Влияние солей на использование нефти и нефтяного сырья.
Наличие солей в нефти причиняют особенно тяжелые и разнообразные осложнения при переработке. Содержание солей в нефти нередко достигает2000-3000мгл и в отдельных случаях доходит до 0,4-0,3 . Нормальная переработка таких нефтей оказывается совершенно невозможной. Засорение аппаратуры. Соли отлагаются, главным образом, в горячей аппаратуре. Растворенные в воде соли выделяются при испарении воды. Поскольку последнее происходит в основном на поверхности нагрева или в непосредственной близости от нее, часть выкристаллизовавшихся солей прилипает к этим поверхностям, оседая на ней в виде прочной корки. Иногда эти соляные корки отламываются, извлекаются потоком нефти далее и осаждаются в последующей аппаратуре.
Коррозия аппаратуры Коррозия т.е. разъедание нефтеперегонной аппаратуры при переработке соленных нефтей вызывается выделением свободной соляной кислоты в процессе гидролиза некоторых хлористых солей. Мазут в котором остается значительная часть солей, содержащихся в сырой нефти, обладает также сильными коррозионными свойствами, что приводит к преждевременному выходу из строя топочной аппаратуры электростанций и турбинных двигателей. Понижение производительности установок. Отложение солей в трубах, уменьшающие их проходные сечения, обусловливает резкое понижение производительности.
Мазуты с содержанием хлоридов от 800-2200мгл имели простой за счет остановок на промывку сырья до 20 календарного времени. Уменьшение ассортимента вырабатываемых продуктов.
Соли в основном, так же как и при наличии механических примесей, концентрируются только при перегоне в мазутах и гудронах. По имеющимся наблюдениям в аппаратуре осаждается толькот10-20 солей, содержащихся в исходном сырье. Концентрация солей в гудронах и мазутах лишает возможности выработки из них качественных остаточных продуктов. Так, например, битумы при этом не выдерживают нормы на растворимость в сероуглероде, и кроме того, содержат водорастворимые примеси-соли, что в частности, для дорожных битумов недопустимо Остаточные масла из полумазутов, содержащих соли и продукты коррозии- эрозии, имеют повышенную зольность. Мазуты содержащие соли, непригодны для выработки моторной продукции.
При переработке засоленных нефтей приводятся следующие данные при переработке сызранской нефти содержание хлоридов в мазуте достигает 10000 мгл, т.е. 1. Зольность гудрона после переработки небитдагской нефти на масла повышается до 0.3. Также мазуты и гудроны не пригодны не только на производство каких-либо остаточных продуктов, но даже и в качестве топлива, так как соли вызывают засорение форсунок, дымоходов, образуют осаждения на обогревочной поверхности и вызывают их коррозию.
Таким образом часто при переработке нефтей с повышенным содержанием солей приходится отказываться от получения из них указанных остаточных продуктов, т.е. снижать ассортимент вырабатываемой продукции. Мазуты и гудроны, предназначеные на использование в качестве топлива, приходится, если есть возможность смешивать с другими, более чистыми нефтепродуктами в целях понижения зольности. Соли мышьяка остающиеся в первичных нефтепродуктах, которые служат сырьем для нателитических процессов, являются одной из основных причин отравления дорогостоящих катализаторов. 2.Эмульси нефти с водой.
Эмульгаторы. В научно-технической литературе существует несколько определений понятия эмульсия, но наиболее общим является следующее эмульсия - это гетерогенная система, состоящая из двух несмешивающихся или малосмешивающихся жидкостей, одна из которых диспергированна в другой в виде мелких капелек глобул диаметром превышающим 0.1 мкт. Дисперсная система с более мелкими частицами принадлежит уже коллоидному раствору.
Эмульсии относятся к микрогетерогенным системам, частицы которых видны в обычный оптический микроскоп, а коллоидные растворы принадлежат к ультрамикрогенным системам, их частицы не видны в обычный микроскоп. Хотя по своей природе они близки, но физико-химические их свойства различны и зависят в значительной степени от дисперсности.
При образовании эмульсий образуется огромная поверхность дисперсной фазы. Так, количество глобул в одном литре воды 1-высокодисперсной эмульсии исчисляется триллионами, а общая площадь поверхности- десятками квадратных метров. На такой огромной метфазной поверхности может адсорбироваться большое количество, стабилизирующих эмульсию. Эти вещества называются эмульгаторами, адсорбируясь на границе раздела фаз, снижают метфазное поверхностное натяжение, а следовательно уменьшают свободную энергию системы и повышают ее устойчивость.
Оригинальный метод выделения эмульгаторов из нефтяной эмульсии впервые разработан в нашей стране В.Г.Беньковским с сотрудниками. Они выделяли эмульгаторы из эмульсий туркменский и мангышленских нефтей и исследовали их состав и свойства. Позже воспользовавшись этим методом, многие исследователи выделяли и исследовали эмульгаторы содержащиеся в нефтях различных месторождений.
А.А.Петров с сотрудниками разработали методику выделения асфальтенов и экстракционного разделения нефтей на фракции, применяя растворители с различной полярностью. Экспериментально они установили, что основными эмульгаторами и стабилизаторами эмульсий являются высокомолекулярные соединения нефти асфальтены, смолы и высокоплавные парафины и высокодиспергированные твердые минеральные и углистие частицы. Экстракционным методом эмульгаторы были разделены на фракции парафины, смолы, асфальтены, вещества с высокой температурой плавления, и твердые минеральные и углистые частицы. Результаты исследования составов смол и асфальтенов современными инструментальными методами показали, что эти вещества представляют собой полициклические конденсированные соединения, содержащие гетероциклы с серой и азотом.
Структурной единицей смол и асфальтенов являются конденсированные бензольные кольца с включением гетероциклов. Считают, что устойчивость образующихся эмульсий зависит не сколько от концентрации эмульгаторов асфальтенов, смол и др. в нефти, сколько от их коллоидного состояния, которое в свою очередь определяется содержанием в нефти парафиновых и ароматических углеводородов и наличием в них веществ, обладающихдефлонулирующим действием.
Так же, эмульгаторами служат и микрокристаллы парафина, и высокодисперсные минеральные и углеродистые частицы. Скопление твердых частиц на границе раздела фаз обусловлено избирательным смачиванием отдельных участков их поверхности в результате адсорбции на ней ПВА асфальтосмолистых.
Устойчивость эмульсий, стабилизированных твердыми частицами, количественно связана с работой смачивания ее маслом и водой и их воздействием на частицуна границе двух жидких фаз 3.