СПОСОБ ДЕСУЛЬФУРИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕДЬСОДЕРЖАЩЕГО СОРБЕНТА АН-31 Российский патент 2024 года по МПК C10G25/02 C10G25/05 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к процессу глубокой десульфуризации жидких углеводородных топлив. Известен способ очистки нефти и нефтепродуктов от соединений серы [Патент РФ 2394874, опубл. 20.07.2010], включающий контактирование в противотоке серосодержащего нефтепродукта с металлической медью, осажденной на железной подложке. Недостатком способа является сложное аппаратурное оформление, обеспечивающего использование ультразвука и электромагнитного поля, а также достаточно низкое соотношение масс неподвижной фазы к очищаемому топливу (малая емкость) - 2,9 т:145 т=1:50.

Известен способ глубокой окислительно-адсорбционной десульфуризации жидких углеводородных топлив [Патент РФ 2482162, опубл. 20.05.2013], включающий подготовку сыпучего сорбента путем смешивания высокопористых адсорбентов (бентонит, монтмориллонит, активированный уголь, высокопористый кремнезем) с азотнокислой солью металла из группы нитратов переходных металлов (железа, никеля, меди), последующим прессованием полученного композита при давлении до 100 атм и пропусканием жидких углеводородов через слой полученного сорбента с объемной скоростью до 100 ч^-1. К недостаткам данного способа можно отнести трудоемкость приготовления сорбента, малую объемную скорость пропускания углеводородного топлива, а также неполное извлечение серосодержащих соединений из углеводородных топлив (способ описывает извлечение только бензотиофенов и дибензотиофенов).

Известен способ адсорбционной сероочистки углеводородных топлив [Патент РФ 2547480, опубл. 10.04.2015], включающий применение адсорбента на основе γ-оксида алюминия, модифицированного оксидом цинка в количестве 0,1-10% масс. для удаления сераорганических соединений из жидкого углеводородного топлива. К недостаткам данного способа относятся малое соотношение массы сорбента к объему очищаемого углеводородного топлива 50 г: 100 мл = 1: 2, а также статический режим обработки в течение длительного времени.

Техническим результатом заявляемого изобретения является понижение содержания общей серы в углеводородных топливах не менее чем в два раза от исходной концентрации серосодержащих соединений, содержащихся в углеводородном топливе в концентрациях не более 1% по массе, при пропускании топлива через слой сорбента с объемной скоростью не более 1080 ч-1 и максимальном соотношении т:ж=1:700. Поставленная задача решается тем, что переведенный в хлор-форму по ГОСТ-10896-78 сорбент анионит АН-31 обрабатывается в статическом или динамическом режиме раствором азотно-кислой соли меди (II) с рН от 4 до 5 до насыщения емкости, затем промывается дистиллированной водой, просушивается на воздухе и загружается в качестве фильтрующего слоя в сорбционный аппарат. Через загруженный слой сорбента пропускается поток загрязненного сернистыми соединениями жидкого углеводородного топлива с объемной скоростью от 100 до 1080 ч^-1 при соотношении массы загруженного сорбента к объему пропущенного топлива не более 1: 700.

Пример 1. Определение оптимальной объемной скорости пропускания топлива через слой сорбента. Для осуществления эксперимента было взято дизельное топливо, содержащее серосодержащими соединения в количестве 0,0702%. Масса загруженного в адсорбер медьсодержащего анионита АН-31 составляла 6 г. Определение общей серы осуществляли методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии по методике количественного анализа [ГОСТ Р 51947 - 2002 "Определение серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентный спектрометрии"]. Основные результаты приведены в таблице 1.

Таким образом, способ позволяет добиться очистки от серосодержащих соединений не менее, чем на 41% при соотношении т:ж=1:167 в широком диапазоне объемных скоростей пропускания топлива через слой сорбента от 100 до 1080 ч^-1.

Пример 2. Установление максимальной динамической емкости сорбента. Для осуществления эксперимента было взято дизельное топливо, содержащее серосодержащими соединения в количестве 0,0702%. Масса загруженного в адсорбер медьсодержащего анионита АН-31 составляла 6 г. Определение общей серы осуществляли методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии по методике количественного анализа [ГОСТ Р 51947-2002 "Определение серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентный спектрометрии"]. Пропускание топлива осуществляли с объемной скоростью 750 ч^-1. Процедуру продолжали то точки проскока - до выравнивания значений серу содержащих соединений на входе и выходе из адсорбера. Графическая зависимость остаточного содержания общей серы от объема пропущенного топлива через фиксированный слой сорбента (6 г) приведена на фиг. 1.

Таким образом, максимально допустимое соотношение т:ж до проскока составляет 1:700. Оптимально рекомендуется завершать использование однократной загрузки сорбента на соотношении т:ж=1:300, когда достигается извлечение более 50% серу содержащих соединений.

Пример 3. Определение максимально допустимой концентрации общей серы в исходном топливе. Очистка загрязненного дизельного топлива с различными концентрациями серосодержащих соединениями осуществлялась при пропускании через слой стационарный слой сорбента (загрузка 6 г), с одинаковой объемной скоростью 750 ч-1. Определение общей серы осуществляли методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии по методике количественного анализа [ГОСТ Р 51947-

2002 "Определение серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии"]. Основные результаты приведены в таблице 2.

Таким образом, достижение результата по удалению не менее 50% сернистых соединений из топлива при пропускании через слой медь содержащего анионита АН-31 достигается в условиях максимального исходного содержания общей серы не более 1%.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к процессу глубокой десульфуризации жидких углеводородных топлив. Изобретение касается способа, включающего перевод гранулированного анионита АН-31 в хлор-форме в медную форму путем периодического смешивания с раствором азотнокислой меди (II) в области рН от 4 до 5 до достижения максимальной емкости анионита по ионам меди (II) и последующую обработку потока жидкого углеводородного топлива пропусканием через полученный медьсодержащий сорбент с объемной скоростью не более 1080 ч^-1 при максимальном соотношении массы загруженного сорбента к объему пропущенного топлива 1:700. Технический результат - понижение содержания общей серы в углеводородных топливах не менее чем в два раза от исходной концентрации серосодержащих соединений, содержащихся в углеводородном топливе в концентрациях не более 1% по массе. 1 ил., 2 табл., 3 пр.

Способ глубокой координационно-адсорбционной десульфуризации жидких углеводородных топлив, включающий перевод гранулированного анионита АН-31 в хлор-форме в медную форму путем периодического смешивания с раствором азотнокислой меди (II) в области рН от 4 до 5 до достижения максимальной емкости анионита по ионам меди (II) и последующую обработку потока жидкого углеводородного топлива пропусканием через полученный медьсодержащий сорбент с объемной скоростью не более 1080 ч^-1 при максимальном соотношении массы загруженного сорбента к объему пропущенного топлива 1:700.