individuale, sunt în mod necesar combinate cu rectificarea ulterioară.
Metoda de rectificare-condensare (sau metoda rectificării la temperaturi joase) constă în utilizarea simultană a presiunii ridicate și a temperaturii scăzute în timpul lichefierii și rectificării gazelor. Cu toate acestea, pentru separarea hidrocarburilor C3-C5, nu a beneficiat de o răspândire semnificativă. Motivul este creșterea consumului de energie pentru comprimarea și răcirea gazelor, deoarece una din coloane trebuie udată cu etan lichid.
Metoda de absorbție-rectificare se utilizează pe scară largă pentru prelucrarea gazelor asociate. Principiul acestei metode este acela că gazul este epurat în presiunea de absorbție și răcit absorbant, și apoi distilat gazele dizolvate în absorbant, care, după condensare se supune distilării în continuare. Absorbantul regenerat este răcit și returnat la absorbant.
Importanța practică ca materii prime pentru sinteza organică este în principal parafine înalte de structură normală cu lanț direct de atomi de carbon. Reprezentanții lor individuali până la C16 la temperatura camerei sunt lichide, deasupra lui C16 sunt solide, a căror temperatură de topire crește treptat cu alungirea lanțului de carbon. Punctul de topire al n-parafinelor este de obicei mai mare decât cel al izomerilor ramificați corespunzători și acest lucru este utilizat pentru separarea n-parafinelor solide din amestecuri prin cristalizare.
Atunci când n-parafinele sunt extrase din produse petroliere, ele sunt obținute ca amestecuri, dintre care paracina moale și parafina solidă sunt de importanță primordială. Parafina moale se topește la 40 ° C. Acesta include hidrocarburi С11-C20. Parafina solidă (mp peste 50 ° C) constă din hidrocarburi C20-C35. O proprietate tehnică importantă a parafinelor normale este capacitatea lor de a da aducte cristaline cu carbamidă (NH2) 2CO. Compoziția acestor complexe depinde de greutatea moleculară a parafinei. Această proprietate a n-parafinelor este utilizată pentru izolarea lor din amestecuri cu izoparafine, naftene și hidrocarburi aromatice conținute în produsele petroliere.
Izolarea prin cristalizare: în uleiurile obținute prin distilare sub vid de lubrifiere, iar fracția de motorină poate conține până la 30% ceară dizolvată în hidrocarburile rămase. Cristalizarea parafinei se efectuează prin răcire cu sau fără solvenți. Este posibilă cristalizarea parafinei fără solvenți pentru fracțiunile de motorină și uleiuri ușoare (cu viscozitate scăzută). Ulei de saramura este răcită la circa 0 ° C și ceara cristalizat se separă pe un filtru presă pentru a forma o turtă solidă (ceară moale) care conține aproximativ 70% și 30% ceară de hidrocarburi lichide. Pentru o purificare ulterioară, ratonul este înclinat: turta este așezată pe o placă de plasă într-o cameră specială și încălzită lent. Hidrocarburile lichide rezultate conțin o mulțime de parafină și sunt returnate la recristalizare. Parafina obținută în acest mod conține 95-99% hidrocarburi parafinice solide.
Mai frecvent este cristalizarea parafinelor din uleiurile lubrifiante cu utilizarea solvenților. Solvenții trebuie să aibă o solubilitate scăzută în raport cu parafinele normale mai ridicate și, în același timp, să dizolve izoparafine, nafente și hidrocarburi ușor. Se folosesc de obicei solvenți amestecați constând dintr-o cetonă (acetonă, metil etil cetonă, metil izobutil cetonă) și o hidrocarbură aromatică (benzen, toluen). Procesul este următorul. Fracția inițială de ulei este amestecată cu 1-4 volume de solvent și răcită în cristalizatori "pipe-in-pipe" până la minus 5-minus 30 ° C. Precipitatul format este separat pe presele de filtrare sau centrifuge. Parafina conținând 60-80% hidrocarburi solide este supusă recristalizării: se adaugă un solvent încălzit și apoi se răcește. Parafina solidă separată este separată din filtrat prin metoda descrisă.
Deparafinarea de carbamidă: formează n-parafine cu aducte cristaline uree (uree). Dacă fraktsiyusmeshat ulei cu soluție apoasă saturată (sau alcoolice), o soluție de uree la 10-40 ° C, apoi scade precipitat cristalin, care după filtrare și tratarea cu apă fierbinte sau abur se descompune cu uree și a elibera un amestec de n-parafinelor:
La prelucrarea fracțiunilor bogate în parafină, în scopul de a preveni greutate excesivă îngroșarea solvent cu punct de fierbere scăzut utilizat pentru cristalizare (clorură de metilen), care este apoi regenerat și reintrodusă în procesul tehnologic. O îmbunătățire importantă a acestei metode a fost utilizarea saturată la temperatura de 70-80 ° C, o soluție apoasă de uree: cu un astfel de conținut mic de apă este reținută complet aduct sub formă de apă de cristalizare, prevenind astfel formarea unei a treia faze în timpul cristalizării.
Avantajul deparafinării cu carbamidă este posibilitatea utilizării pentru orice produs petrolier (inclusiv benzină, kerosen, motorină ușoară) și nu numai pentru fracțiunile grele, ca în cazul cristalizării convenționale; se exclude și utilizarea temperaturilor scăzute. Dezavantajul său este selectivitatea mai mică a procedeului, în care izoparafinele și alți hidrocarburi cu lanțuri drepte suficient de lungi de atomi de carbon sunt parțial recuperate.
Extracting n-parafinelor folosind site moleculare (zeoliti) acestea au cele mai mici pori, care poate alege mărimea, astfel încât să treacă prin ea și adsorbit numai n-parafinelor și molecule mai voluminoase au rămas. După adsorbție, desorbția urmează prin deplasare cu un alt parafin mai volatil sau desorbant polar, cum ar fi amoniacul. Ambele etape pot fi efectuate în fază lichidă sau gazoasă la o temperatură de până la 200-300 ° C și la diferite presiuni. Metoda este aplicabilă pentru diferite fracțiuni de produse petroliere, pornind de la separarea n-butanului și izobutanului. Se obține un grad înalt de extracție a n-parafinelor (80-98%), a căror concentrație în fracția obținută atinge 98% și mai mare. Această metodă este mai economică decât altele pentru recuperare a n-parafinelor cu șase sau mai mulți atomi de carbon, până la kerosen - fracțiuni petroliere gaz de petrol, sulf și fără izoparafine mai mult de 10%.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: