Изучение физико-химической характеристики и параметры молекул нефтяных кислот

6. Нефтяные и синтетические нафтеновые кислоты их свойства и производные. Тем. обзор № 33 института нефтехимических процессов Мамедалиева АН Аз ССР, Баку, 1978.

ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОИ ХАРАКТЕРИСТИКИ

И ПАРАМЕТРЫ МОЛЕКУЛ НЕФТЯНЫХ КИСЛОТ

1 2 Шарипов К.К. , Аслонов М.Р.

1Шарипов Кахрамон Кандиёрович - старший преподаватель, кандидат химических наук; 2Аслонов Миршод Рамазонович - магистр, кафедра технологии нефтехимической промышленности, факультет химической технологии, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан

Аннотация: в данной статье исследованы методы выщелачивания нефтяных кислот из различных фракций нефти средней Азии. Метод выщелачивания является наиболее простым и технологичным с точки зрения экономики и применяется в промышленности для выделения нефтяных кислот. Для выщелачивания нефтяных кислот применялись периодические, полунепрерывные и непрерывные методы. Показана перспективность выделения нефтяных кислот разложением их щелочных солей (дизельные щелочные отходы) с использованием вместо минеральных кислот диоксида углерода. Ключевые слова: адсорбция, фенол, масла, кислота, температура, эмульсия.

На долю нефтяных карбоновых кислот приходится от 5 до 15% всех кислородных соединений нефти и нефтепродуктов. Нефтяные кислоты характеризуются средней молекулярной массой 180-350, при этом около 80% кислот выкипает в пределах 240-350°С [1]. Таким образом, основным источником выделения нефтяных кислот являются керосино-газойлевые и масляные фракции нефти. Известные методы выделения и очистки нефтяных кислот можно разделить на четыре группы:

- методы, основанные на омылении нефтяных кислот с последующим извлечением неомыляемых веществ и выделением нефтяных кислот действием минеральных кислот;

- экстракционные методы;

- адсорбционные методы;

- выделение кислот с помощью ионитов.

Для выделения нефтяных кислот используют узкие нефтяные фракции -керосиновую, газойлевую, дизельную, но иногда даже и природные битумы [2]. Наиболее распространенным методом извлечения нефтяных кислот является метод омыления, который обычно называют щелочным. При выделении нефтяных кислот щелочным методом фракции обрабатывают водным раствором щелочи, например, раствором гидроксида натрия. При этом кислоты превращаются в соли и переходят в щелочной слой:

RСООН + №ОН ^ RСООNа + Н2О.

Чем выше концентрация щелочи и молекулярная масса кислот, тем больше они удерживают неомыляемые компоненты. Концентрация щелочи влияет также на гидролиз солей. С увеличением концентрации щелочи и понижением температуры обработки степень гидролиза уменьшается. Концентрацию щелочи и температуру подбирают в зависимости от фракционного состава продукта, из которого выделяют нефтяные кислоты. Этот метод получил название мокрого выщелачивания, а получаемые растворы солей натрия - щелочными отходами.

Щелочные отходы в дальнейшем подкисляют минеральной кислотой (чаще серной) для выделения свободных нефтяных кислот:

2RCOONa + Н^О4 ^2RСООН + Na2SО4.

Нефтяные кислоты практически нерастворимы в воде и при отстаивании выделяются в виде верхнего масляного слоя. Для получения товарного продукта их подвергают обезвоживанию и обезмасливанию. Для выщелачивания нефтяных кислот применяют периодические, полунепрерывные и непрерывные методы. Наиболее простым по аппаратурному оформлению является периодический процесс, но он длителен и неэкономичен, поэтому его применяют в основном для извлечения кислот из светлых нефтепродуктов в небольшом объеме [3].

Для выщелачивания нефтяных кислот из керосиновых и дизельных фракций чаще используют полунепрерывные и непрерывные методы [1].

Более сложную задачу представляет собой выщелачивание масляных фракций. Во избежании образования стойких масляных эмульсий и для уменьшения вязкости масел процесс ведут при температуре выше 100°С и давлении 0,5-0,8 МПа. При этом получаются щелочные отходы, содержащие 6,5-8,5% мыл нефтяных кислот, примерно столько же неомыляемых компонентов и 87-83% воды [4].

Метод выщелачивания нефтяных кислот из различных фракций нефти является наиболее простым и технологичным и именно этот метод применяется в промышленности для выделения нефтяных кислот. Среди недостатков данного метода можно назвать образование устойчивых эмульсий, особенно при выщелачивании высококипящих фракций. Данная проблема решается за счет ведения процесса при повышенных температурах, однако, при этом увеличивается степень гидролиза образующихся солей.

Разработан метод выделения аммиачных солей нефтяных кислот из нефтей в электрическом поле [5]. Экстракцию солей нефтяных кислот можно проводить водным раствором спирта [6], затем водные или водно-спиртовые растворы нефтяных мыл подкисляют минеральной кислотой и выделяют свободные кислоты.

Предложен способ выделения нефтяных кислот из дистиллятов (фр. 300 -180°С) посредством экстракции растворителем, содержащим метанол, воду и 2-3% аммиака [7].

Применение водо-спиртовых растворов для экстракции солей нефтяных кислот позволяет сократить количество неомыляемых компонентов в составе получаемых кислот в силу их меньшей растворимости в данных растворах. В то же время снижается и степень извлечения высокомолекулярных компонентов в составе нефтяных мыл, поскольку наличие большого углеводородного радикала повышает их сродство к углеводородной среде.

Для выделения нефтяных кислот из керосина разработан метод использования пористых и непористых полимерных мембран.

Показана перспективность выделения нефтяных кислот разложением их щелочных солей (дизельные щелочные отходы) с использованием вместо минеральных кислот диоксида углерода.

Нефтяные кислоты, выделяемые из щелочных отходов их подкислением минеральными кислотами (обычно серной), содержат значительное количество неомыляемых компонентов и часто имеют темный цвет, что делает их непригодными для использования в ряде отраслей и нефтехимическом синтезе. Это вызвало необходимость отработки методов очистки нефтяных кислот.

Щелочные отходы можно освобождать от неомыляемых высокотемпературной перегонкой. Щелочные отходы нагревают до 300-360°С и подают в емкость, где происходит однократное испарение, при этом неомыляемые компоненты и вода переходят в паровую фазу, а нефтяные кислоты остаются в жидкой фазе, причем содержание в них неомыляемых компонентов не превышает 1 %. Этот принцип очистки нефтяных кислот осуществлен в промышленности.

В литературе неоднократно отмечалось, что правильнее называть кислоты, выделенные из нефтяных фракций, нефтяными кислотами, т.к. структура этих кислот содержит кроме нафтеновых коллу ароматические кольца, алифатические радикалы и т.д. Следовательно, под названием «нефтяные кислоты» следует понимать соединения, входящие в состав нефти и нефтепродуктов и имеющие кроме нафтеновых кислот, жирные кислоты, фенолы, а также другие кислородсодержащиеся соединения кетоны, спирты, альдегиды и др.

Для получения более полной характеристики кислородсодержащих соединений, которые могут встречаться в нефтях и нефтепродуктах, а также в щелочных отходах [7].

Список литературы

1. Гольдберг Д.О. Нафтеновые кислоты, их получение и применение. Азнефиздат. Баку, 1932.

2. Ниязов А.Н. Нафтеновые кислоты. Изд-во «Ылым». Ашхабад, 1969.

3. Наметкин Н.С., Егорова Г.М., Хамаев В.Х. Нафтеновые кислоты и продукты их химическом переработки. М. Химия, 1992.

4. Эллис К. Химия углеводородов нефти М., 1938.

5. Томсон Г.А., Савиных Ю.В. Фенолы нефтей Ван-Еганекого месторождения. тез. докладов II Межд. конф. по химии нефти. Томск. Россия, 1994. с. 24.

6. Нефтяные и синтетические нафтеновые кислоты их свойства и производные. Тем. обзор № 33 института нефтехимических процессов Мамедалиева АН Аз ССР. Баку, 1978.

7. Иванова Л.В., Кошелев В.Н., Сокова Н.А., Буров Е.А., Примерова О.В. Нефтяные кислоты и их производные. Получение и применение. Труды РГУ нефти и газа им. Губкина. № 1 (270), 2013.

ВЫБОР АДСОРБЕНТА ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ

АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

1 2 Шарипов К.К. , Асадов И.А.

1Шарипов Кахрамон Кандиёрович - старший преподаватель, кандидат химических наук; 2Асадов Ихтиёр Абдурашид угли - магистр, кафедра технологии нефтехимической промышленности, факультет химической технологии, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, Республика Узбекистан

Аннотация: в данной работе рассматривалось выделение ароматических углеводородов из нефтяных фракций и газоконденсатов на нефтеперерабатывающих заводах. Установлено, что оптимальным адсорбентом для их извлечения является силикагель. Следует отметить, что силикагель является промышленным адсорбентом и широко применяется в производстве и газохимической промышленности. В качестве оптимального адсорбента для адсорбции ароматических углеводородов из моторных топлив выбран силикагель КСК-2, как имеющий наибольшую емкость по аренам.

Ключевые слова: адсорбент, хроматография, силикагель КСК-2, экстракт.

Применение адсорбентов в нефтепереработке и в исследованиях нефти и нефтепродуктов известно уже давно. Классическими являются методы Маркуссона: «Определение группового состава смолистых нефтепродуктов с применением флоридина (позже силикагелей) для выделения смол» [1, 2].