СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СУЛЬФОНОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2014 года по МПК C10G67/10 C10G19/02 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

Описан одностадийный способ обработки потока жидких углеводородов, содержащих сульфоны, который использует пучок волокон, вертикально висящих в кожухе, для одновременного осуществления процесса массопередачи и взаимодействия с гидроксидом щелочного металла. Сера удаляется из молекул сульфона в виде неорганического сульфида, в то время как остаток молекулы сульфона возвращается в углеводород. Раствор гидроксида щелочного металла, такого как гидроксид натрия и гидроксид калия, и поток углеводородов, содержащих сульфоны, поступают в верхнюю часть кожуха и стекают по волокнам, где осуществляется массопередача и конверсия сульфонов. Поток углеводородов с низким содержанием серы и водный поток, обогащенный серой, удаляются из реактора по отдельности. Этот одностадийный процесс не требует применения водорода и может проводиться в одном сосуде, что позволяет минимизировать необходимое пространство и снизить расходы.

Сведения о предшествующем уровне техники

Наличие серы в нефтяном топливе является основной проблемой, связанной с охраной окружающей среды, и соблюдение нормативных требований постоянно заставляет специалистов в области нефтепереработки обеспечивать получение топлива со сверхнизким содержанием серы. Это объясняется тем, что сера, содержащаяся в топливе, при сгорании превращается в различные оксиды серы, которые затем превращаются в кислоты, что способствует возникновению вредного кислотного дождя. Эти кислоты приводят также к снижению эффективности и срока службы автомобильных каталитических конверторов в автомобилях. Далее, считается, что соединения серы приводят к увеличению содержания частиц в автомобильных выхлопных газах.

Следовательно, снижение содержания серы в потоках углеводородов, особенно, в потоке углеводородного топлива, стало основной целью законодательства об охране окружающей среды во всем мире, при этом большинство стран устанавливают очень строгие требования к содержанию серы в дизельных топливах. Для уменьшения содержания серы в углеводородах в области нефтепереработки обычно применяют каталитическую десульфуризацию (обессеривание) (“HDS”, известную также как “гидрообработка”). При HDS поток углеводородов, получаемый при нефтяной перегонке, обрабатывается в реакторе, который работает при высоких температурах и давлении, когда соединения серы, такие как тиофены, реагируют с водородом в присутствии катализатора (например, сульфидов кобальта и молибдена или сульфидов никеля и молибдена, нанесенных на подложку из оксида алюминия). Из-за очень жестких условий процесса и применения дорогого водорода, эти способы HDS могут быть очень дорогостоящими вследствие больших капиталовложений и больших эксплуатационных расходов.

Кроме того, иногда осуществление обычных способов HDS или гидрообработки недостаточно для получения углеводородного продукта, который отвечает действующим в настоящее время строгим требованиям относительно содержания серы. Это обусловлено наличием пространственно затрудненных соединений серы, таких как дибензотиофены, которые действуют как соединения, трудно поддающиеся процессу гидрообработки. Например, особенно трудно удалить следы серы, используя такие каталитические процессы HDS, когда сера содержится в таких молекулах, как молекулы дибензотиофена, которые содержат алкильные заместители в положении 4 или в положениях 4 и 6. Эти соединения в основном преобладают в более тяжелом сырье, таком как дизельное топливо и котельное топливо. Попытки к достижению полной конверсии этих соединений приводили к увеличению расходов на оборудование, необходимости более частой замены катализаторов и ухудшению качества получаемых продуктов из-за побочных реакций.

Одной перспективной альтернативой процессу HDS или дополнением этого процесса является окислительная десульфуризация (обессеривание) (ODS). При проведении ODS стойкие соединения серы, такие как замещенные дибензотиофены, содержащиеся в потоке углеводородного топлива, окисляются при умеренных условиях реакции в присутствии окисляющего агента и катализатора с образованием сульфонов. Сульфоны затем выделяются из углеводородного потока. В процессе ODS не требуется применения водорода.

Способы ODS, описанные в литературе, отличаются друг от друга и включают: контактирование со смесью перекиси водорода и карбоновой кислоты с образованием сульфонов, которые затем в процессе термообработки разлагаются с получением летучих соединений серы; окисление в присутствии разбавленной кислоты, при этом сульфоны экстрагируются с использованием раствора каустика; соединение стадий окисления и термической обработки с гидрообессериванием (гидродесульфуризацией); двухстадийное окисление и применение метода экстракции при помощи парафинового углеводорода, представляющего собой алкан с 3-6 атомами углерода; и различные процессы каталитического окисления.

Конкретно, технология удаления сульфонов из окисленного углеводорода включает экстракцию, перегонку и адсорбцию. Эти способы выделения основаны на измененных химических свойствах сульфонов, таких как растворимость, летучесть и реакционноспособность по сравнению с исходными соединениями серы.

Экстрагирование жидкостью жидкости представляет собой обычный метод удаления сульфонов из окисленного углеводорода. Другим методом является адсорбция с помощью твердого адсорбента. Как метод экстракции жидкостью жидкости, так и способ адсорбции жидкости твердым веществом приводят к потере молекул сульфона в экстрагирующем растворителе или твердом адсорбенте. В случае экстрагирования жидкостью жидкости сульфон должен быть выделен из растворителя, обычно путем перегонки, до возвращения растворителя в цикл для проведения дальнейшей экстракции. В случае процесса адсорбции жидкости твердым веществом адсорбент приходится утилизировать после его израсходования или часто регенерировать из-за низкой адсорбционной способности, достигаемой в настоящее время. Высокие эксплуатационные расходы, связанные с такой многостадийной технологией, вызвали необходимость развития альтернативной технологии.

Кроме того, когда сульфоны выделяются в виде жидкости, необходимо проводить процесс их разложения в нефтехимической установке, такой как установка для крекинга с псевдоожиженным катализатором или установка замедленного коксования. К сожалению, рынок требует наличия сульфонов для получения поверхностно-активных веществ, а другие отрасли промышленности не способны удовлетворить эту потребность.

Следовательно, существует необходимость в создании способа удаления стойкой серы из потока углеводородного топлива, который является более эффективным и менее дорогостоящим, чем гидрообработка или HDS. Существует также необходимость в разработке способа удаления серы из потока углеводородного топлива, которое был подвергнуто окислению, или так называемого “окисленного углеводородного топлива”, без разрушения всей структуры молекулы сульфона. Обе эти задачи решены в данном изобретении путем обработки потока окисленного углеводородного топлива водным раствором гидроксида щелочного металла для отщепления атома серы от молекул сульфона и путем осуществления процесса расщепления в специальном контактном устройстве, содержащем вертикально свисающие волокна с большой площадью поверхности, например в контактном устройстве Merichem Company''s Fiber Film®, который обеспечивает высокую эффективность массопередачи между двумя несмешивающимися фазами.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение предусматривает одностадийный способ экстракции и конверсии сульфонов, содержащихся в потоке углеводородного топлива, такого как дизельное топливо, которое было подвергнуто окислительной десульфуризации (обессериванию). Исходный поток топлива, который содержит значительное количество серы в виде одного или более тиофеновых соединений или тиофенов, подвергается окислительной десульфуризации, когда тиофены окисляются до сульфонов.

Хотя для выделения сульфонов из фазы углеводородного топлива существуют обычные многостадийные способы, такие как перегонка, экстракция и адсорбция, все они имеют общий недостаток, заключающийся в том, что из углеводорода удаляется скорее вся молекула сульфона, чем атом серы. Этот недостаток приводит не только к получению потока, который требует специальной последующей обработки, но и к снижению выхода, что удорожает эти оба процесса.

Способ согласно данному изобретению основан на известной реакции сульфонов с гидроксидом щелочных металлов, которая приводит к отщеплению серы от молекулы сульфона. Сера удаляется в виде сульфитных солей, в то время как остальная часть молекулы сульфона остается свободной от серы, например, в виде бифенилов, которые остаются в углеводородной фазе.

Трудность осуществления указанной выше реакции состоит в том, что сульфоны находятся в углеводородной фазе, в то время как гидроксид щелочного металла не растворяется в углеводороде. Следовательно, когда реакция проводится в обычных реакторах, таких как реакторы с перемешиванием, должно быть обеспечено интенсивное перемешивание, но реакция все равно протекает чрезвычайно медленно, даже при значительно повышенных температурах, что требует применения реактора большого объема для достижения приемлемой степени конверсии и приводит к удорожанию процесса.

Поэтому в соответствии с одним из вариантов способа по изобретению применяется особый реактор, содержащий ряд вертикально свисающих волокон для обеспечения тесного контакта между углеводородной фазой, содержащей сульфоны, и водной фазой, содержащей по меньшей мере один гидроксид щелочного металла. Одним таким примером контактного устройства является устройство Merichem Companys Fiber Film®, которое содержит “завесу” из вертикально свисающих волокон, которые притягивают водную фазу, образующую тонкую пленку на поверхности волокна и вокруг волокон. Набор таких водных пленок обеспечивает огромную поверхность массопередачи, когда углеводородная фаза легко приходит в контакт.

Другой вариант данного изобретения предусматривает, что особое устройство для контактирования, используемое при этой реакции отщепления, характеризуется способностью работать при значительно повышенных температурах и давлении. Все известные коммерческие устройства для контактирования Fiber Film® работают при ограниченных температурах до 100°C и при рабочем давлении менее 35 атм.

Еще один вариант данного изобретения заключается в том, что одностадийный процесс в одном реакторе основывается на технологии применения устройства для контактирования с вертикально свисающими волокнами и использует одновременное осуществление массопередачи от сульфонов к контактирующему водному раствору гидроксида щелочного металла и взаимодействия сульфонов с гидроксидом щелочного металла для отщепления атомов серы от молекул сульфона с получением при этом топлива, не содержащего серы, или с низким содержанием серы и обогащенного сульфитами водного потока, который может требовать или не требовать дальнейшей обработки.

В отличие от обычных способов способ по изобретению не требует применения растворителей или сорбентов для начального экстрагирования сульфонов из топлива и не приводит к получению потока, обогащенного сульфонами, который требует последующей специальной обработки, касающейся сульфонов. В отличие от нашего изобретения один из известных из уровня техники способов предусматривает вначале контактирование окисленного дизельного топлива с растворителем для выделения сульфонов из топлива, что приводит к образованию нефтяного продукта, богатого сульфонами, который затем обрабатывается в отдельном узле, где только богатый сульфонами нефтяной продукт обрабатывается другим способом с применением потока каустического раствора, который превращает сульфоны в бифенилы с образованием сульфитов.

Наш способ позволяет исключить многие стадии, требовавшиеся при осуществлении известных из уровня техники способов, используя только один реактор, содержащий ряд вертикально свисающих волокон, что позволяет углеводородному топливу, содержащему сульфоны, и отдельному водному потоку гидроксида щелочного металла стекать вниз по отдельным волокнам, большая поверхность которых заставляет сульфоны быстро контактировать с гидроксидом щелочного металла, что вызывает их конверсию в соответствующие незамещенные и замещенные бифенилы и сульфит щелочного металла (такой как K₂SO₃). Бифенилы будут возвращаться в фазу углеводородного топлива и не будут являться частью водной фазы. На дне указанного особого устройства для контактирования, который представляет собой один сосуд, расположена секция для сбора, где образуется более плотная водная фаза, а менее плотная фаза углеводородного топлива образуется в верхней части сосуда. Каждая фаза удаляется непрерывно в виде отдельного потока. Нижняя водная фаза возвращается в цикл для дальнейшей обработки углеводородного потока, в то время как небольшой поток водной фазы удаляется в виде промывки, которую или утилизируют, или обрабатывают для удаления соединений серы, или используют другим способом.

Завеса из вертикально свисающих волокон, используемая в данном изобретении, применяется и в других способах очистки, наиболее часто в устройствах для контактирования жидкости с жидкостью, как описано в патентах США №№3758404, 3977829 и 3992156, все из которых включены в данную заявку посредством отсылок. Как уже было указано выше, Merichem Company продает только одно промышленное устройство для контактирования под торговым названием Fiber Film®. Хотя хорошо известно применение технологии Fiber Film® при контактировании жидкости с жидкостью, когда две несмешивающиеся жидкости контактируют друг с другом для улучшения массопередачи некоторых соединений, в уровне техники не описано применение технологии Fiber Film® для обработки углеводородных топлив, таких как дизельное топливо, которые были подвергнуты окислению, когда образуются сульфоны. Это имеет место, несмотря на то что технология Fiber Film® уже используется в промышленности в течение 35 лет. Только недавно в связи с возросшей необходимостью в наличии топлив с низким содержанием серы вследствие ужесточившегося законодательства потребовалось создание эффективных и усовершенствованных способов для устранения или минимизации количества стойких соединений серы.

Один аспект нашего изобретения предусматривает введение в верхнюю часть пучка волокон как водного потока, содержащего по меньшей мере один гидроксид щелочного металла, так и потока окисленного дизельного топлива, содержащего сульфоны. Эти два потока распределяются равномерно при помощи распределительной системы на верхней части и вместе стекают вниз вдоль многих отдельных волокон. Не желая ограничиваться какой-либо теорией, полагают, что вокруг каждого волокна образуется тонкая пленка водной фазы, которая обеспечивает чрезвычайно большую межфазную поверхность массопередачи, с которой, прежде всего, контактируют сульфоны в углеводородном сырье. На границе раздела фаз или около нее возникает реакция между сульфоном и гидроксидом щелочного металла, которая вызывает конверсию сульфонов в бифенилы и сульфиты с сульфитами, остающимися в водном растворе, и бифенилами, возвращающимися в углеводородную фазу. Впоследствии в секции для сбора единственного сосуда две несмешивающиеся жидкости отделяются друг от друга и образуют два отдельных слоя в зоне сбора на дне единственного сосуда. Два отдельных жидких слоя, нижний слой, содержащий водную жидкость с большей плотностью, и верхний слой с меньшей плотностью, содержащий дизельное топливо, не содержащее серы, дают возможность удалить их по отдельности из секции сбора.

Хотя окисленное дизельное топливо, содержащее сульфоны, является предпочтительным сырьем при осуществлении одностадийного процесса, можно использовать другие виды окисленного топлива, такие как газолин FCC, нафта, ракетное топливо, керосин, тяжелая нафта, средний дистиллят, каталитический газойль (LCO), тяжелое нефтяное топливо, сырая нефть, гидрированный вакуумный газойль (VGO), негидрированный VGO и синтетическое нефтяное сырье из нефтеносного песка, и остатки жидкого топлива. Точно так же предпочтительным водным раствором согласно нашему изобретению является раствор гидроксида калия и гидроксида натрия, хотя мы считаем, что может быть применен любой из следующих растворов, включая растворы, содержащие LiOH, NaOH, KON и RbOH, а также Ca(OH)₂, Na₂CO₃ и аммиак. Предпочтительно, когда водный раствор содержит гидроксид калия или гидроксид натрия и имеет концентрацию от примерно 1 вес.% до примерно 50 вес.%, более предпочтительно от примерно 3 вес.% до примерно 25 вес.%, еще более предпочтительно от примерно 5 вес.% до примерно 20 вес.% гидроксида щелочного металла.

В соответствии с одним аспектом данного изобретения наше изобретение предусматривает одностадийный способ, осуществляемый в одном реакторе, включающий обработку потока углеводородного топлива, содержащего сульфон, водным раствором гидроксида щелочного металла в верхней части завесы из вертикально свисающих волокон и осуществление быстрой транспортировки сульфонов, содержащихся в потоке углеводородов, к поверхности раздела между углеводородным потоком и водным раствором для одновременного превращения в сульфиты с образованием водного раствора, богатого сульфитами, и углеводородов с низким содержанием серы, при этом поток углеводородного топлива с низким содержанием серы и поток водного раствора, богатого сульфитами, удаляются по отдельности из секции сбора в реакторе. Хотя бифенилы образуются по реакции сульфонов с гидроксидом щелочного металла, нет необходимости в отдельном способе выделения этих бифенилов, так как этот одностадийный способ обеспечивает возврат бифенилов в фазу углеводородного топлива.

Сульфоны, находящиеся в потоке окисленного топлива, которое применяется в способе по нашему изобретению, могут содержать диоксид дибензотиофена и диоксид замещенных дибензотиофенов. Бифенилы могут представлять собой незамещенные бифенилы и различные замещенные бифенилы. Важно отметить, что согласно нашему изобретению не требуется удалять сульфоны из окисленного топлива до обработки, как это имеет место при осуществлении известных из уровня техники многостадийных способов. Поток окисленного топлива и водный раствор гидроксида щелочного металла контактируют в верхней части завесы из вертикально свисающих волокон при температуре предпочтительно ниже примерно 350°C и при давлении ниже примерно 170 атм, более предпочтительно, при температуре ниже 300°C и давлении ниже 100 атм и, наиболее предпочтительно, при температуре ниже 150°C и давлении ниже 15 атм.

Эти и другие цели данного изобретения станут более очевидными из подробного описания предпочтительных вариантов изобретения, описанных ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

На Фигуре 1 показан схематически один из возможных вариантов одностадийного способа с использованием ряда вертикально свисающих волокон согласно данному изобретению, который применяют для удаления и конверсии сульфонов, содержащихся в потоке окисленного топлива.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Как уже указывалось, наше изобретение касается нового способа удаления серы из сульфонов, которые содержатся в потоке окисленного топлива, такого как дизельное топливо, за счет применения пучка вертикально свисающих волокон с большой поверхностью, предпочтительно, по технологии Merichem's Fiber Film®, и водного раствора гидроксида щелочного металла. В отличие от известных из уровня техники многостадийных способов наш одностадийный способ позволяет устранить необходимость использования стадий экстракции растворителем или адсорбции, гравитационных сепараторов или технологии принудительного выделения, например, с помощью центрифуг, возвращенных в цикл потоков. Это новое применение вертикально свисающих волокон значительно уменьшает капитальные расходы на оборудование, рабочее время пребывания реагентов и снижает требования к физическому пространству, так как для осуществления одностадийного способа согласно данному изобретению требуется только один реактор.

На Фигуре 1 схематически показан один вариант способа, осуществляемого в реакторе 10 по изобретению, когда дизельное топливо, содержащее значительное количество серосодержащих соединений, вместе с окислителем 20 вначале подается по линии 1 в окислитель 2, где в присутствии катализатора и необязательной маслорастворимой органической перекиси в качестве окислителя серосодержащие соединения превращаются в сульфоны (или в сульфоксиды) и другие соединения. Как уже указывалось, очищенное дизельное топливо может быть подвергнуто десульфуризации для того, чтобы оно соответствовало действующим и будущим стандартам в области охраны окружающей среды. В процессе окислительной десульфуризации (обессеривания) различные тиофены, как незамещенные, так и замещенные, окисляются до сульфонов, незамещенных и замещенных. Предпочтительный окислитель для обработки топлива или дизельного топлива представляет собой перекись водорода. Однако могут быть использованы различные окислительные агенты, включая алкилгидроперекиси, другие перекиси, перкарбоновые кислоты, кислород и воздух, а также их комбинации. Предпочтительным окислителем является перекись водорода. Окислитель, который растворяется в углеводородной фазе, является предпочтительным по сравнению с перекисью водорода и другими нерастворимыми окислителями.

Реакция окисления обычно проходит при температуре от примерно 0°C до примерно 150°C и при давлении от 0 до 15 атм. Конструкция окислительного аппарата не является решающей для осуществления нашего способа в реакторе 10 и могут быть применены различные типы конструкций, такие как химический реактор идеального вытеснения, реактор с непрерывным перемешиванием, пузырьковый реактор, а также устройства с некаталитической паковкой и с твердым катализатором. Эти конструкции, так же как и другие конфигурации окислительных устройств, хорошо известны специалистам в данной области. Продукт реакции или так называемое окисленное дизельное топливо, которое теперь содержит сульфоны, удаляется из окислителя 2 по линии 3 и подается далее для обработки по изобретению в реактор 10. Сульфонсодержащее дизельное топливо подается в верхнюю часть завесы 7, состоящей из вертикально свисающих волокон 8. По линии 4 также в верхнюю часть завесы 7 подается водный раствор гидроксида щелочного металла, откуда он вместе с дизельным топливом, содержащим сульфоны, стекает вниз по вертикально свисающим волокнам. Водный раствор гидроксида щелочного металла, применяемый согласно данному изобретению, может быть любого типа, известного в области обработки углеводородов, включая растворы гидроксидов щелочных металлов, представляющие собой растворы, содержащие LiOH, NaOH, KOH и RbOH, а также Ca(OH)₂, Na₂CO₃, аммиак и их смеси. Водный раствор гидроксида щелочного металла может быть возвращен в цикл потоком 23 (этой позиции нет на Фигуре 1), свежим потоком 21 (этой позиции нет на Фигуре 1) или их смесью, как показано на Фигуре 1. Предпочтительно, когда водный раствор является водным раствором гидроксида калия или водным раствором гидроксида натрия, которые имеют концентрацию от примерно 1 вес.% до примерно 50 вес.%, более предпочтительно от примерно 3 вес.% до примерно 25 вес.%, еще более предпочтительно от примерно 5 вес.% до примерно 20 вес.% гидроксида щелочного металла.

Единственный реактор 20 может представлять собой любое устройство, которое содержит полосу-завесу из плотно упакованных волокон и таким образом обеспечивает большую площадь поверхности для массопередачи сульфонов к поверхности раздела с водным раствором. Как упоминалось выше, такая технология Fiber Film® уже применялась в прошлом в устройствах для контактирования жидкости с жидкостью и газа с жидкостью для облегчения массопередачи химических соединений из одной жидкости в другую жидкость, но, насколько нам известно, никогда не использовалась для обработки потока окисленного топлива, содержащего сульфоны. Конструкция этих устройств с технологией Fiber Film® для контактирования жидкости с жидкостью описана в различных источниках, например в патентах США №№3758404, 3992156, 4666689, 4675100 и 4753722, все из которых включены в данную заявку для всех целей посредством отсылок. Мы полагаем, что в нашем изобретении впервые применяются вертикально свисающие волокна для осуществления одностадийного способа удаления сульфонов. Обычные знания позволяют предположить, что в известном реакторе необходимо длительное время пребывания реагентов даже при наличии жестких условий процесса, но в действительности технология применения свисающих волокон противоречит этим общим знаниям, создавая очень большую межфазную поверхность для массопередачи при значительно больших интервалах используемых величин температуры и давления, чем обычно известные или применяемые для такой обработки.

Вертикально свисающие волокна 8 в реакторе 10 выбраны из группы, состоящей, но без ограничения, из металлических волокон, стеклянных волокон, полимерных волокон, графитовых волокон и углеродных волокон, отвечающих двум критериям: 1) материал волокна должен смачиваться одной из двух несмешивающихся жидкостей, предпочтительно, водной фазой; и 2) волокна должны быть изготовлены из материала, который не приводит к загрязнению реактора и не разрушает его при осуществлении способа, например, за счет коррозии.

Во время работы реактора 10 в нижней секции 12 образуются два слоя, нижний слой 13 представляет собой водный раствор, и верхний слой 14 представляет собой дизельное топливо, не содержащее серы или топливо с низким содержанием серы. Завеса и пучок волокон, частично простирающихся за границы завесы 7 расположены так, что нижний конец полосы находится внутри нижнего слоя 13. Очищенное окисленное дизельное топливо, то есть по существу не содержащее серы, являющееся верхним слоем 14, удаляется из реактора 10 по линии 5 и направляется на хранение или на дальнейшую обработку. Термин "по существу не содержащее серы" означает, что содержание серы в дизельном топливе составляет менее 50 м. д. в расчете на общее содержание серы, предпочтительно менее 20 м. д. в расчете на общее содержание серы и, наиболее предпочтительно, менее 10 м. д. в расчете на общее содержание серы. Водный раствор выводится в виде отдельного потока по линии 6 при этом основное количество составляет возвращенный в цикл поток 23 (этой позиции нет на Фигуре 1), и небольшое количество промывки 22 (этой позиции нет на Фигуре 1) направляется для использования или дальнейшей переработки.

Реактор 10 работает при температуре до примерно 350°С и при давлении до примерно 170 атм. Из-за таких высоких значений температуры и давления и высокой коррозийности раствора гидроксида щелочного металла предпочтительно, чтобы реактор был изготовлен из специального металла или металлов, таких как сплавы никеля, содержащие по меньшей мере 60% никеля. Концентрация гидроксида щелочного металла, передаваемого по линии 4, может быть равна от примерно 1 до примерно 50 вес.%. Время пребывания реагентов в реакторе 10 выбирается таким образом, чтобы достичь максимального удаления и конверсии сульфонов из потока окисленного дизельного топлива, передаваемого по линии 3, желательна конечная концентрация всех соединений серы в обработанном потоке 5, составляющая 10 м. д. или меньше. В присутствии катализатора, который катализирует отщепление серы из молекулы сульфона, могут быть выбраны более мягкие условия процесса.

Приведенное выше описание конкретных вариантов настолько полно раскрывает общую природу настоящего изобретения, что другие лица, используя известные в настоящее время общие знания, могут легко модифицировать и/или адаптировать для различного применения эти конкретные варианты, не выходя за рамки данного изобретения, и, следовательно, такие модификации следует рассматривать как эквиваленты описанных в данной заявке вариантов. Следует иметь в виду, что фразеология и терминология, используемые в данной заявке, служат только для описания и не ограничивают настоящее изобретение.

Средства, материалы и стадии способа осуществления различных описанных функций могут принимать ряд альтернативных форм, не выходя за рамки изобретения. Так, термины “средство для…” и “средства для…” и выражения, используемые при описании стадий для указания функции, которые могут быть найдены в приведенном выше описании и в формуле изобретения, приведенной ниже, следует рассматривать как определяющие и охватывающие структурные, физические, химические и электрические элементы или структуры, или стадии, которые существуют в настоящее время или будут существовать в будущем и осуществляют указанную функцию, независимо от того, являются ли они или не являются эквивалентами варианта или вариантов данного изобретения, описанных выше в описании, то есть могут быть использованы другие средства и стадии процесса для осуществления той же самой функции; подразумевается также, что такие выражения даны в смысле их широкой интерпретации в объеме следующей ниже формулы изобретения.

Изобретение относится к одностадийному способу обработки углеводородов, содержащих сульфоны, в одном реакторе, изготовленном из сплава никеля. Способ включает контактирование потока углеводородов, содержащих сульфоны, с водным раствором гидроксида щелочного металла, выбранного из группы, состоящей из гидроксида натрия и гидроксида калия, в пелене из вертикально свисающих волокон, при температуре до 350°C и при давлении до 170 атм, где углеводороды и гидроксид щелочного металла реагируют с отщеплением атома серы от молекулы сульфона с образованием водной фазы, обогащенной сульфитами, и углеводородной фазы, содержащей менее 10 м. д. общей серы, при этом волокна состоят из материала, незагрязняющего реактор и смачиваются одной из двух несмешивающихся жидкостей. Технический результат - удаление серы из потока углеводородного топлива без разрушения всей структуры молекулы сульфона. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Одностадийный способ обработки углеводородов, содержащих сульфоны, в одном реакторе, изготовленном из сплава никеля, включающий контактирование потока углеводородов, содержащих сульфоны, с водным раствором гидроксида щелочного металла, выбранного из группы, состоящей из гидроксида натрия и гидроксида калия, в пелене из вертикально свисающих волокон, при температуре до 350°C и при давлении до 170 атм, где углеводороды и гидроксид щелочного металла реагируют с отщеплением атома серы от молекулы сульфона с образованием водной фазы, обогащенной сульфитами, и углеводородной фазы, содержащей менее 10 м. д. общей серы, при этом волокна состоят из материала, незагрязняющего реактор, и смачиваются одной из двух несмешивающихся жидкостей.

2. Способ по п.1, в котором осуществляется раздельное удаление углеводородной фазы, по существу не содержащей серы, и потока водного раствора, обогащенного сульфитами.

3. Способ по п.1, в котором сульфоны представляют собой дибензотиофенсульфоны и замещенные дибензотиофенсульфоны.

4. Способ по п.1, в котором водный раствор гидроксида щелочного металла содержит от 1% до 50% по весу гидроксида калия.

5. Способ по п.1, в котором водный раствор гидроксида щелочного металла содержит от 1% до 50% по весу гидроксида натрия.

6. Способ по п.1, в котором используется водный раствор из возвращенного в цикл потока.

7. Способ по п.1, в котором единственный реактор включает расположенную внизу секцию для сбора жидкостей, где углеводороды, по существу не содержащие серы, образуют верхнюю жидкую фазу, и водный раствор, содержащий сульфиты, образует нижнюю жидкую фазу.

8. Способ по п.7, в котором часть верхней фазы непрерывно удаляется из секции для сбора в реакторе и часть водного раствора удаляется отдельно из указанной секции для сбора.