Алюмосиликатный катализатор находит широкое применение в нефтяной промышленности. При производстве стандартного катализатора на катализаторных фабриках получается отсев в виде крошки, который можно использовать для регенерации масел, особенно энергетических.
Примерное содержание основных компонентов в отсеве алюмо-силикатного катализатора следующее (в вес.%):
SiО2 | 84,7 | Fe2О3 | 0,5 |
Аl2O3 | 7,6 | MgO | 0,3 |
СаО | 0,7 | SO3 | 0,2 |
Отбеливающие глины
В практике регенерации отработанных масел, а также в процессах контактной очистки и фильтрации через слой адсорбента при производстве нефтяных масел наибольшее применение получили естественные адсорбенты — отбеливающие глины, такие, как зикеевская опока, гумбрин, балашеевская опока и др.
Все искусственно приготовленные адсорбенты дефицитны и дорого стоят, поэтому их применение экономически выгодно только при условии многократного использования. Необходимость восстановления адсорбентов усложняет процессы регенерации масел, так как требуется дополнительное оборудование и рабочая сила. В связи с этим применение природных адсорбентов, дешевых и доступных, обладающих достаточно высокой адсорбционной способностью, дает большие преимущества.
В Советском Союзе имеется огромное количество месторождений адсорбентов, которые в естественном или активированном состоянии можно использовать для регенерации отработанных масел. Можно сказать, что практически в каждом районе страны имеются глины, пригодные для регенерации масел [14—19].
Отбеливающими свойствами обладают глины самого разнообразного химического и минералогического состава (опоки, монтмориллонитовые и каолиновые глины).
По химическому составу отбеливающие глины представляют собой гидросиликаты алюминия с заметным содержанием окиси железа и небольшим содержанием окисей щелочноземельных металлов и щелочей. Вода, содержащаяся в них как в химически связанном виде, так и в виде гигроскопической влаги, повышает активность, удаление же химически связанной воды снижает обесцвечивающие свойства.
По химическому составу отбеливающих глин нельзя достаточно точно судить об их адсорбирующей и обесцвечивающей способности, так как последняя зависит только от структуры адсорбирующего вещества. Это вещество должно иметь максимально развитую поверхность, иначе говоря, быть сильно пористым.
Независимость адсорбционной способности глин от химического состава видна, например, из того, что ею, помимо отбеливающих глин, обладают также силикагель, активированный уголь, окись алюминия, т. е. вещества с самым разнообразным химическим составом. С другой стороны, силикагель и кварцевый песок, идентичные по химическому составу (они оба состоят в основном из SiO2), различаются в отношении адсорбционных свойств. У силикагеля эти свойства очень сильно выражены, в то время как песок совершенно лишен их.
Значительное распространение для регенерации масел получили отбеливающие глины типа опок. Содержание кремнезема в опоках находится в пределах 75—88°/о, содержание глинозема 5—12%, а соотношение SiO2: Аl2O3 = 8-12 (табл. 32). Чем больше это соотношение, тем выше отбеливающая (обесцвечивающая) активность. Характерной особенностью этих глин является высокое содержание в них коллоидной кремниевой кислоты.
ТАБЛИЦА 32 Химический состав и физико-химические свойства отбеливающих глин наиболее распространенных месторождений
Отбеливающая глина | Химический состав, % | Физико химические свойства | |||||||
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 + FeO | RO* | R2O* | Отно ше ние SiO2: Al2O3 | Кол лоидная SiO2 | насыпная плотность кг/л | Пори стость, % | |
Опоки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зикеевская | 84,1 | 8,25 | 3,2 | 0,5 | — | 10,2 | 17,7 | 0,440 | 81,4 |
Зеленка | 76,1 | — | — | — | — | — | — | 0,720 | 69,0 |
Привольская | 83,5 | 7,8 | 2,9 | 2,0 | 1,6 | 10,7 | 18,9 | 0,490 | 79,5 |
Балашеевская | 82,0 | 9,2 | 3,0 | 2,7 | — | 9,0 | — | 0,460 | 80,1 |
Саринская | 76,1 | 10,3 | 4,1 | — | — | 7,5 | 12,0 | 0,520 | 47,9 |
Курьинская | 81,8 | 7,7 | 1,8 | 1,5 | — | 10,5 | 19,4 | 0,336 | 86,9 |
Дарбазинская | 79,9 | 8,5 | 1,6 | 3,1 | 2,1 | 12,0 | — | 0,629 | 73,6 |
Ленинабадская | 78,2 | 9,8 |
|
| — | 8,0 | — | 0,511 | - |
Монтмориллонитовые глины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гумбрин | 65,86 | 14,33 | 2,84 | 7,65 | 0,33 | 4,6 | - | 0,760 | - |
Бентонитовые глины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Симферопольский кил . | 68,51 | 10,96 | 2,90 | 5,46 | 0,70 | 6,2 | - | - | - |
* RO и R2O — соответственно окиси и закиси щелочноземельных металлов.
Опоки относятся к разнороднопористым адсорбентам с преобладанием пор большого диаметра, что обусловливает их высокую обессмоливающую способность.
В отечественной практике регенерации отработанных масел наиболее широко применяют опоку Зикеевского месторождения, являющуюся одной из наиболее активных глин. По степени помола зикеевская опока разделяется на следующие марки: Д, К, М-30, М-60, М-150 и М-200 [20].
По снижению кислотности масел зикеевская опока уступает силикагелю, а по устранению кислой реакции водной вытяжки почти равноценна ему. Поэтому для получения одинакового адсорбционного эффекта опоки требуется больше, чем силикагеля. Опока хорошо снижает tg б трансформаторных масел и в этом отношении превосходит силикагель и окись алюминия.
Отбеливающие глины, в состав которых входят минералы группы монтмориллонита, также используются для регенерации масел. Они отличаются от опок меньшим содержанием кремнезема (51—67%) и большим — глинозема (15—38%). К этим глинам относятся, например, гумбрин и нальчикин.
Симферопольский кил — типичный бентонит, эффективность его значительно возрастает в результате кислотной активации.