Одним из основных показателей нефти, подготавливаемой к дальнейшей транспортировке и переработке, является содержание в ней общей серы. В настоящее время доля добычи высокосернистых нефтей с содержанием серы 3 мас.% и выше достаточно высока. Переработка таких нефтей связана с определенными трудностями и необходимостью либо предварительного ее обессеривания, либо гидроочистки фракций, получаемых при ее переработке. Потребители не заинтересованы в приобретении нефти с высоким содержанием серы, так как это связано с дополнительными затратами при ее переработке.
На сегодняшний день существует множество методов удаления из нефти сероводорода и меркаптанов, но нет ни одного метода селективного удаления общей серы из нефти до ее переработки, который бы с успехом применялся в промышленных масштабах. Интерес исследователей к данной проблеме высок, однако она проработана недостаточно хорошо: каких-либо высокоэффективных методов обессеривания нефти помимо глубокой ее переработки не известно.
В настоящее время существует несколько изобретений, имеющих отношение к исследуемой теме, в них разработаны методы снижения содержания серы в нефти различными методами (физическими и химическими). При этом решаются задачи проведения наиболее эффективного режима обессеривания путем подбора оптимальных условий процесса.
Предлагаемое изобретение относится к средствам обработки жидких углеводородов, в частности нефти и ее продуктов, для их очистки от серы, использования в нефтехимической промышленности. Предлагаемый способ очистки жидких углеводородов от серы заключается в том, что жидкие углеводороды, в частности нефть и ее продукты, перед обработкой подогревают до температуры не более 70°С для увеличения текучести, затем эмульгируют и подвергают одновременному воздействию высоковольтными (напряжением не более 30 кВ, частотой не более 30 Гц, длительностью не более 0,05 мкс) и низковольтными (напряжением не более 16 В) электрическими импульсами, а очищенные углеводороды и полученную в результате очистки серную кислоту сливают.
Наиболее близкими аналогом - прототипом - является способ очистки жидких углеводородов от серы и установка для его осуществления (патент RU №2235114 С1, 14.04.2003, 7 С10G 32/02, В03С 1/005), в котором жидкие углеводороды подогревают до 50°С, затем их подвергают воздействию однополярных электромагнитных импульсов мощностью более 1 МВт, длительностью не менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц, в процессе чего происходит импульсный радиолиз жидкости, в которой за счет подогрева значительно уменьшается вязкость и образуются активные реагенты - сольватированные электроны, вызывающие отщепление атомов водорода от молекул углеводородов, что при взаимодействии с нефтью приводит к окислительно-восстановительным реакциям, распаду серосодержащих соединений и выпадению в осадок смол. Затем нефть отстаивают до выпадения осадка и охлаждения. Недостатками способа можно считать его высокую энергозатратность и небольшое уменьшение массовой доли серы в нефти.
В предлагаемом изобретении способ очистки нефти и ее продуктов от серы является гораздо менее затратным, простым технологически и конструкционно, а также позволяет получить готовый продукт - серную кислоту, которую можно использовать в промышленных целях.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена конструкция установки для очистки жидких углеводородов от серы.
Представленная установка состоит из герметично собранных частей секционного корпуса, выполненных из электроизоляционных и химически стойких материалов. Основой конструкции является электролитическая ячейка с ионопроводящей мембраной, разделяющей ячейку на нижнюю концентрационную камеру 1, которая является сборником удаленной серы и снабжена металлическим электродом (анод), и верхнюю камеру очистки жидких углеводородов от серы 2, которая снабжена двумя нержавеющими сетками, одна из которых является катодом (в), а вторая - электрически нейтральная и является концентратором свободных водородных ионов (с).
Верхняя камера обеспечивается высоковольтным импульсным электрическим полем через дополнительный изолированный электрод (е) и внешней системой электромагнитного излучателя, представляющего собой высоковольтный генератор однополярных импульсов 9 напряжением не менее 30 кВ, частотой не более 30 Гц, длительностью не более 0,05 мкс.
В нижнюю камеру 1 перед началом работы заливается электролит, которым может служить 5% раствор мочевины СО(NH2)2 или слабый раствор серной кислоты.
Выводы электродов верхней камеры (в) и нижней камеры (а) соединены с низковольтным генератором однополярных импульсов 10 напряжением не более 16 В.
Обе камеры 1 и 2 имеют входные 13, 15 и выходные 14, 16 патрубки, обеспечивающие проток жидких углеводородов (нефти и ее продуктов) через верхнюю камеру и циркуляцию электролита в нижней камере.
Установка обеспечивается эмульгатором 4, насосом 5 для прокачки нефти и ее продуктов из резервуара 6 и нагревателем 8 для их подогрева с целью увеличения текучести, а также циркуляционным насосом 7 низкой производительности для нижней камеры 1. Предусматривается также емкость для слива серной кислоты 12 из нижней камеры 1 и резервуар 11 для очищенной нефти и ее продуктов.
Работа предлагаемой установки осуществляется следующим образом. Жидкие углеводороды (нефти и ее продукты) из резервуара 6 нагреваются до температуры не более 70°С, затем посредством насоса 5 подаются в эмульгатор 4, затем поступают в верхнюю камеру 2 установки через патрубок 13. Эмульгированная нефть и ее продукты в камере 2 подвергаются воздействию импульсного электрического тока. При этом к верхней сетке электрода (b) устремляется атомарный водород, полученный за счет ионизации воды эмульгатора 4, а в момент отсутствия импульса он устремляется к нижней металлической сетке (с) по природе сродства водорода к железу. Одновременно происходит замещение интерметаллических соединений серы обрабатываемых нефти и ее продуктов на водород с образованием серной кислоты, которая при очередном импульсе тока диссоциируется с переходом аниона SO4 через ионообменную мембрану (d) к аноду нижней камеры (а). Таким образом увеличивается концентрация серных соединений в камере 1.
Импульсное электрическое поле в верхней камере 2, действующее в момент отсутствия импульса на основных электродах, образуется за счет заряда-разряда конденсатора, одним из полюсов которого является металлических электрод нижней камеры (а), а второй полюс изолированно расположен над верхней камерой (е), и способствует вытягиванию диполей электролита, что, в свою очередь, увеличивает скорость движения ионов водорода, способных к соединению с серой.
Очищенная нефть и ее продукты через выходной патрубок верхней камеры 14 поступает в резервуар 11. Концентрированная серная кислота из нижней камеры через выходной патрубок 16 поступает в емкость для слива 12.
Предлагаемое изобретение позволяет производить полную очистку нефти и ее продуктов от серы, получить в процессе очистки готовый продукт - серную кислоту, а также способствует упрощению технологии и конструкции с повышением производительности процесса.
Обработка дизельного топлива и мазута на нефтебазах г.Уфы позволила уменьшить содержание серы в два раза (дизтопливо - с 0,4 до 0,2%, мазут - с 2 до 1%).
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОТ СЕРЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2003 |
|
RU2235114C1 |
СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОТ СЕРЫ | 2005 |
|
RU2301252C2 |
СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ И СИСТЕМА ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ | 2006 |
|
RU2339678C2 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2000 |
|
RU2179572C1 |
СПОСОБ НЕКАТАЛИТИЧЕСКОГО ГИДРООБЕССЕРИВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ | 2014 |
|
RU2579099C2 |
СПОСОБ ДЕМЕТАЛЛИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ПРОДУКТОВ | 2020 |
|
RU2747176C1 |
УСТРОЙСТВО ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТИ | 2008 |
|
RU2359010C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ | 2013 |
|
RU2551750C1 |
СОСТАВ ГЕЛЕПОДОБНОГО КОНЦЕНТРАТА, ИЗВЛЕКАЕМОГО ПРИ ОБРАБОТКЕ УГЛЕВОДОРОДНЫХ МАСЕЛ | 2009 |
|
RU2393202C1 |
СПОСОБ СЖИГАНИЯ НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1996 |
|
RU2176050C2 |
Использование: в нефтехимической промышленности в процессе обработки жидких углеводородов, в частности нефти и ее продуктов, для очистки от серы. Сущность: жидкие углеводороды подогревают до температуры не более 70°С, затем эмульгируют и подвергают воздействию высоковольтными - напряжением не более 30 кВ, частотой не более 30 Гц, длительностью не более 0,05 мкс и низковольтными - напряжением не более 16 В электрическими импульсами, а очищенные углеводороды и полученную в результате очистки серную кислоту сливают. Установка для очистки жидких углеводородов от серы содержит емкость для обработки жидких углеводородов с системой их подвода и отвода, устройство подогрева жидких углеводородов и возбудитель электромагнитных импульсов, связанный с емкостью для обработки. Возбудитель электромагнитных импульсов представляет собой два генератора однополярных импульсов: высоковольтный с напряжением не более 30 кВ и низковольтный с напряжением не более 16 В. Емкость для обработки представляет собой электролитическую ячейку, разделенную ионопроводящей мембраной на верхнюю камеру очистки жидких углеводородов от серы, содержащую две металлические сетки, и нижнюю камеру сбора удаленной серы в виде серной кислоты и снабженную металлическим электродом. Технический результат - повышение степени очистки нефти и нефтепродуктов, упрощение технологии и конструкции. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОТ СЕРЫ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2003 |
|
RU2235114C1 |
US 3915819 A, 28.10.1975 | |||
RU 2174144 C1, 10.12.1997 | |||
US 3193484 A, 06.07.1965. |
Авторы
Даты
2008-12-27—Публикация
2006-08-24—Подача