Карбамидная депарафинизация фракций дизельных топлив понижает температуру застывания до минус 45 °С для зимних дизельных топлив и до минус 60 °С для арктических дизельных топлив. Карбамид (мочевина) (NH2)2CO, кристаллическое легко растворимое в воде и низших спиртах вещество с температурой плавления 132,5 °С, является основным высококонцентрированным азотным удобрением, получаемым при синтезе аммиака NH3 с диоксидом углерода С02. Высокоочищенный карбамид при пониженных температурах образует кристаллические комплексы с нормальными алканами (реакция с выделением тепла). При повышении температуры комплекс разлагается (разрушается) на фракцию выделенных жидких парафинов и карбамид. Для снижения вязкости и улучшения контакта карбамида с дизельным топливом применяют разные растворители - изопропиловый и изо-бутиловый спирты, используют активаторы комплексообразования - метанол, ацетон и др. Перемешивание карбамида и дизельного топлива при температуре 20-30 °С происходит в течение 30-50 мин в реакторе с мешалкой или в трубчатом реакторе (одном или последовательно в трех) с принудительным внешним перемешиванием с помощью насосов. Съем тепла производится охлаждающей водой или непосредственно в реакторе через внутреннее трубное устройство, или во внешних холодильниках при циркуляции через них реакционной смеси. Отделение образовавшегося комплекса - сырца от депарафинированного дизельного топлива производится отстаиванием, фильтрованием или центрифугированием.
Комплекс-сырец (белый сметанообразный продукт) может увлекать с собой некоторое количество дизельного топлива, попадающее при разложении комплекса в парафины. Для исключения такого загрязнения парафинов предусматривается предварительная двух- или трехкратная промывка комплекс-сырца тяжелой бензиновой фракцией 180-220 “С с ее расходом от 40 до 140 % на дизельное топливо. Комплекс-сырец в смесителе смешивается с бензиновой фракцией и потом в отстойнике разделяется на промытый комплекс и смесь бензиновой фракции с извлеченным из комплекса-сырца дизельным топливом, направляемую в ректификационную колонну для разделения на компонент летнего дизельного топлива и бензиновую фракцию, вновь используемую в процессе для отмывки комплекса-сырца.
Промытый комплекс подогревается и разрушается при температуре 75-80 °С в трубчатом подогревателе водяным паром и в отстойнике разделяется на жидкие парафины и спиртовый раствор карбамида. Содержание карбамида в спиртовом растворе 38-48 мае. %, концентрация изопропилового спирта 62-68 %, расход карбамидного спиртового раствора около 4 т/т дизельного топлива. Карбамидная депарафинизация оставляет в получаемых парафинах опасные примеси растворителей и активаторов (спирты, метанол, ацетон и др.), поэтому парафины подлежат дальнейшей тщательной очистке. Мощность установок карбамидной депарафинизации составляет 0,5-1,0 млн т сырья в год и 35-70 тыс. т/год по жидким парафинам, выход которых равен около 7 мае. % и выход депарафинированной дизельной фракции около 93 мае. %. В настоящее время ограничивают применение карбамидной депарафинизации как устаревший процесс.
Адсорбционная депарафинизация фракций дизельного топлива на цеолитах типа А позволяет избирательно удалять из них только нормальные алканы. Адсорбционное выделение нормальных алканов Сш-С18 (жидкие парафины) из фракции 200-320 °С может осуществляться процессом «Парекс» (ГДР). Предварительно очищенная фракция нормальных алканов С10-С18 является сырьем для производства высококачественных (биологически разлагаемых) поверхностно-активных веществ (ПАВ), для микробиологического синтеза белкового кормового вещества (в последнее десятилетие мировая микробиология отказалась от парафинов - сырья для БВК, поэтому установки «Парекс» остановлены или реконструированы) и других производств. Адсорбционная депарафинизация является физическим процессом депарафинизации фракций дизельного топлива с извлечением из сырья до 90-95 мае. % содержащихся в сырье н-алканов и получения депарафинированного дизельного топлива с температурой застывания до минус 50 °С, а также жидких парафинов чистотой 98,5-99,0 мае. %, при этом остальные 1,0-1,5 % представляют собой примеси ароматических (0,2-0,5 %) и нафтеновых углеводородов. Выделенные жидкие парафины подвергают дальнейшей глубокой очистке, например, олеумом серной кислоты до остаточного содержания ароматики 0,01 мае. % и менее с целью удаления канцерогенных ароматических углеводородов (3,4-бензпирена). Депарафинированная фракция 200-320 °С используется как компонент низкозастывающих дизельных топлив.
Сущность адсорбционной депарафинизации состоит в следующем. Сырье -глубоко гидроочищенная и осушенная фракция 200-320 °С смешивается с водородсодержащим газом (ВСГ) с содержанием водорода не менее 85 об. % в соотношении 1:5 по объему, нагревается вначале в теплообменниках и потом в трубчатой печи до температуры около 380 °С и поступает в один из двухтрех адсорберов с неподвижным слоем цеолита типа СаА (таблетки размером 3x3 или 4x4 мм). Адсорберы работают по сменно-циклическому графику в режимах адсорбции, продувки и десорбции. При адсорбции цеолиты избирательно поглощают из паров дизельной фракции нормальные алканы Cio-C18, а депарафинизированная дизельная фракция - денормализат (депа-рафинат) конденсируется, охлаждается и в колонне отделения ВСГ разделяется на денормализат (нижний продукт) и очищенный ВСГ, промытый водой в верхней секции колонны от примесей десорбента-аммиака. ВСГ с верха колонны компрессором направляется на смешение с сырьем.
Десорбция н-алканов из цеолита осуществляется при температуре 300— 350 °С десорбентом аммиаком, который, сам, адсорбируясь на цеолите, вытесняет из пор цеолита ранее поглощенные н-алканы. Смесь десорбированных н-алканов и аммиака охлаждается, потом в конденсаторе предпочтительно конденсируются н-алканы, отделяемые далее в сепараторе от газообразного аммиака. Аммиак компрессором направляется в трубчатую печь для нагрева и использования вновь в качестве десорбента. Адсорбция и десорбция протекают при давлении 0,8-1,0 МПа. Циркулирующий ВСГ необходим для уменьшения коксообразования в активных порах цеолита и увеличения его межре-генерационного периода работы. Через каждые 1000-1200 ч цеолит подвергается окислительной регенерации для выжигания кокса горячим воздухом. Мощность установок адсорбционного извлечения парафинов из дизельных фракций до 0,7 млн т/год по сырью и до 100-120 тыс. т/год по выделенным жидким парафинам. Процессы карбамидной и адсорбционной депарафинизации в большей степени создавались для получения жидких парафинов, а не дизельных топлив с необходимыми реологическими свойствами. Поэтому альтернативой им служат эффективные процессы гидрообработки нефтяных фракций, например процессы «Изокрекинг» фирмы «Chevron» совместно фирмой « ABB Lummus».