Прочие применения отбеливающих глин

Глины используются для удаления сернистых соединений из природных бензинов и из бензинов прямой гонки; удаление этих соединений имеет важное значение, поскольку оно позволяет избежать вредных воздействий на свинцовые присадки в бензине, придающие ему определенное октановое число. Согласно Эймеро и Вуду, для такой очистки можно использовать аттапульгит; эффективность аттапульгитовой глины не одинакова, по их мнению, для бензинов разных температур кипения. Аттапульгитовая глина эффективнее извлекает одни сернистые соединения, чем другие. Согласно Джонстону, аттапульгитовая глина вызывает переход серы из соединений сернистых алкилов (меркаптанов и сернистых алкилов) в сероводород; путем такого каталитического воздействия сера удаляется из насыщенных углеводородов. Аттапульгитовые глины не применяются в том случае, если в сырье присутствуют непредельные углеводороды, так как они, полимеризуясь, дают ряд сложных соединений. Очищение от серы проводится при температурах 700—800° F.

Глины можно использовать для удаления из нефтяных продуктов нежелательных битумных и смолистых веществ. При очистке по методу Грэя паровая фаза из крекинг-установки поступает в ректификационную колонну, где проходит через отбеливающие земли, что обусловливает полимеризацию непредельных углеводородов в соединения с более высокой точкой кипения, а затем эти соединения отделяются от бензина. Глины можно использовать для полимеризации соединений олефинового и диолефинового рядов крекинг-дистиллятов в более высокомолекулярные продукты и тем самым облегчить их извлечение.

Некоторые катализаторы, применяемые в процессах крекинга, несут такие активные металлы, как платина и никель, и на каталитическую активность этих металлов очень сильно влияют малые примеси мышьяка, серы и др. в исходном сырье. Эти вредные компоненты можно удалить с помощью глин и тем самым сохранить требуемую активность катализаторов.

Существует ряд способов использования глин для нейтрализации остаточной кислоты в технических маслах, обработанных серной кислотой, и в качестве дегидратирующих агентов в процессах переработки продуктов. Примером их может служить очистка электроизоляционных масел. Электрическая промышленность имеет большую потребность в жидкостях, обладающих высоким удельным электрическим сопротивлением. Ввиду того что многие трансформаторные масла и масла для выключателей состоят все же из углеводородов, полученных из нефти, непрерывно возрастает потребность в высокотекучих маслах, которые не воспламеняются и устойчивы против окисления. Такими свойствами обладают разнообразные хлорзамещенные углеводороды. Синтетические масла, состоящие из таких хлорзамещенных углеводородов, могут содержать примеси воды и кислых продуктов реакции, которые понижают их удельное электрическое сопротивление. Эти примеси можно удалять в промышленных масштабах с помощью глин, применяя либо контактный, либо перколяционный метод очистки. Для этой цели часто используют аттапульгитовые глины. Эти глины прокаливаются при 400° F в течение 4—8 час для удаления свободной воды, после чего они хранятся при 250° F. Затем глину смешивают с маслом при температуре 250—300° F; масло отфильтровывают и отжимают на фильтр-прессах. Очистка на фильтрпрессах необходима, чтобы удалить все примеси, которые могут повлиять на величину удельного электрического сопротивления; если до такой обработки сопротивление масла составляло 3000—5000 Мом, то после нее оно равно 6000—8000 Мом. Очистка перколяционным способом осуществляется при температуре 160° F; указывалось, что таким путем получают масла с несколько большими удельными электрическими сопротивлениями.

Все большее применение находят акриловые полимеры, для которых исходным веществом служит мономерная ледяная акриловая кислота. Чтобы сохранить этот мономер, к нему добавляют метиленовую синь, которая затормаживает всякую неупорядоченную полимеризацию. Перед переработкой мономера эту метиленовую синь следует удалить, что можно осуществить с помощью перколяции такого заторможенного мономера через колонку аттапульгитовой глины. Перед использованием глину следует выдержать в атмосферных условиях с тем, чтобы ее влажность пришла в равновесие с атмосферной влажностью. Присутствие этой избыточной влаги в глине необходимо для предотвращения полимеризирующего воздействия глины, которое препятствовало бы поглощению метиленовой сини. Перколяция осуществляется при обычных температурах.

Производство органических веществ с помощью катализа основано главным образом на углеводородных соединениях, получаемых из нефти или каменного угля. Хотя сырые продукты переработки горючих ископаемых концентрируются и очищаются при фракционной дистилляции, они все же содержат примеси, которые могут отравить катализаторы, что привело бы к понижению их эффективности или возникновению нежелательных побочных реакций. Особенно сильно засорена непрореагировавшая часть углеводородов (флегма), отправляемая на повторную переработку. Аттапульгитовые глины, вследствие того что для них обычно характерна щелочная реакция, слабо взаимодействуют с ароматическими углеводородами и малоэффективны для полимеризации непредельных углеводородов и поэтому являются универсальным материалом для очистки большей части углеводородных сырых продуктов. Адсорбционная очистка с помощью аттапульгита дает наилучшие результаты для тех продуктов фракционирования, в которых главные компоненты представлены от парафина, циклопарафина или ароматических углеводородов до неполярных жидкостей, таких, как хлорзамещенные углеводороды, производные этих соединений. К загрязняющим примесям, которые можно удалить из этих продуктов, относятся соединения мышьяка, азота, эфиры сильных кислот, кислотные и основные соединения, смолистые вещества, селективные растворители и полимеры. До сих пор такая очистка не применялась для соединений, молекулы которых содержат много больше 8 атомов углерода, и еще не проводилось широких исследований по полной адсорбционной очистке более высококипящих маловязких продуктов фракционирования нефти. Также отсутствуют какие-либо сведения относительно использования в такой очистке других типов глин.

Многие углеводородные погоны подвергаются переработке с помощью таких кислых катализаторов, как серная кислота, трехфтористый бор и соединения хлористого алюминия. Обычно в переработанных продуктах остаются примеси этих веществ либо в свободном виде, либо в виде комплексных соединений, образовавшихся во время переработки. Эти вещества следует удалять полностью, поскольку они влияют на основные свойства продуктов, а также придают им нежелательные окраску и запах. В настоящее время глины применяются для очистки полимеров, продуктов алкилирования и эфиров, производных самых разнообразных углеводородов нефтяных и каменноугольных погонов. Очистка производится перколяционным и контактным способами при температурах 80—106° F.

Мономер изобутилена высокой чистоты имеет многочисленные применения в качестве исходного вещества в химических реакциях для получения пластмасс. Он часто образуется как побочный продукт перегонки нефти, однако обычное присутствие его в газовой фазе обусловливает трудности использования этого вещества в производствах, не примыкающих непосредственно к перегонным установкам. Для этих отраслей промышленности изобутилены высокой чистоты получают путем дегидратации третичного бутилового спирта. Однако некоторые продукты крекинга нефти перерабатываются для получения холодного кислого полимера, который состоит из димеров и тримеров изобутилена. Чапэтта, Мэкуга и Леум обнаружили, что димеры и тримеры изобутилена можно разложить в изобутилен путем пропускания жидкого полимера через аттапульгитовую глину при температуре около 600° F. При этом превращается около 60% исходного продукта, а скорость потока жидкости такова, что за 1 час через единицу объема контактного пространства проходит 1,1 объема исходного продукта. Эта реакция эндотермическая, и для нее необходимы дополнительные источники тепла.

Глины применяются для регенерации различных масел и растворителей.

1. Машинные масла. Движущиеся механизмы нуждаются в смазке и охлаждении углеводородными маслами. Вследствие каталитического воздействия металла деталей машин и высоких температур в присутствии воздуха и грязи эти масла подвергаются окислению, расщеплению и конденсации в вещества, не обладающие смазочными свойствами. Для уменьшения такого явления в настоящее время в машинные масла добавляют до 10—12% различных веществ, которые препятствуют окислению масла (металлические деактиваторы, замасливающие вещества и моющие средства). В использованных маслах эти добавки отрабатываются, а та часть углеводородов, которая не подверглась изменению, пропитывается кислотами и другими продуктами окисления, водой, углеродом, кремнеземом, грязью, соединениями свинца и тяжелыми продуктами сгорания. За исключением горючего вещества, все эти примеси можно удалить с помощью адсорбции глинами, которые широко используются в этих целях. Автобусные и автогрузовые компании пытаются привести масла в такое состояние, чтобы их регенерация обеспечивала при повторном использовании обычную норму расхода масла. В других случаях предприниматели больше заинтересованы в окраске и внешнем виде масла, которое предназначается для перепродажи.

В некоторых случаях на стационарных машинах, где часто применяются простые минеральные масла и рабочий процесс которых протекает в более однородных и менее жестких условиях, чем в движущихся машинах, регенерация является обязательной частью системы, по которой циркулирует масло, прежде чем подойти к движущимся механизмам.

2. Электроизоляторные масла. К этим маслам относятся главным образом масла для выключателей и трансформаторные масла, которые служат в качестве диэлектриков в участках высокого электрического напряжения. Основная причина ухудшения диэлектрических свойств этих масел заключается в окислении их на воздухе, что катализируется металлической медью. Кроме того, эти свойства ухудшаются при растворении смолистых и лаковых веществ из изоляторов и попадании влаги из воздуха. Для удаления этих вредных примесей применяются адсорбирующие глины.

3. Очищающие составы. В очищающие составы почти всегда входят многие компоненты, хотя и в самых различных количествах. Эти компоненты представлены водой, сухими очищающими реактивами, мылами, сажей, дисперсными силикатами, жирными кислотами, жирами и белковыми веществами. Могут также присутствовать сахар и другие углеводороды. Процесс регенерации часто ведется с использованием глинистых адсорбентов для удаления одних примесей и дистилляции для отделения других примесей.

Список разнообразных применений глин в качестве адсорбентов далеко не полон, и вполне возможно, что существует еще ряд применений, которые автор упустил из виду. Кроме того, часто по литературным сведениям трудно решить, описывается какое-либо использование глин просто как предполагаемая возможность или оно уже проверено на практике и применяется в действительности. В печатных работах также часто отмечается, что данный тип глины может найти некоторое конкретное практическое применение, но при этом не дается никаких указаний относительно того, испытывались ли другие типы глин для этих же целей и насколько хорошо они проявили себя при этих испытаниях. Однако в общем в разнообразных применениях, описанных выше, наиболее широко используются глины, характеризующиеся высокой емкостью адсорбции, аттапульгитовые и кислотноактивированные монтмориллонитовые глины.