СПОСОБ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 1999 года по МПК C10G25/05 

Описание патента на изобретение RU2132357C1

Изобретение относится к области адсорбционной очистки углеводородных фракций от сернистых соединений и может быть использовано на газо- и нефтеперерабатывающих заводах для тонкой очистки от меркаптанов и сероводорода сжиженных углеводородных газов и других легких углеводородных фракций.

В частности, предлагаемый способ может быть использован на установках, вырабатывающих углеводородный пропеллент. Согласно ТУ 39-892-93 пропеллент, потребляемый заводами бытовой химии, это пропан-бутановая фракция, имеющая приятный сладковатый запах, что достигается при содержании меркаптановой серы не более 1 млн-1 - проскоковой концентрации в данном случае. Содержание же сернистых соединений в исходной пропан-бутановой фракции до очистки, как правило, составляет 0,0004 - 0,004 мас.% или 4 - 40 млн-1 в расчете на серу. При этом сернистые соединения представлены меркаптановой и сероводородной серой, которые определяют неприятный запах газа.

Известный способ тонкой очистки углеводородных фракций от сернистых соединений путем перколяции (пропускания) их через цеолит NaX /И.В.Кельцев. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984, с. 386-401/ или последовательно через цеолиты NaA и NaX /СССР N 147178, 1962/.

Недостатком известных способов является невысокая эффективнсоть очистки от сернистых соединений.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к заявляемому способу является способ очистки нефтяных газов от меркаптанов и сероводорода путем из последовательной адсорбции цеолитами CaA и NaX /СССР N 1565498, B 01 D 53/02, 1990/.

Недостатком этого способа является относительно невысокая эффективность очистки, обусловленная малым временем работы и недостаточно высокой динамической активностью цеолитов по отношению к исходным сернистым соединениям.

Кроме того, этот способ при его применении для тонкой очистки пропан-бутановой фракции от сернистых соединений при получении пропеллента не обеспечивает отсутствия запаха меркаптанов и сероводорода.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности процесса цеолитной очистки углеводородных фракций от сернистых соединений и обеспечение отсутствия запаха меркаптанов и сероводорода в продукте при проскоковой концентрации сернистых соединений не выше 1 млн-1.

Согласно изобретению поставленная задача достигается тем, что углеводородную фракцию перед стадией цеолитной очистки от сернистых соединений контактируют с сорбентом, обладающим окислительными свойствами по отношению к сернистым соединениям, в качестве которого используют гопкалит.

Гопкалит - это катализатор для окисления окиси углерода (СО) кислородом воздуха в двуокись углерода (CO2). Основной составляющей гопкалита является активная двуокись марганца. Гопкалит выпускается в виде гранул определенного размера и используется в противогазах при наличии в воздухе CO, а также в приборах для контроля за содержанием CO в помещениях /Краткая химическая энциклопедия. М. , 1961, с. 987/. В настоящее время гопкалит, как катализатор, выпускается по ТУ 6-16-2432-80 под названием "гопкалит - ГФГ" (гопкалит формованный с добавлением глины), который содержит более 60% MnO2 около 20% CuO, примеси металлов и глину.

В предлагаемом способе предварительное контактирование исходной углеводородной фракции проводят в отдельном адсорбере со слоем гопкалита в количестве, равном количеству используемого цеолита и при тех же условиях (давление, температура, объемная скорость), что и при контактировании этой фракции с цеолитом.

В результате такого контакта сернистые соединения, а именно меркаптаны и сероводород, окисляются до дисульфидов и элементной серы. Эти продукты окисления представляют собой более тяжелые соединения, с большими температурами кипения, чем исходные сернистые соединения, и соответственно гораздо легче и в большем количестве сорбируются цеолитовыми адсорбентами. Вышесказанное хорошо иллюстрируется на примере метилмеркаптана CH3SH, который имеет температуру кипения 6oC и практически не сорбируется цеолитом в присутствии воды, количество которой в составе сжиженного газа, как правило, больше чем метилмеркаптана. Продукт же окисления диметилдисульфид CH3-S-S-CH3 имеет температуру кипения 110oC и сорбируется предпочтительнее воды. Кроме того, диметилдисульфид обладает в десятки раз меньшей интенсивностью запаха по сравнению с метилмеркаптаном.

Пример 1. Углеводородную фракцию, а именно пропан-бутановую фракцию следующего состава, мас.%: CH4 сл.; C2H6 0,13; C3H8 20,67; i - C4H10 64,75; n - C4H10 14,44; C5H12 сл.; H2O 0,01; H2S 0,001; CH3SH 0,0041 (41 млн-1 в пересчете на серу) при давлении 0,45 МПа, температуре 22 - 24 oC в количестве 180 см3/ч подают в адсорбер диаметром 22 мм, заполненный цеолитом NaX (гранулы размером 1 - 2 мм) в количестве 100 см3. Цеолит предварительно активируют в токе азота при 250oC в течение 4 ч.

Продолжительность работы цеолита до проскока определяют по концентрации сернистых соединений на выходе адсорбера. За проскоковую концентрацию принимают содержание сернистых соединений выше 1 млн-1. По количеству адсорбированной серы до проскока рассчитывают динамическую активность цеолита. Анализ сернистых соединений в очищенной фракции до и после очистки проводят хроматографическим способом. При этом используют пламенно-фотометрический детектор, позволяющий определять микроконцентрации сернистых соединений в расчете на серу. Результаты испытаний приведены в таблице. Запах очищенной фракции не соответствовал требованиям технических условий на пропеллент.

Пример 2. Пропан-бутановую фракцию такого же состава и при тех же условиях, как в примере 1, пропускают последовательно через первый адсорбер, заполненный 100 см3 цеолита CaA (гранулы размером 1 - 2 мм), и через второй адсорбер, заполненный 100 см3 цеолита NaX (гранулы размером 1 - 2 мм). В этом примере количество адсорбента фактически удвоилось. Соответственно увеличилось время работы цеолита до проскока и возросла его динамическая активность, хотя она и рассчитывалась на все количество цеолитов в обоих адсорберах. Результаты испытаний приведены в таблице.

При этом органолептические параметры очищенной фракции не соответствовали требованиям на пропеллент.

Пример 3. Пропан-бутановую фракцию такого же состава и при тех же условиях, как в примере 1, пропускают последовательно через первый адсорбер, заполненный 100 см3 гопкалита (гранулы размером 1 - 2 мм) и через второй адсорбер, заполненный 100 см3 цеолита NaX (гранулы размером 1 - 2 мм). Время работы цеолита до проскока в этом примере значительно увеличилось, существенно возросла и динамическая активность цеолита. Результаты испытания приведены в таблице.

Запах очищенной фракции был приятным, сладковатым и соответствовал требованиям технических условий на пропеллент. После достижения проскоковой концентрации цеолит регенерируют в токе азота при 250oC в течение 6 ч. Охлаждение также проводят в токе азота. После регенерации цеолита его используют в следующем цикле адсорбции. Результаты испытаний приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что использование в предлагаемом способе гопкалита позволяет существенно увеличить время работы цеолита и его динамическую активность и за счет этого повысить эффективность процесса тонкой очистки углеводородных фракций от сернистых соединений.

Кроме того, предлагаемый способ благодаря использованию гопкалита позволяет получить при концентрации сернистых соединений в пределах 1 млн-1 пропан-бутановую фракцию с полным отсутствием запаха меркаптанов и сероводорода, что необходимо для производства пропеллента.

Список использованных источников
1. Кельцев И. В. Основы адсорбционной техники. - М.: Химия, 1984, с. 386-401.

2. Авторское свидетельство СССР N 147178, 1962.

3. Авторское свидетельство СССР N 1565498, B 01 D 53/02, 1990.

4. Краткая химическая энциклопедия. - М., 1961, с. 987.

Похожие патенты RU2132357C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ПРОПЕЛЛЕНТОВ 2012
  • Кузьменко Евгений Юрьевич
RU2508283C1
СПОСОБ ОСУШКИ И ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ПРОПЕЛЛЕНТОВ 2012
  • Кузьменко Евгений Юрьевич
RU2508284C1
УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ПРОПЕЛЛЕНТОВ 2012
  • Кузьменко Евгений Юрьевич
RU2523329C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ПРОПЕЛЛЕНТОВ 1996
  • Аджиев А.Ю.
  • Килинник А.В.
  • Корсаков Н.И.
  • Морева Н.П.
  • Ясьян Ю.П.
  • Тлехурай Г.Н.
RU2115684C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ 1990
  • Ледяшова Г.Е.
  • Плужников Г.С.
  • Аджиев А.Ю.
  • Ясьян Ю.П.
  • Смирнова А.А.
  • Новоселов Е.К.
  • Танаянц В.А.
RU2047589C1
Способ тонкой очистки углеводородов 1976
  • Городилова София Исхаковна
  • Иванова Наталия Николаевна
  • Шабаева Алия Сагитовна
SU622800A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ДИСТИЛЛЯТОВ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ СЕРЫ 1997
  • Шакиров Ф.Г.
  • Мазгаров А.М.
  • Вильданов А.Ф.
  • Хрущева И.К.
  • Саппаева А.М.
RU2125586C1
СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ БЕНЗИНОВ ОТ МЕРКАПТАНОВ 1999
  • Мазгаров А.М.(Ru)
  • Вильданов А.Ф.(Ru)
  • Фомин В.А.(Ru)
  • Комлева Т.И.(Ru)
  • Куртис Мансон
  • Деннис О'Риер
  • Лоренс Джоссенс
RU2163250C2
Способ очистки газа от меркаптанов и/или сероводорода 1987
  • Морева Наталья Павловна
  • Оленина Зоя Константиновна
  • Ясьян Юрий Павлович
  • Аджиев Али Юсупович
  • Канакова Ольга Алексеевна
  • Зубков Александр Михайлович
SU1528541A1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПИРОГАЗА ОТ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И СЕРОВОДОРОДА 1992
  • Фахриев А.М.
  • Мазгаров А.М.
RU2019271C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 132 357 C1

Реферат патента 1999 года СПОСОБ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к области адсорбционной очистки углеводородных фракций от сернистых соединений и может быть использовано на газо- и нефтеперерабатывающих заводах для тонкой очистки от меркаптанов и сероводорода сжиженных углеводородных газов и других легких углеводородных фракций. Тонкую очистку углеводородных фракций от сернистых соединений проводят их адсорбцией цеолитами. При этом исходную углеводородную фракцию предварительно контактируют со слоем сорбента, обладающего окислительными свойствами по отношению к сернистым соединениям, в качестве которого используют гопкалит. Способ позволяет существенно увеличить время работы цеолита и его динамическую активность и за счет этого повысить эффективность процесса тонкой очистки углеводородных фракций от сернистых соединений. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 132 357 C1

Способ тонкой очистки углеводородных фракций от сернистых соединений путем их адсорбции цеолитами, отличающийся тем, что исходную углеводородную фракцию предварительно контактируют со слоем сорбента, обладающего окислительными свойствами по отношению к сернистым соединениям, в качестве которого используют гопкалит.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2132357C1

Способ очистки нефтяных газов от меркаптанов или сероводорода 1986
  • Оленина Зоя Константиновна
  • Морева Наталья Павловна
  • Ясьян Юрий Павлович
  • Аджиев Али Юсупович
  • Смирнова Алевтина Александровна
  • Татузов Александр Рафаэльевич
  • Калюжная Надежда Ивановна
  • Коротун Петр Григорьевич
SU1565498A1
Способ очистки парафиновых углеводородов или прямогонной бензиновой фракции от сероорганических соединений 1987
  • Конюхова Татьяна Петровна
  • Михайлова Любовь Александровна
  • Эйриш Зинаида Николаевна
  • Дистанов Урал Галимзянович
SU1404519A1
US 4540842 A, 10.09.85.

RU 2 132 357 C1

Авторы

Гимадеев Л.Н.

Гимранов Н.М.

Ибрагимов М.Г.

Матюшко Б.Н.

Аминов М.Х.

Сафин Г.Р.

Даты

1999-06-27Публикация

1998-02-04Подача