СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЕЙ ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 2004 года по МПК C10G21/00 C10G21/06 C10G21/20 C10G21/22 

Изобретение относится к экстракционным способам очистки нефтей от сернистых соединений.

В настоящее время актуальна проблема очистки нефтей с содержанием общей серы более 2,0 мас.%. Доля сернистых и высокосернистых нефтей в России в общем балансе добычи составляет две трети (Харлампиди Х.Э. Сероорганические соединения нефти, методы очистки и модификации. Соросовский образовательный журнал. 2000, том 6, № 7, с.42).

Известен способ очистки нефтепродуктов от сернистых соединений с содержанием общей серы 1,37 вес.%, меркаптановой серы 0,65 вес.%. Экстракцию осуществляют в противотоке по методике Альдерса уксусным ангидридом с добавкой 5-10 вес.% воды.

Образующийся растворитель - уксусный ангидрид:уксусная кислота:вода - обладает большей экстрагирующей способностью, чем уксусный ангидрид и кислота в отдельности.

Недостатком данного способа является то, что он применим лишь для обработки нефтепродуктов с низким содержанием сернистых соединений, при этом использован высокоселективный растворитель. Кроме того, процесс осуществляется в экстракторе с большим количеством теоретических тарелок, что приводит к большим размерам аппарата (а.с. СССР № 536217, С 10 G 21/06).

Более близким к данному изобретению по сущности и достигаемому результату является способ очистки жидких углеводородов от сернистых соединений путем экстракции полярными апротонными растворителями, например диметилсульфоксидом, ацетонитрилом, диметилформамидом и др. (SU 819074, С 10 G 21/06, 07.04.1981).

Задачей данного технического решения является очистка нефти с содержанием общей серы свыше 2,0 мас.%, от сернистых соединений при повышении производительности процесса.

Данный технический результат достигается тем, что процесс экстракции осуществляют полярными апротонными растворителями в центробежном экстракторе дифференциально-контактного типа со струйным смешением фаз, с частотой вращения ротора 100-320.

В качестве полярных апротонных растворителей используют диметилсульфоксид (СН₃)₂S0, ацетонитрил (СН₃)₂СОN, диметилформамид (CH₃)₂NCHO, диметилацетамид (СН₃)₃NОСН и т.п., а в качестве сырья используют нефти Татарстана с характеристиками, представленными в таблице.

Способ осуществляется в экстракторе, представленном на чертеже.

Экстрактор представляет собой цилиндрический вращающийся ротор 1 с контактной в верхней части и отстойной в нижней части зонами, в верхней части которого смонтировано телескопическое питающее устройство 2.

Контактная зона образована пакетом горизонтальных перегородок 3, 4, 5, жестко соединенных между собой, причем перегородка 3 имеет осевые перетоки 6. В перегородке 4 установлено кольцевое сопло 7, разделяющее объем между перегородками 4 и 5 на периферическую 8 и центральную 9 полости, а в перегородке 5 диффузор 10, при этом устье сопла 7 расположено над входной кромкой диффузора 10. В основании отстойной зоны расположены осевые перетоки для рафината 11 и экстракта 12, каждый из которых соединен с соответствующими зонами 13, 14 отбора рафината и экстракта.

Процесс осуществляется следующим образом. После запуска ротора 1 одновременно через питающее устройство 2 подается исходное сырье (нефть) и экстрагент, которые попадают в контактную зону. При этом исходное сырье через осевые перетоки 6' опадает в периферическую полость 8, а через центральную трубу питающего устройства 2 в центральную полость 9, а экстрагент попадает в замкнутую полость, образованную перегородками 3 и 4, и далее в сопло 7, где происходит интенсивное диспергирование экстрагента и взаимодействие его с исходным сырьем во входной кромке диффузора 10. Последующий процесс экстракции осуществляется в объеме диффузора. Образовавшаяся эмульсия устремляется в отстойную зону, где под действием центробежного поля происходит ее сепарация. Рафинат через осевые перетоки 11 выводится из зоны 13, а экстрагент через перетоки 12 также выводится из зоны 14 экстрактора.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Исходное сырье с содержанием серы 3,51 мас.% (образец 1) экстрагируют диметилсульфоксидом (массовое соотношение 1:1) при частоте вращения ротора 100 с^-1. Степень извлечения составляет 70%. При частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 81%.

Пример 2. Исходное сырье с содержанием серы 5,4 мас.% (образец 2) экстрагируют диметилсульфоксидом (массовое соотношение 1:1) при частоте вращения ротора 100 с^-1. Степень извлечения составляет 73%, при частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 82%.

Пример 3. Исходное сырье с содержанием серы 3,51 мас.% экстрагируют диметилформамидом (массовое соотношение 1,5:1) при частоте вращения ротора 100 с^-1. Степень извлечения 77%. При частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 86%.

Пример 4. Исходное сырье с содержанием серы 5,4 мас.% экстрагируют диметилформамидом (массовое соотношение 1,5:1) при частоте вращения ротора 100^-1. Степень извлечения 83%. При частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 91%.

Пример 5. Исходное сырье с содержанием серы 5,4 мас.% экстрагируют диметилацетамидом (массовое соотношение 1,5:1) при частоте вращения 100 с^-1. Степень извлечения 68%. При частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 72%.

При частоте вращения ротора ниже 100 с^-1 экстрактор будет захлебываться, т.е. процесс невозможно осуществлять, а при частоте вращения ротора выше 320 с^-1 происходит образование стойкой нерасслаивающейся эмульсии, что также делает невозможным процесс извлечения серы из исходного раствора.

Как показали результаты экспериментов, полярные апротонные растворители достаточно эффективно извлекают сернистые соединения из высокосернистых нефтей при соотношениях экстрагент:исходный раствор от 1,5 до 1, при этом процесс осуществлялся непрерывно в центробежном малогабаритном экстракторе дифференциально-контактного типа большой единичной мощности со струйным смешением фаз. Причем при большем содержании серы в нефти степень извлечения ее выше.

Литература

1. Харлампиди Х.Э. Сероорганические соединения нефти, методы очистки и модификации. Соросовский образовательный журнал. 2000, том 6, № 7, с-42.

2. Авт. свид. 1525195, заявка 4365596/23-04 от 18.01.88, C 10 G 19/04.

3. Авт. свид. 536217, заявка 2140712/04 от 04.06.75, С 10 G 21/06.

Изобретение относится к экстракционным способам очистки нефтей от сернистых соединений. Процесс экстракции осуществляют полярными апротонными растворителями в центробежном экстракторе дифференциально-контактного типа со струйным смешением фаз. Частота вращения ротора 100-320 с^-1. Способ позволяет очищать нефть с любым содержанием серы. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Способ очистки нефти от сернистых соединений методом экстракции полярными апротонными растворителями, отличающийся тем, что процесс осуществляют в центробежном экстракторе дифференциально-контактного типа со струйным смешением фаз при частоте вращения 100-320 с^-1.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полярных апротонных растворителей используют диметилсульфоксид, ацетонитрил, диметилформамид, диметилацетамид.