Способ очистки нефти от хлорорганических соединений Российский патент 2024 года по МПК C10G33/04 C10G19/02 

Изобретение относится к способу очистки нефти от хлорорганических соединений (ХОС) и может быть использовано в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ очистки нефти от ХОС (патент РФ № 2740500, МПК C10G33/02, опубл. 14.01.2021). Способ включает смешивание нефти с деэмульгатором, добавление к смеси промывного раствора, содержащего щелочь и нейтрализатор, с последующим разделением нефти и воды под действием температуры 135-150°С и электрического поля в электродегидраторе. В качестве нейтрализатора используется отпаренная кислая вода с технологических установок нефтеперерабатывающего завода при содержании ее в промывном растворе 98,14– 99,5 мас.%. Данный способ позволяет удалять ХОС из сырой нефти до уровня не более 0,0003 мас.%. Недостатком способа является его сложность и многостадийность. Кроме того, использование отпаренной кислой воды в качестве нейтрализатора может быть не всегда доступно или экономически эффективно.

Известен способ удаления ХОС из нефти (патент РФ № 2735843, МПК B01D53/74, опубл. 09.11.2020). Способ включает подачу в десорбер содержащую хлорорганические соединения нефть и инертный газ, десорбцию инертным газом паров ХОС из нефти с образованием парогазовой смеси, состоящей из инертного газа и паров углеводородов, подачу полученной парогазовой смеси в абсорбер, где происходит удаление ХОС, возврат парогазовой смеси обратно в десорбер для повторной десорбции хлорорганических соединений из нефти, причём ХОС удаляют из парогазового потока селективным поглотителем – абсорбентом, выбранным из метилпирролидона, гликолей или водно-гликолевого абсорбента, содержащим щелочной агент. Недостатком этого способа является высокое содержание ХОС в нефти - 40ррm. Для снижения ХОС ниже этого значения потребуется многократный процесс отдувки инертным газом.

Известен способ удаления ХОС из нефти (патент Китая 101851528, МПК С10G53/12, опубл.31.03.2009). Известный способ включает смешивание деэмульгатора и нефти, добавление к смеси промывного раствора, содержащего неорганическое основание и нейтрализатор, с последующим разделением нефти и воды под действием тепла и/или электрического поля; при этом нейтрализатор представляет собой органический амин с содержанием его в промывном растворе от 10 до 80 мас.%. Известный способ позволяет очистить нефть от хлорорганических соединений до уровня 0,0015 мас.%. Однако использование в способе органического амина делает способ дорогостоящим, и полученный в соответствии с ним очищенный продукт имеет высокую стоимость.

Известен способ снижения содержания органических хлоридов в нефти (патент РФ 2672263, МПК C10G33/04, опубл. 13.11.2018), включающий отстаивание и предварительное обезвоживание нефти при нагреве, обработку нефти раствором щелочи при нагреве, отстаивание смеси нефти и раствора щелочи, отвод отработанного раствора щелочи и отвод очищенной нефти. При этом для предварительного обезвоживания нефти проводят циркуляцию нефти с нагревом, после нагрева в нефть подают деэмульгатор, осуществляют циркуляцию смеси нефти с деэмульгатором не менее одного часа, после чего ее отстаивают не менее двух часов, отводят отделившуюся воду, циркуляцию возобновляют, при циркуляции нефти подают 10-20%-ный водный раствор гидроксида натрия или калия с дозировкой 20-30% на нефть, нагревают смесь нефти и водного раствора гидроксида натрия или калия до температуры 190-200°С при поддержании избыточного давления не менее 1,6 МПа в течение 6 часов, затем выдерживают смесь нефти и водного раствора гидроксида натрия или калия в течение 6 часов, в зависимости от их строения циклы обработки нефти водным раствором гидроксида натрия или калия повторяют при температуре 220-230°C и избыточном давлении не менее 2,8 МПа для нефти, не содержащей легколетучие хлорорганические соединения ароматического строения, до значения массовой доли органических хлоридов не более 10 млн^-1, и для нефти, содержащей легколетучие хлорорганические соединения ароматического строения, до значения массовой доли органических хлоридов не более 100 млн^-1. Недостатком известного способа является высокое остаточное содержание ХОС ароматического строения - 100 млн^-1.

Известен способ удаления ХОС из нефти (патент Китая 102127464, МПК C10G33/04, опубл. 22.10.2009), согласно которому производят смешивание деэмульгатора, основного соединения – органического амина и неорганического основания, агента межфазного переноса, который представляет собой одно или несколько соединений соли четвертичного аммония, соединений соли четвертичного фосфина и краун-эфиров, воды и нефти; с последующим разделением нефти и воды под действием тепла и / или электрического поля. Температура смешивания составляет предпочтительно 60-150°C. Известный способ является трудоёмким и дорогостоящим.

Наиболее близким заявленному способу по технической сущности и достигаемому результату является способ удаления ХОС из нефти (патент РФ № 2065477, МПК C10G33/02, опубл. 19.11.1993), согласно которому нефть промывают водой и водным раствором щелочи на электрообессоливающей установке в несколько ступеней при повышенной температуре. Промывку водным раствором щелочи осуществляют при температуре на 30-80°С выше, чем предшествующую промывку водой.

Недостатками данного способа является высокое остаточное содержание суммарного хлора в нефти (70 мг/л).

Технический результат изобретения заключается в повышении степени очистки нефти от хлорорганических соединений до уровня не более 1,96 мкг/кг.

Технический результат достигается способом очистки нефти от хлорорганических соединений, включающим смешивание нефти с раствором щелочи в мольном соотношении с хлорорганическими соединениями как 3-10:1, в котором в отличие от прототипа проводят обработку гидроакустическим аппаратом кавитационного действия.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, обусловлен применением гидроакустических аппаратов, приводящих к пульсации кавитационных пузырьков и приводящих к поляризации связи С-С1 ХОС, способствующей повышению степени очистки нефти от ХОС.

Использование гидроакустических аппаратов, вызывающих явление кавитации, не только увеличивает кинетические параметры реакции за счет преодоления межфазного препятствия, но и значительно активирует реакцию гидролиза, что также способствуют повышению степени очистки нефти от ХОС.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.

В нефть, соответствующая требованиям стандартов, содержащую ХОС (хлористый бензил, хлористый гексил, хлористый бутил), добавляют раствор щелочи (NaOH или КOH) в мольном соотношении с ХОС как 3-10:1. Далее смесь обрабатывается гидроакустическим аппаратом кавитационного действия до увеличения температуры нефти на 5-50°С. Использование гидроакустических аппаратов, вызывающих явление кавитации, не только увеличивают кинетические параметры реакции за счет преодоления межфазного препятствия, но и значительно активируют реакцию гидролиза

Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение.

Для очистки брали нефть, соответствующую требованиям стандартов, содержащую ХОС, добавляли раствор щелочи в мольном соотношении с ХОС как 3-10:1 и подвергали обработке гидроакустическим аппаратом кавитационного действия, пока температура нефти не поднималась на 5-50°С.

Образцы проб нефти после обработки подвергают анализу на содержание ХОС по методике ASTM D 4929 (B). Результаты экспериментов представлены в таблице 1.

Таблица 1

№ Изменение температуры обрабатываемой нефти, °С Наименование ХОС Соотношение ХОС : щелочь Содержание ХОС до обработки, мкг/кг Содержание ХОС после обработки, мкг/кг 1. 5 Хлористый бензил 1:5 (NaOH) 253 1,52 2. 10 Хлористый гексил 1:10(NaOH) 120 1,96 3. 50 Хлористый бутил 1:5(NaOH) 184 1,78 4. 20 Хлористый бензил 1:3(NaOH) 126 1,02 5. 40 Хлористый бензил 1:5(NaOH) 126 0,77 6. 10 Хлористый бензил 1:5 (КOH) 253 0,98

 Как следует из приведенных данных, в результате воздействия гидроакустическим аппаратом кавитационного действия на нефть происходит значительное снижения содержание ХОС в нефти до не более 1,96 мкг/кг.

Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает высокую эффективность очистки нефти от хлорорганических соединений, с использованием простого аппаратурного решения, и имеет низкую стоимость очистки.

Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа очистки нефти от хлорорганических соединений, в котором осуществляют смешивание нефти с раствором щелочи в мольном соотношении с хлорорганическими соединениями как 3-10:1 и проводят последующую обработку смеси гидроакустическим аппаратом кавитационного действия до увеличения температуры нефти на 5-50°С. Технический результат - повышение степени очистки нефти от хлорорганических соединений до уровня не более 1,96 мкг/кг. 1 табл.

Способ очистки нефти от хлорорганических соединений, включающий смешивание нефти с раствором щелочи в мольном соотношении с хлорорганическими соединениями как 3-10:1, отличающийся тем, что проводят последующую обработку смеси гидроакустическим аппаратом кавитационного действия до увеличения температуры нефти на 5-50°С.