СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ, ЗОЛЫ И НЕФТЕКОКСА Российский патент 1996 года по МПК C22B23/00 

Изобретение относится к нефтедобыче и нефтепереработке и теплоэнергетике, работающей на жидких углеводородах, а именно к способу извлечения никеля из нефти, особенно высоковязкой, нефтепродуктов, батарейных золоуносов ТЭЦ, ГРЭС, нефтекокса НПЗ.

Известен способ извлечения металлов из твердых продуктов, включающий обработку их водным раствором реагентов при перемешивании и последующее выщелачивание, включая и обработку с использованием реагентов в виде эмульсии и гидрофобной инертной жидкости [1]
Недостатками существующего способа являются сложность технологии, низкая селективность и неприменимость к извлечению металлов из жидких продуктов.

Известен также способ получения двухлористого 6-водного никеля, включающего растворение никеля в соляной кислоте, очистку полученного раствора от механических примесей и ионов железа, его упаривание, образование кристаллической массы, последующее отделение продукта от маточного раствора и его сушку с последующим гранулированием продукта при перемешивании.

Однако этому способу присущи те же недостатки, что и способу [1]
Целью изобретения является упрощение процесса, повышение селективности извлечения никеля не только из твердых продуктов, но и из жидких углеводородов (нефти, нефтепродуктов, золы и нефтекокса).

Цель достигается тем, что в случае извлечения никеля из жидких углеводородов, например нефти и/или нефтепродуктов, последние подвергаются сначала вакуумной дегазации, затем вводят восстановитель никеля и обрабатывают жидкие углеводороды никельсодержащем оксидом углерода при 50-70^оС и избыточном давлении, например 1 ат в присутствии восстановителя, т.е. насыщают жидкие углеводороды оксидом углерода, затем резко сбрасывают давление и в режиме пузырьковой флотации извлекают никель в форме карбонила Ni(CO)₄, который сорбируют в кипящем газовзвешенном слое или плотном фильтрующем слое гранулированного никеля, нагретого до 200-230^оС, на которых откладывается чистый металл никеля, который по мере роста частиц-гранул выводится из процесса в виде товарного никеля. По другому варианту жидкий углеводород, содержащий никель, загружается в подогретом состоянии до температуры 50-70^оС во флотоколонку с фильтром Шотта, через который диспергируется подогретый до этой температуры газ-оксид углерода. Пузырьки газа в присутствии восстановителя реагируют с никелем и извлекают его из раствора в форме карбонильного никеля. Над газожидкостным слоем углеводорода во флотоколонке располагается пучок никелевых или никелево-хромовых проволочек (нихрома), подогреваемых при пропускании по ним электротока до 200-230^оС, на горячей поверхности которых сорбируется никель. Диаметр проволочек при этом растет до нужного размера, после чего производится смена пучкового пакета. По третьему варианту с целью интенсификации процесса через пучок проволочек из никеля или нихрома пропускается импульсный электроток, от которого проволочки взрываются, образуя нагретые до заданной температуры ультрадисперсные частицы никеля, удерживаемые в газовой части флотоколонки внешним магнитным полем, например концентричным, образуя магнитоудерживаемый тонкой фильтрации газа фильтр, нагретый ниже точки Кюри, обычно 100-200^оС. При этом на ультрадисперсных магнитных частицах никеля или его сплавах осаждается чистый никель, который выводится из процесса подвижным магнитом (электромагнитом) или/и улавливается при отключении электротока. В качества восстановителя для жидких углеводородных сред использованы смесь меркаптидов С₄Н₉-S-С₄H₉ и С₄Н₉-S-С₄Н₉ или α -нафтохинонсульфоновая кислота или гидразин.

Для извлечения никеля из золы батарейных уносов и нефтекокса в качестве восстановителя использован уголь. Восстановленный никель в измельченной золе или нефтекокса обрабатывается оксидом углерода при 50-70^оС и атмосферном давлении с образованием карбонильного никеля по реакции: Ni+4CO ->> Ni(CO)₄, который осаждают на пучке никелевых проволочек или нихромовых проволочек, по которым пропускают электроток для их нагрева до 200-230^оС, на которых осаждается чистый никель. Никелевые или нихромовые проволочки укладываются в съемные пакеты, которые снимаются и заменяются новыми по мере накопления на них никеля.

Сущность изобретения в случае извлечения никеля из золы и нефтекокса, а также из жидких углеводородов (нефти и нефтепродуктов) состоит в том, что обработку жидкого или твердого продукта осуществляют оксидом углерода в присутствии восстановителя, извлекая его из жидких углеводородов флотацией с использованием в качестве флотоагента оксида углерода и селективно извлекая его в летучей форме карбонила никеля с последующей сорбцией на гранулах или пучке проволочек из никеля или его сплавов (нихроме), нагретых электротоком до 200-230^оС, а с целью интенсификации процесса при пропуске по ним импульсного взрывного тока с улавливанием ультрадисперсных магнитных частиц путем наложения внешнего магнитного поля с осажденным на них чистым никелем.

П р и м е р 1. Сурхан-Дарьинская нефть с содержанием никеля 240 г/т подвергается пузырьковой флотации с использованием в качестве флотоагента горячего газа оксида углерода при температуре 50-70^оС в присутствии восстановителя α -нафтохинонсульфоновая кислота в количестве 3 моля на 1 м³. Оксид углерода диспергируется в жидкий углеводород (нефть) в виде микропузырьков при пропускании газа через фильтр Шотта. При этом свежевосстановленный никель реагирует с оксидом углерода с образованием летучего соединения карбонила никеля и выносится на свободную поверхность флотоколонки, где лопается при разрыве пузырьков над уровнем нефти и далее в виде карбонильного потока газа проходит через пучок никелевых или нихромовых проволочек, нагретых при пропускании электротока до 200-230^оС, на которых осаждается в виде чистого никеля при разложении карбонила никеля. При этом диаметр проволочек, уложенных перпендикулярно потоку в виде пучка съемного пакета, увеличивается с 0,5 до 3,0 мм, после чего осуществляется смена пакета с товарным никелем. При этом никель на 99% извлекается селективно, а другие металлы-примеси остаются в нефти (железо, кобальт, медь, цинк, кальций, магний).

П р и м е р 2. Условия те же, что и в примере 1, только через пучок никелевых проволочек (или проволочек из сплава никеля и железа или хрома) пропускается импульсный взрывной ток, от которого проволочки взрываются на ультрадисперсные капельки и частицы, удерживаемые внешним магнитным (электромагнитным) полем за магнитопроницаемой стенкой флотокамеры выше уровня нефти. Причем магнит расположен концентрично флотоколонке и может свободно перемещаться вдоль нее или фиксироваться на заданном расстоянии по высоте. При этом никель, сфлотированный пузырьками оксида углерода, переходит при контакте пузырьков с никельсодержащей нефтью в летучую форму карбонила никеля, пузырьковый поток при разрыве пузырьков над свободной поверхностью сливается в сплошной карбонильный поток, на пути которого располагают магнитно подвешенный фильтрующий слой из ультрадисперсных магнитных частиц, нагретых до 100-200^оС. При этом на частицах никеля и его сплавов сорбирует чистый никель с разложением карбонила, а масса частиц увеличивается в 6-12 раз и достигается полное и селективное извлечение никеля из жидких углеводородов. Аналогично извлекается никель из нефтепродуктов в виде мазута, гудрона и тяжелых остатков при перегонке нефти.

П р и м е р 3. Зола с батарейных уносов ТЭЦ при сжигании мазута содержит 370 г/т никеля (Ферганская ТЭЦ) и нефтекокс Ферганского НПЗ 400 г/т никеля. Зола и нефтекокс по отдельности дробится и измельчается до класса 80% 0,074 мм, а никель подвергается восстановлению углем при нагреве. Затем зола и нефтекокс обрабатываются оксидом углерода при 50-70^оС в "кипящем" слое газовзвеси, а никель извлекают селективно в форме карбонила на пучках проволочек-проводников, подогреваемых при пропускании электротока до 200-230^оС, на которых соосаждается чистый никель. При этом извлечение никеля из золы составляет 97% а из нефтекокса 99%
П р и м е р 4. Условия те же, что и в примере 3, только по пучку проволочек-проводников пропускается импульсный взрывной ток, от чего образуются ультрадисперсные никелевые частицы при взрыве никелевых проволочек-проводников (или железоникелевых и железоникельхроматных сплавов), улавливаемых внешним подвижным магнитным (электромагнитным) полем с образованием на пути карбонильного газового потока взвешенного магнитного слоя-фильтра, на магнитных частицах которого осаждается чистый никель при 100-200^оС с полным извлечением никеля из золы и нефтекокса. При этом никель извлекается селективно, оставляя металлы-примеси в золе или нефтекоксе. Аналогично извлекается никель, но с меньшей степенью извлечения (90-95%) во взвешенном слое частиц-гранул.

Если жидкие углеводороды содержат много растворенного газа, то они предварительно дегазируются.

Использование: нефтедобыча и нефтепереработка, способы извлечения никеля. Сущность изобретения состоит в использовании в качестве растворяющего агента и флотоагента оксида углерода с последующим осаждением чистого никеля на пучке проволок-проводников или частицах в качестве затравочного материала, которые выполняют из никеля или его сплавов с магнитными свойствами и удаляют вместе с никелевым продуктом магнитным внешним подвижным полем. Способ позволяет селективно извлечь никель. 6 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ, ЗОЛЫ И НЕФТЕКОКСА, заключающийся в том, что никельсодержащие продукты обрабатывают оксидом углерода в присутствии восстановителя при 50 - 70^oС с последующей сорбцией никеля на затравочных частицах никеля или его сплавов или проволоках-проводниках, нагретых при пропускании по ним электротока до 100 - 230^oС. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя для жидких нефтепродуктов и нефти используют смесь меркаптидов, или α-нафтохинонсульфоновую кислоту, или гидразин. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя при извлечении никеля из золы и нефтекокса используют уголь. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве затравочного материала используют гранулированные или ультрадисперсные частицы, взвешенные или перемещаемые в магнитном поле. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве затравочного материала используют никелевые магнитные частицы. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что по проволокам-проводникам пропускают импульсный электроток. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение никеля из жидких нефтепродуктов и нефти осуществляют путем обработки их оксидом углерода в режиме флотации.