Химическая энциклопедия - перколяционная очистка

(от лат. percolatio-процеживание, фильтрация), один из видов адсорбционной очистки жидких или газообразных продуктов путем фильтрации (процеживания) их через слой адсорбента-поглотителя. Позволяет удалять нежелательные компоненты из нефтепродуктов (т. е. очищать и осушать их) или разделять сложные смеси орг. соединений.

В основе П. о. лежит физ. адсорбция концентрирование в-ва (адсорбата) из объема жидкой или газообразной фазы на пов-сти или в объеме микропор твердого пористого адсорбента. Адсорбируемость компонентов смеси зависит от их хим. состава и строения. В технике в качестве адсорбентов используют разл. пористые тела с сильно развитой внутр. пов-стью синтетич. силикагели и алюмосиликагели, отбеливающие земли, прир. и синтетич. цеолиты, оксид алюминия и др. Адсорбционные процессы могут осуществляться периодически со стационарным слоем адсорбента, к-рый периодически регенерируется, или непрерывно с движущимся или псевдоожиженным (суспендированным) слоем адсорбента, к-рый непрерывно регенерируется непосредственно в системе.

П. о. проводят в перколяторе аппарате периодич. действия. Он представляет собой полый вертикальный цилиндр, внизу к-рого расположена опорная перфорированная тарелка-сито и люк для выгрузки адсорбента. Размеры отверстий различны и зависят от требуемой производительности. Процесс П. о. включает след. операции: ввод в аппарат адсорбента; наполнение аппарата очищаемым продуктом (обычно маслом); фильтрацию; промывку адсорбента р-рителем; продувку аппарата паром; выгрузку адсорбента (для регенерации в отдельном аппарате или при смене адсорбента); регенерацию последнего. Фильтрацию проводят при т-рах от 40 до 170 ⁰C, регенерацию-при 500-650 ⁰C.

Проходя через слой адсорбента, продукт (иногда в виде р-ра в подходящем р-рителе) осветляется; причем первые порции фильтрата, выходящего из перколятора, бесцветны, а последующие окрашены смолистыми в-вами и содержат разл. примеси. Фильтрация через слой адсорбента завершается при достижении заданного предельного значения показателя качества продукта (его цвета, коксуемости или содержания в нем к.-л. примесей).

Адсорбент сравнительно быстро насыщается сорбируемыми компонентами, что требует его регенерации. Для этого проводят десорбцию с применением спец. в-в (десорбентов), способных вытеснить из пор насыщенного отработанного адсорбента поглощенные им компоненты. Десорбентами служат обычно р-рители, обладающие большей адсорбируе-мостью. Затем адсорбент сушат и охлаждают; периодически его обжигают в печи.

Иногда на объектах небольшой производительности пер-коляторы соединяют последовательно в батареи (из двух или более аппаратов), что позволяет непрерывно получать целевой продукт.

П. о. (в основном отбеливающими землями) наиб. широко применяется для доочистки масел, парафинов и др. нефтепродуктов от таких нежелат. компонентов, как соли нафтеновых к-т и сульфокислот, избирательные р-рители, смолы. Для более радикальных изменений качества масел и глубокой деароматизации углеводородных жидкостей П. о. малоэффективна.

Периодическая П. о. имеет ряд недостатков: установки громоздки, операции загрузки, выгрузки и регенерации адсорбента трудоемки, в системах находятся значит. кол-ва продукта, адсорбента и р-рителя. Кроме того, в случае вязких углеводородных жидкостей фильтрацию необходимо проводить при повышенных т-рах, что отрицательно сказывается на качестве целевого продукта.

Этих недостатков лишены непрерывные процессы очистки нефтепродуктов путем их фильтрации через слой движущегося адсорбента. Так, модификацией П. о. является т. наз. непрерывная перколяционная доочистка легких и тяжелых масел (после их обработки избират. р-рителями и депарафи-низации), к-рая включает стадии обработки масла адсорбентом, регенерации адсорбента, регенерации р-рителя-десор-бента. Адсорбентами могут служить, в частности, отбеливающие глины и бокситы с тонкостью помола 0,2-0,5 мм.

Разл. модификации непрерывных процессов адсорбционной очистки нефтепродуктов позволяют широко варьировать режимы и условия обработки разнообразных видов сырья (даже высоковязких в-в), более эффективно использовать избирательность адсорбентов, достигать высоких выходов целевых продуктов хорошего качества со стабильными эксплуатац. характеристиками, исключить применение токсичных селективных р-рителей и серной к-ты (олеума), создать экологически чистые и экономичные произ-за ассортимента товарных масел, деароматизированных углеводородных жидкостей, светлых дезодорированных стабильных парафинов, дисперсионных сред и др. продуктов.

В установках для непрерывной противоточной адсорбционной очистки р-р нефтепродукта в легкокипящем инертном р-рителе движется снизу вверх сквозь медленно оседающий компактный слой зернистого адсорбента (в аппаратах шахтного типа) или суспендированный слой мелкодисперсного адсорбента (в ступенчато-противоточных многосекционных контакторах). В прямоточных адсорбционных контакторах непрерывного действия взаимодействие потока жидкости и адсорбента осуществляется при их параллельном нисходящем движении. Во всех непрерывных процессах адсорбент последовательно проходит через стадии адсорбции и десорбции.

Стадии подготовки адсорбента к многократному использованию (сушка пульпы, окислительная регенерация, охлаждение) осуществляются раздельно в спец. аппаратах. Это позволяет не прерывать процесс и поддерживать в системе стабильные гидродинамич. и технол. режимы адсорбции и десорбции, а также повысить скорость и эффективность массообмена, существенно уменьшить габариты аппаратов, материалоемкость и трудоемкость произ-ва продуктов.

Лит. см. при ст. Адсорбционная очистка.

С. 3. Левинсон.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988