44662

Адсорбционная очистка масляных дистиллятов

Лабораторная работа

Химия и фармакология

При этом к адсорбентам предъявляются следующие требования: высокие селективность разделения и адсорбционная емкость; хорошие кинетические характеристики, особенно в жидкофазных процессах

Русский

2014-03-28

92.64 KB

3 чел.

Лабораторная работа №8

Тема: Адсорбционная очистка масляных дистиллятов

  1.  Теоретическая часть

Адсорбционную очистку масляных фракций применяют для получения высококачественных масел различного уровня вязкости, деароматизированных жидких парафинов и других продуктов различного назначения. В основе процесса лежит разделение высококипящих нефтепродуктов за счет различной адсорбируемости их компонентов на поверхности адсорбента.

Адсорбционное разделения различных веществ на практике осуществляют силикагелями, алюмосиликатами, активными углями, активной окисью алюминия, цеолитами, природными глинистыми породами. При этом к адсорбентам предъявляются следующие требования: высокие селективность разделения и адсорбционная емкость; хорошие кинетические характеристики, особенно в жидкофазных процессах, где коэффициенты диффузии в 103 меньше, чем в газах; отсутствие каталитической активности к компонентам разделяемой смеси.

Селективность адсорбции возникает часто за счет специфического взаимодействия молекул и поверхности адсорбента через электронно-донорное звено функциональной группы молекулы (π-связь) и выдвинутый положительный заряд (протонизированный водород гидроксильной группы, обменный катион и др.) поверхности. Так на поверхности силикагеля основными центрами специфической молекулярной адсорбции молекул с локально сосредоточенной электронной плотностью являются свободные гидроксильные группы. Поэтому же, являясь кислотой протонного типа (электрон-акцептором), по кислотно-основному механизму специфического взаимодействия силикагель образует на своей поверхности π -комплексы с основанием (электродонором) и селективнее адсорбирует соединения с функциональными группами из смеси с н-алканами, у которых проявляется только неспецифическое взаимодействие с поверхностью силикагеля. Поверхность углеводородных адсорбентов (сажа, активированные угли) не является носителем кислотных центров, не вступает в специфическое взаимодействие с адсорбированными молекулами углеводородов.

Наибольший вклад специфического взаимодействия при адсорбции у цеолитов в силу особенностей их структуры, поверхность активной окиси алюминия, насыщенная сильными апротонными кислотными центрами, также специфически взаимодействует с молекулами, имеющими π -связь.

Адсорбционная емкость зависит от величины обшей поверхности адсорбента и объема его пор и характеризуется удельной поверхностью и удельным объемом пор.

Величины удельной поверхности промышленных адсорбентов-си-ликагелей, активированных углей, активной окиси алюминия, природных глин составляют соответственно 300-750; 1300-1700; 170-220; 15-260 м2/г. Суммарный удельный объем пор соответственно 0,25-1,25; 0,67-0,80; 0,60-1,0; 0,17-0,45 см3/г.

Кинетические характеристики. Процесс жидкофазной адсорбции на пористых твердых телах складывается из следующих стадий: подвода вещества к внешней поверхности адсорбента, диффузии молекул по транспортным порам, процесса адсорбции на поверхности адсорбента.

Первая стадия определяется внешнедиффузионными факторами и не представляет интереса с точки зрения влияния природы адсорбента на адсорбцию, на вторую – оказывает влияние размер транспортных пор. Третья стадия зависит от адсорбционной емкости и селективности абсорбента. Кинетические характеристики жидкофазной адсорбции определяются внутренней диффузией молекул компонентов раствора, зависящей от величины среднего радиуса транспортных пор. Для различных марок силикагелей, активированных углей, активной окиси алюминия и природных глин средний радиус пор находится в пределах 1-7; 0,7-1,7; 6-10; 0,28-10 нм. При уменьшении среднего радиуса пор силикагеля диффузия молекул ароматических углеводородов в порах уменьшается. Регулировать и улучшать свойства адсорбентов можно варьированием их пористой структуры или изменением химической природы поверхности, за счет чего достигается избирательность адсорбции. При очистке нефтепродуктов с помощью адсорбентов имеет место физическая адсорбция, при которой сорбаты могут быть выделены при десорбции. В первую очередь адсорбируются полярные соединения, затем неполярные вещества, в молекулах которых под действием силового поля молекул адсорбента возникают индуцированные диполи, и далее – неполярные вещества, адсорбируемость которых определяется дисперсионным взаимодействием молекул адсорбента и адсорбируемого вещества. На этом основана адсорбционная очистка масляного сырья, призванная удалить из него значительные количества смол и полициклических ароматических углеводородов, ухудшающих эксплутационные свойства масел и их восприимчивость к композициям присадок.

2. Аппаратура и материалы

1. Лабораторная установка для адсорбционной очистки сырья и отгона растворителя (рисунок).

2. Образец: дистиллята.

3. Растворитель - бензин.

4. Силикат марки АСК, высушенный при 180°С в течение пяти часов.

  1.  Порядок выполнения работ

Перед проведением адсорбционной очистки проводят анализ сырья: определяют вязкость при температуре 50°С, температуру застывания, оптическую плотность.

Сырьем установки адсорбционной очистки масел является маловязкий масляный дистиллят. В качестве адсорбента используется синтетический алюмосиликат или крупнопористый силикагель А.С.К. Для улучшения контакта сырья с адсорбентом применяется разбавление сырья бензином, который применяют также в качестве десорбента. Процесс очистки проводят при температуре 30-40°С (в зависимости от вязкости сырья) в колонке диаметром 10 мм и высотой 600 мм.

Силикагель весом 30 г засыпают в колонку при непрерывном постукивании ее стенок для плотной упаковки зерен адсорбента по всей высоте колонки, после чего осуществляют смачивание адсорбента растворителем. На технических весах взвешивают 30 г дистиллята, разбавляют его 30 г бензина. Полученный раствор переносят в емкость, связанную с адсорбционной колонкой через дозировочный насос (рисунок 8.1), который со скоростью 125 мл/ч подает раствор вниз адсорбционной колонки.

Рисунок 8.1. Установка адсорбционной очистки:

1 – колонка, 2 – мерник,

3 – насос, 4 - отгонная колба,

5 – термометр,

6 – холодильник, 7 – приемник.

Пройдя слой адсорбента, раствор очищенного дистиллята через перепускной кран поступает в предварительно взвешенную колбу для отгона растворителя. Полученный после отгона растворителя продукт (рафинат 1) взвешивают, выливают из колбы в стакан и анализируют, отогнанный растворитель, конденсируясь в холодильнике 6, собирается в приемнике.

После того как раствор сырья прошел через адсорбционную колонку, осуществляют стадию десорбции, для чего повышают температуру в колонке до 60-70°С и из емкости со скоростью 150-200 мл/ч начинает подачу 60 г бензина. Раствор десорбата собирается в колбе для отгона растворителя. Освобожденный от растворителя рафинат-2 по сравнению с рафинатом 1 обогащен ароматическими углеводородами. После определения массы рафинат 2 анализируют.

4. Особенности техники безопасности при проведении работы

1. Включить в сеть нагревательные приборы только при выключенном общем рубильнике.

2.Соблюдать правила работы с легковоспламеняющимися жидкостями.

3. Соблюдать общую инструкцию по технике безопасности при работе

Контрольные вопросы

1. Теоретические основы процесса адсорбции и ее сущность.

2. Структура адсорбентов.

3. Виды промышленных адсорбентов.

4. Адсорбируемость углеводородов на различных адсорбентах, силы адсорбционного взаимодействия.

5. Использование адсорбционных процессов в практике промышленного производства,

6. Изменение качества масла в зависимости от глубины адсорбционной очистки.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81250. Понятие информационных и коммуникационных технологий. Направления внедрения ИКТ в образование. Дистанционные технологии в образовании 37.12 KB
  Хуторской выделяет следующие принципы дистанционного обучения: Принцип создания дистантным учащимся образовательной продукции в изучаемых предметных и образовательных областях. Принцип соответствия внешнего образовательного продукта ученика его внутренним личностным приращениям. Принцип приоритета деятельностного содержания перед информационным. Принцип креативного характера учебной деятельности.
81251. Инструментальные средства для разработки ППС, их достоинства и недостатки. Экспертная оценка ППС 35.7 KB
  Экспертная оценка ППС. Зайнутдинова предлагает различать 3 типа компьютерных обучающих программ: педагогические программные средства ППС компьютерные учебные программы одноцелевого назначения: сервисные контролирующие тренажеры моделирующие демонстрационные и т. Процесс создания ППС Педагогический сценарий детализирует структуру учебного материала и последовательность его изложения Технологический сценарий детализируетя технология представления Кодирование технологического сценария Технология разработки ППС рассмотрение принципов...
81252. Понятие государства 38.69 KB
  Суть ее в том что государство возникает в результате раскола общества на антагонистические классы и является исторически переходящим явлением. С исчезновением классов государство неизбежно должно отмереть. Естественноправовая договорная теория которая выводит государство из соглашения между правителями и подданными заключаемого в целях организации общественной жизни.Гумплович считал что государство возникло как результат порабощения слабых групп более организованными и более сильными.
81253. Типология государств; формационный и цивилизационный подходы 39.33 KB
  Типология государства это научная классификация государств по определенным типам на основании их общих признаков отражающая свойственные данному типу государств общие закономерности возникновения развития и функционирования. Центральным в типологии государства является понятие типа государства. Понятие тип государства служит для обозначения наиболее общих черт различных государств дающих возможность определить типовую принадлежность государства то есть его родство с другими государствами. Тип государства это совокупность общих...
81254. Государство и экономика 37.86 KB
  При построении системы государственного регулирования экономики здесь господствует принцип максимальной возможности: все экономические процессы которые в принципе поддаются централизованному регулированию должны управляться центральными органами. Методы государственного регулирования экономики. Административные или прямые методы регулирования ограничивают свободу выбора хозяйствующего субъекта. Например директивные плановые задания по объему и ассортименту производимой продукции или централизованно установленные цены на товары и услуги...
81255. Понятие формы государства 35.49 KB
  Научное исследование различных аспектов формы государственности имеет важное теоретическое и практическое значение. Более полное конкретное представление о форме государства дает анализ 3х его составляющих формы правления государственного устройства государственно правового режима.
81256. Монархическая форма правления 43.24 KB
  Другой важной формой правления является регентство временное коллегиальное или единоличное осуществление полномочий главы государства в монархиях в случае продолжительной болезни малолетства или временного отсутствия монарха. В зависимости от принципа наследования власти монархия может быть династической родовой и выборной. Гораздо чаще нам встречается родовая монархия где действовал принцип принадлежности к царскому роду.
81258. Форма государственного устройства 39.69 KB
  Конституция разграничивает полномочия субъектов и самой федерации.Территория федерации состоит из: а Субъектов которые по-разному называются. Субъекты федерации могут принимать свои конституции законы постановления и другие нормативно-правовые акты.