Раздел 46. Производство сульфонатных присадок

Раздел 46 Производство сульфонатных присадок

В данном разделе описано производство следующих сульфонатных присадок к смазочным маслам: присадка КНД марка А, присадка КНД марка Б, присадка НСК, присадка Комплексал-30С. Сульфонатные присадки относятся к зольным присадкам поверхностного действия, обладают хорошими солюбилизирующими и детергентно-диспергирующими свойствами.

46.1 Описание технологических процессов, используемых в производстве сульфонатных присадок

Сульфонатные присадки вырабатывают на комплексе, состоящем из двух технологических установок.

Сырьем для получения присадки КНД является нейтральный сульфонат аммония (НСА), для получения которого используется следующее сырье и реагенты: сера техническая газовая жидкая, масло-сырье (типа М-11), фракция бензиновая 80-180 °С, аммиак. В качестве катализатора окисления применяется катализатор ванадиевый СВД (КД).

Получение НСА проводят в три стадии. Жидкую серу сжигают в циклонных печах при температуре 600-1200 °С. Полученный диоксид серы окисляют в контактном аппарате в присутствии ванадиевого катализатора до триоксида серы, который используется как контактный газ при проведении процесса сульфирования масла-сырья (типа М-11). Температура газа в контактном аппарате по слоям катализатора находится в пределах 400-620 °С. Сульфирование контактным газом (SO ₃) масла-сырья (типа М-11) проводят в растворе бензина в гидродинамических реакторах. Ароматические и нафтено-ароматические углеводороды при взаимодействии с триоксидом серы сульфируются в ароматическое кольцо с образованием сульфокислот. Температуру в реакторах сульфирования поддерживают в пределах 50-75 °С. Затем проводят нейтрализацию сульфированного масла водным раствором аммиака 4-8 % концентрации при температуре 60-80 °С с получением нейтрального сульфоната аммония. Далее проводят отстой бензинового раствора НСА от водорастворимых солей аммония. В результате отстоя нейтрализованная смесь расслаивается на два слоя. Верхний слой содержит бензиновый раствор сульфоната аммония. Нижний слой содержит водорастворимые сульфонаты аммония и другие побочные продукты реакции сульфирования, которые дренируются снизу емкостей-отстойников в автобойлер и вывозятся на обезвреживание. Температуру отстоя в емкостях поддерживают в пределах 50-70 °С. Из емкостей-отстойников верхний слой - бензиновый раствор НСА - подают на приготовление реакционной смеси на установку получения сульфонатных присадок.

Для получения присадки КНД используют следующие сырье и реагенты: бензиновый раствор НСА, гидрат окиси кальция (ГОК Са(ОН) ₂), уксусная кислота в качестве промотора, углекислый газ.

Получение присадки КНД проводят в четыре стадии. Приготовление реакционной смеси и проведение обменной реакции бензинового раствора НСА с гидратом окиси кальция проводят в аппаратах с перемешивающим устройством при температуре 35-60 °С. В аппарат с мешалкой для приготовления реакционной смеси также подается уксусная кислота. Полученная реакционная смесь подается в каскад карбонататоров, где подвергается карбонатации - обработке углекислым газом в присутствии промотора - уксусной кислоты. Полученная присадка проходит две стадии очистки от механических примесей на центрифугах и сепараторах. Шламы, полученные при очистке присадки, направляются на переработку на установку утилизации шламов. Очищенную от механических примесей присадку подают на пленочные испарители, работающие в две ступени, для отгонки бензина и воды, после чего готовая присадка складируется в товарных емкостях и далее направляется в резервуары товарного парка.

Получение присадки Комплексал-30С (сульфирование полиалкилбензола, нейтрализация реакционной смесью НСА+ГОК) осуществляют по технологической схеме производства присадки КНД, за исключением стадии карбонатации, которая не проводится.

Принципиальная схема производства приведена на рисунке 46.1.

Рисунок 46.1 - Принципиальная схема производства сульфонатных присадок

Описание технологического процесса приведено в таблице 46.1, перечень основного оборудования - в таблице 46.2.

Таблица 46.1 - Описание технологического процесса производства сульфонатных присадок

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Сера Катализатор СВД	Получение контактного газа сжиганием серы	Контактный газ (SO 3)		Печь для сжигания жидкой серы Контактный аппарат
Контактный газ Масло М-11 Бензин Водный раствор аммиака ПАБ НСА+Ca(OH) 2	Сульфирование масла-сырья (ПАБ) в растворе бензина и нейтрализация водным раствором аммиака	Сульфированное масло/ПАБС, НСА/НПАБС		Циклон Реактор Смеситель
НСА/НПАБС	Отстой бензинового раствора нейтрального сульфоната аммония (НПАБС)	НСА (нейтральный сульфонат аммония) Водный раствор солей аммония/НПАБС
НСА Ca(OH) 2 Уксусная кислота/НПАБС НСА И-40А	Приготовление реакционной смеси и проведение обменной реакции	Реакционная смесь (НСА)/продукт обменной реакции (Комплексал-30С)		Мешалка
Реакционная смесь (НСА)/продукт обменной реакции (Комплексал-30С) СО2	Карбонатация реакционной смеси *	Карбонатированный продукт (КНД)/продукт обменной реакции (Комплексал-30С)		Предкарбонататор Карботататор
Карбонатированный продукт (КНД)/продукт обменной реакции (Комплексал-30С)	Отделение механических примесей	Бензиновый раствор присадки Шлам		Центрифуги Сепараторы
Бензиновый раствор присадки	Отгонка бензина и воды	Бензин Вода Готовая сульфонатная присадка		Испаритель
* Для приготовления присадки Комплексал-30С карбонатация не проводится.

Таблица 46.2 - Перечень основного технологического оборудования производства сульфонатных присадок

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Печь циклонная	Сжигание серы	Диаметр внутренний - 1200 мм Длина - 4150 мм Температура - 1200 °С Давление - 0,7 кгс/см 2 Расход серы - 150 кг/ч Расход воздуха - 1000 м 2
Контактный аппарат	Окисление SO 2 в SO 3	Диаметр внутренний - 2000 мм Высота - 8325 мм Объем - 21 м 3 Температура - 650 °С Давление - 0,7 кгс/см 2
Реактор сульфирования гидродинамический	Проведение сульфирования	Диаметр корпуса - 357 мм Толщина стенки корпуса - 7 мм Высота - 696 мм Объем - 0,032 м 3 Температура - 80 °С Давление - 0,6 кгс/см 2
Диафрагмовый смеситель	Смешение	Диаметр - 150 мм Высота - 1260 мм Объем - 0,056 м 3 Давление - 4,0 кгс/см 2 Температура - 100 °С
Мешалка приготовления реакционной смеси	Смешение	Высота - 6971 мм Диаметр внутренний - 2800 мм Объем - 25 м 3 Давление - атмосферное Температура в корпусе - 70 °С
Предкарбонататор	Проведение карбонатации	Высота - 5280 мм Диаметр внутренний - 1000 мм Объем - 4 м 3 Давление - 2 кгс/см 2 Температура - 120 °С
Карбонататор	Проведение карбонатации	Высота - 1900 мм Диаметр внутренний - 1000 мм Объем - 1,6 м 3 Давление - 2 кгс/см 2 Температура - 120 °С
Пленочный испаритель	Отгон бензина-растворителя и воды от присадки	Высота - 7180 мм Диаметр внутренний - 600 мм Объем - 2,1 м 3 Давление раб. - 150 мм рт.ст. Температура раб. - 180 °С Давление в рубашке - 10 кгс/см 2 Температура в рубашке - 180 °С Производительность - 5 м 3/час
Центрифуга	Очистка присадки от механических примесей	Производительность - 35000 л/ч Диаметр барабана - 458 мм Длина барабана - 1550 мм Электродвигатель барабана LHJ62072CA60-Z Мощность двигателя барабана - 30 кВт Число оборотов - 3000 об/мин Электродвигатель шнека - LHJ6L334CALL-7 Мощность двигателя шнека - 7,5 кВт
Сепаратор Вестфалия	Очистка присадки от механических примесей	Длина - 1505 мм Ширина - 1036 мм Высота - 1535 мм Число оборотов - 4800 об/мин Давление - 3 кгс/см Температура - 80 °С Производительность - 3000 м/час

46.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве сульфонатных присадок

Показатели потребления энергетических ресурсов приведены в таблице 46.3.

Таблица 46.3 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве сульфонатных присадок

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Присадка КНД марка А		Присадка КНД марка Б		Присадка Комплексал-30С
		Минимальный	Максимальный	Минимальный	Максимальный	Минимальный	Максимальный
Гидрат окиси кальция	т/т	0,19	0,21	0,27	0,29	-	0,28
Сера жидкая	т/т	0,071	0,075	0,072	0,075	-	0,059
Полиалкилбензол	т/т	-	-	-	-	-	0,612
НСА	т/т	-	-	-	-	-	1,10
Углекислый газ	т/т	0,044	0,085	0,052	0,11	-	-
Масло М-11	т/т	0,891	1,06	0,89	1,08	-	-
Бензин в НСА	т/т	-	-	-	-	-	0,28
Фракция 80-180 °С	т/т	0,25	0,28	-	0,25	-	0,17
Отгонный бензин	т/т	0,087	0,16	0,16	0,27	-	0,036
Аммиак	т/т	0,028	0,036	0,024	0,036	-	0,0030
Азот	м 3/т	21	29	21	29	-	-
Для всех видов сульфонатных присадок:
		Минимальный			Максимальный
Электроэнергия		-			160
Пар	Гкал/т	1,7			2,5
Техническая вода (система оборотной воды)	м 3/ч	110			180

Выбросы в атмосферу при производстве сульфонатных присадок приведены в таблице 46.4.

Таблица 46.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве сульфонатных присадок

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Аммиак	-	0,30904	3,24	1,77
Серная кислота		0,03775	0,40	0,22
Серы диоксид		0,41255	4,32	2,36
Углеводороды предельные C1-C5 (исключая метан)		1,10	11,47	6,28
Углеводороды предельные C6-C10		7,42	77,60	42,51
Углеводороды предельные C12-C19		0,0016	0,016	0,0085
Бензол		0,94	9,81	5,38
Диметилбензол (ксилол) (смесь мета-, орто- и параизомеров)		0,13	1,34	0,73
Метилбензол (толуол)		0,57	6,00	3,29
Кислота уксусная		0,20	2,09	1,14
Бензин (нефтяной, малосернистый в пересчете на углерод)		-	0,051	-
Минеральное масло		0,27	2,80	1,53

Сточные воды направляются на физико-механическую биологическую очистку.

Отходы производства сульфонатных присадок приведены в таблице 46.5.

Таблица 46.5 - Отходы, образующиеся при производстве сульфонатных присадок

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Катализатор на основе алюмосиликата/оксида алюминия ванадиевый отработанный	III	Контактный аппарат	Захоронение на полигоне	-	0,85	-