студент
Россия
Выполнен первичный анализ работы технологической установки селективной очистки масел фенолом. Определен перечень исходных данных и специализированного программного обеспечения, необходимых для построения адекватной математической модели процесса
минеральные масла, экстракция, отпарка, фенол, математическое моделирование
Очистка минеральных масел является важным этапом в производстве высококачественных смазочных материалов. Основной целью очистки является удаление примесей и нежелательных компонентов, которые могут отрицательно сказаться на характеристиках и долговечности продукта.
Смазочные масла обычно очищают с помощью ряда процессов, предназначенных для удаления загрязняющих веществ, таких как парафины, асфальтены, а также вещества, содержащие в составе атомы серы, азота и других элементов. Одним из таких процессов является процесс экстракции из масел нежелательных компонентов различными селективными растворителями. Для проведения подобного процесса используют такие растворители как фенол, фурфурол, N-метилпирролидон и т.п. [1].
Многие промышленные процессы селективной очистки минеральных масел в качестве растворителя используют водофенольную смесь (фенол с добавлением воды). Такой экстрагент предпочтительнее других растворителей из-за его высокой растворяющей способности и высокой селективности по отношению к примесям. Однако использующийся при этом фенол является также опасным и токсичным химическим веществом, которое может представлять угрозу безопасности для экологии и персонала при его обращении и хранении.
Промышленная установка селективной очистки масел обычно состоит из разнообразного технологического оборудования, включающего в себя: экстрактор, отпарные и ректификационные колонны, печи, теплообменное и насосное оборудование. Эффективность работы массообменных колонн на установке играет решающую роль для процесса в целом. Так, неэффективность внутренних контактных устройств экстракционной колонны приводит к необходимости перерасхода экстрагента на процесс очистки, плохая работа отпарных и ректификационных колонн – к потерям фенола в системе и перерасхода пара и других энергоносителей на стадиях регенерации растворителя и очистки рафината от остатков экстрагента. Объективная оценка работы массообменного оборудования позволяет при этом найти проблемные точки в работе установки, определить целесообразность и пути повышения эффективности внутренних контактных устройств колонн.
В рамках проведенной работы нами был выполнен анализ работы действующей промышленной установки селективной очистки масел водофенольным растворителем. Была выполнена первичная оценка эффективности внутренних контактных устройств экстракционной и отпарных колонн. Были определены основные точки потери фенола в системе.
Проведение более детального анализа и выработка шагов по совершенствованию работы оборудования при этом возможны на базе математической модели технологического процесса. Однако построению подобной модели должен предшествовать тщательный сбор различной технической информации, включающий в себя:
- анализ и построение в виде потокового графа технологической схемы процесса;
- сбор данных о конструкционных особенностях технологического оборудования;
- оценка условий процесса и значений всех технологических параметров при штатном режиме работы действующей установки;
- оценка имеющихся термодинамических свойств технологических потоков установки.
Современное математическое моделирование технологического процесса, такого как процесс селективной очистки масел, подразумевает использование специализированного программного обеспечения, такого как Aspen Hysys, Aspen Plus, PRO/II, ChemCAD, UniSim Design, DWSim и т.п. Каждый подобный программный продукт обладает своими достоинствами и недостатками, поэтому обоснованный выбор соответствующего пакета программ также должен предшествовать построению адекватной математической модели процесса.
1. Казакова, Л.П., Крейн, С.Э. Физико-химические основы производства нефтяных масел - М.: Химия, 1978. - 320 с.
