Procedee industriale de deparafinare a uleiurilor cu solventi

Procedee industriale de deparafinare a uleiurilor cu solventi

Dupa modul de racire al amestecului materie prima-solvent, procedeele de deparafinare a uleiurilor cu solventi pot fi grupate in trei categorii si anume:

procedee de deparafinare prin racire indirecta (conventionale) in care racirea amestecului materie prima-solvent se face cu un agent frigorific, prin intermediul unei suprafete (sunt cele mai raspandite);

procedee de deparafinare prin racire directa cu solvent subracit (procedeul Dilchill);

procedee de deparafinare prin autoracire in care temperatura de deparafinare se asigura prin vaporizarea solventului (deparafinare cu propan).

Schema tehnologica de principiu a procesului de deparafinare cu solventi este prezentata in figura 1.5. [2,5].

Figura 1.5. Schema de principiu a unei instalatii de deparafinare cu solventi (1-incalzitor cu abur, 2-racitor cu apa, 3,4-cristalizatoare cu racleti, 5-vas pentru alimentarea filtratului, 6-filtru rotativ, 7-vas pentru filtrat

Indiferent de solventul folosit, schema tehnologica a procesului de deparafinare cu solventi cuprinde o serie de operatii succesive si anume:

- diluarea materiei prime cu solvent conform gradului de dilutie stabilit, prin introducerea initial a intregii cantitati de solvent sau prin dilutie incrementala;

- incalzirea amestecului materie prima-solvent de predilutie cu 10-15˚C peste temperatura de tulburare a acestuia pentru ca solventul sa dizolve cristalele de parafina existente initial in solutie si pentru a realiza, in continuare, cristalizarea parafinei in conditii normale;

racirea succesiva in trepte, cu o viteza de racire controlata. Initial racirea se face cu apa, in continuare cu filtrat obtinut la separarea fazei solide si, in final, cu agent frigorific (amoniac, propan, etan, etc.). Din motive economice, cca. 60-70% din cantitatea de caldura este preluata de filtrat.

- separarea fazei solide din solutie, de obicei, prin filtrare pe filtre rotative. In timpul filtrarii, turta de parafina este spalata cu solvent rece pentru a reduce continutul de ulei din faza solida;

- recuperarea solventului din filtrat si din turta de parafina prin vaporizare si stripare. Pentru acest scop sunt folosite de regula, 2-3 vaporizatoare, iar urmele de solvent se elimina prin stripare cu un gaz inert sau abur;

- uscarea solventului si recuperarea acestuia din apa de proces prin distilare fractionata.

Aparatele specifice procesului sunt cristalizatoarele cu racleti si filtrele rotative.

Cristalizatoarele cu racleti sunt schimbatoare de caldura de tip tub in tub. In tubul interior, prin care circula amestecul ulei-solvent, pe un ax rotativ, este montat un sistem de razuire a peretilor cu ajutorul unor lame numite racleti. Un cristalizator cu racleti este alcatuit din 10 sau 12 tuburi, iar axele cu racleti sunt rotite de un motor electric prin intermediul unui lant de transmisie [9].

Pentru a asigura o crestere normala a cristalelor, viteza in interiorul tubului este de 0,5-0,8 m/s, iar viteza de rotatie a axului cu racleti este de 1-12 rot/min.

Filtrul rotativ este alcatuit dintr-o carcasa in care este plasata o toba orizontala, acoperita cu o sita pe care se monteaza panza de filtrare. Solutia eterogena patrunde in spatiul dintre toba si carcasa astfel incat toba sa fie imersata cca. 50% in solutie. Toba este impartita in 30 de compartimente radiale, conectate la un dispozitiv (vana automata) prin care se realizeaza presiuni diferite in fiecare din acestea. Schema unui filtru rotativ pentru deparafinare este prezentata in figura urmatoare:

Figura 1.6. Schema unui filtru rotativ pentru deparafinare(1-carcasa filtrului, 2-toba orizontala, 3-cutit, 4-transportor, 5-introducerea solventului de spalare, 6-solutia pentru filtrare

In continuare sunt prezentate avantajele si dezavantajele unor procedee de deparafinare cu solventi.

Deparafinarea cu MEC (procedeul conventional) foloseste ca solvent un amestec de MEC cu toluen. A fost brevetat de firma Texaco, iar in anul 1986 erau in functie peste 120 de instalatii. Este cel mai raspandit procedeu de deparafinare cu solventi.

Avantaje:

MEC si toluenul sunt miscibile in orice proportie ceruta de functionarea optima a instalatiei;

solventii au puncte de topire foarte coborate si viscozitati convenabile;

solventii se recupereaza usor prin vaporizare si stripare;

decalajul de temperatura este mic.

Dezavantaje:

solubilitatea uleiului in solvent depinde de concentratia de MEC in solvent si de natura uleiurilor, astfel ca, pentru materii prime diferite sunt necesari solventi de compozitii diferite;

solventii sunt toxici si foarte inflamabili.

Deparafinarea cu propan, brevetata de firmele Exxon si Kellog este un procedeu mai putin folosit in prezent, desi s-a incercat modernizarea lui prin inlocuirea propanului cu propilena-acetona.

Avantaje:

propanul este folosit ca solvent de dilutie, agent de racire, gaz inert si agent pentru suflarea turtei;

cristalizatoarele nu sunt prevazute cu sisteme de razuire deoarece racirea se face prin evaporarea propanului;

unitatea de deparafinare poate fi cuplata cu o unitate de dezasfaltare cu propan, fara recuperarea intermediara a solventului;

propanul are pret scazut si este disponibil in rafinarii.

Dezavantaje:

Solubilitatea parafinei in propan este mare, decalajul de temperatura este ridicat si nu se pot obtine uleiuri cu puncte de curgere foarte coborate;

Controlul evaporarii solventului in timpul autoracirii este dificil

sunt necesari aditivi de deparafinare;

filtrele rotative lucreaza la presiune si intretinerea lor este mai dificila.

Deparafinarea cu solventi clorurati (procedeul Di-Me), este brevetata de firma Edeleanu si este aplicata in Europa. In anul 1980 erau mentionate 11 instalatii in functiune si 2 in constructie. Foloseste ca solvent de precipitare dicloretanul, iar pentru a mari solubilitatea uleiului, clorura de metil.

Avantaje:

compozitia solventului poate fi modificata in orice limite deoarece fiecare solvent se recupereaza separat;

solventii au puncte de topire coborate, viscozitati conventionale si se recupereaza usor;

decalajul de temperatura al deparafinarii este mic, iar parafina are un continut redus de ulei;

solventii nu sunt inflamabili.

Dezavantaje

prin descompunerea solventilor se formeaza acid clorhidric care provoaca efecte de coroziune;

solventii au toxicitate ridicata.

Deparafinarea prin racire directa cu solventi (procedeul Dilchill), a fost brevetata de firma Exxon, iar in anul 2000 erau in functiune 10 instalatii. In acest procedeu materia prima prima este racita prin contact direct cu solventul subracit intr-un cristalizator de amestec.

Avantaje fata de procedeul conventional:

sunt inlocuite cristalizatoarele cu racleti sau numarul lor este mult redus;

viteza de filtrare este mai mare, iar continutul de ulei din faza solida mai mic;

Dezavantaje:

solventul trebuie uscat si racit la o temperatura mai coborata ca in procedeul conventional;

controlul repartitiei solventului in cristalizatorul de amestec este dificil.