Способ получения углеводородных газов Советский патент 1993 года по МПК C07C4/04 

Изобретение относится к способам получения углеводородных газов из нефтебиту-. минозных пород и может найти применение в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Известны методы выделения углеводородного сырья из нефтебитуминозных пород путем экстракции различными растворителями,

Метод экстракции различными растворителями предназначен для выделения углеводородного сырья из нефтебитуминозных пород (НБП) и подготовки его для переработки на нефтеперерабатывающих заводах. При этом используются такие растворители, как керосин, газойль, ароматические углеводороды, нормальные легкокипящие углеводороды типа гексана и другие. Обычно эти процессы сопровождаются образованием эмульсий и пены, что требует дополнительной обработки и очистки извлекаемых нефтепродуктов. К основным Недостаткам данных процессов относятся дороговизна и дефицитность используемых экстрагентов, что значительно снижает рентабельность установок по извлечению углеводородного сырья из НБП. Углеводородное сырье из НБП, выделенное экстракционным методом, далее используется в обычных процессах вторичной переработки, таких как крекинг, каталитический крекинг, гидрокрекинг, коксование.

1

00 О О

Известен процесс переработки углеводородного сырья нефтебитуминозных пород, минуя стадию предварительного выделения углеводородной части, путем непосредственного крекирования нефтебитуминозных пород, который заключается в постепенном нагреве нефтебитуминозных пород в лабораторном реакторе от 220 до 400°С в токе азота, подающемся со дна со скоростью 2 см2/г мин. В результате образуется 3-5% газообразных и 28-32% жидких углеводородов, выкипающих до 345-350°С (мас.% на породу). В составе газа содержится 3-5 мол.% этилена, 8-10% пропилена и 7-11 % бутиленов.

Основным продуктом термокаталитического крекирования являются жидкие углеводороды, выход газообразных углеводородов незначителен, в то время как наиболее ценным сырьем для нефтехимической промышленности являются газообразные углеводороды и особенно непредельные соединения, которые могут служить сырьем для полимерной промышленности. Недостатками известного способа являются низкий выход газообразных продуктов, значительные энергетические затраты, использование инертного газа, что дополнительно ведет к удорожанию процесса, загрязнению окружающей среды.

Цель изобретения - увеличение выхода углеводородных газов.

Цель достигается предлагаемым способом, согласно которому нефтебитуминоз- ные породы облучают ультрафиолетовым и видимым излучением с длиной волны 250- 800 нм при атмосферном давлении,

Облучение проводят в кварцевом реакторе, снабженном обратным холодильником, по которому сконденсировавшиеся продукты вновь под ают в реактор. Газообразные продукты собирают в газометре. Состав газов фотолиза определяются методом газоадсорбционной хроматографии.

В качестве источника излучения используют ртутно-кварцевую лампу.ДРЛ-250, в интервале 250-800 нм.

Температура фотолиза не выбирается, а устанавливается в процессе поглощения молекулами квантов излучения h v и деградации части энергии в колебательную и регистрируется термопарой на расстоянии 1-2 мм от дна реакционной колбы.

В качестве сырья были использованы образцы битуминозных пород месторождения Мортук Западного Казахстана. Содержание углеводородов 15,9 мас.%. элементный состав углеводородной части, мас.%: С52,7; Н 11.7; S 1,1; N + 04,5.

Пример 1. 9,86 г битуминозной породы месторождения Мортук помещают в кварцевую колбу и облучают ртутно-кварце- вой лампой ДРЛ-250 (рабочий режим J

3,25; U 220 В) в течение 2 ч 30 мин. При этом температура фотолиза на расстоянии 1 мм от дна реакционной колбы меняется с течением времени от 320 до 560°С. В результате получено 630 мл газов, 8,96 г остат0 ка. Состав газовой смеси, мас.%: метан 28,46; пропан 4,28; пропилен 18,80; бутан

I,13; бутилен 6,71; дивинил 2,60; пентены 3,10; пентадиены 0,64; водород 0,82, Выход газов составляет 57,86% от содержания уг5 леводородов в нефтебитуминозной породе. Остаток фотолиза представляет собой науг- лерох енный песок черного цвета, элементным анализом установлено содержание углерода 5,45 и водорода 1,25 мас.%,

0

Пример 2. 9,63 г битуминозной породы помещают в кварцевую колбу и облучают излучением лампы ДРЛ-250 в течение 3 ч 55 мин. Зарегистрировано изменение темпе5 ратуры фотолиза от 260 до 595°С, В результате получено 780 мл газов и 8,559 г твердого остатка. Состав газовой смеси, мас.%: метан 43,17; этан 12,05; этилен 9.13; пропан 3,75; пропилен 15,87; бутан 0,63;

0 бутилены 7,48; дивинил 2,08; пентены 1,66; пентадиены 0,84; бензол 1,21; водород 2,10. Выход газов составляет 70,01 % от содержания углеводородов в нефтебитуминозной породе. Остаток представляет собой наугле5 роженный песок черного цвета, в котором элементным анализом установлено содержание углерода 4,02 и водорода 0,75 мас.%. Пример 3. 9,67 г битуминозной породы месторождения Мортук помещают в

0 .кварцевую колбу и облучают излучением лампы ДРЛ-250 в течение 5 ч. Зарегистрировано изменение температуры фотолиза от 300 до 590°С. В результате получено 810 мл газов и 8,48 г твердого остатка. Состав

5 газовой смеси, мас.%: метан 36,29; этан

II,24; этилен 17,03; пропан 4,47; пропилен 9,81; бутан 1,19; бутилены 9,70; дивинил 2,12; пентены 3,99; пентадиены 2,35; бензол 0,82; водород 1,74.

0

Выход газов составляет 83,74 мас.% от содержания углеводородов в нефтебитуминозной породе. Остаток представляет собой науглероженный песок черного цвета, в ко5 тором элементным анализом установлено содержание углеводорода 2,98 и водорода 0,06 мас.%. Выбор длины солны излучения 250-800 нм определяется возбуждением

:jt

п переходов ароматических и

гетероароматических соединений в области длин волн более 250 нм.

При увеличении времени облучения нефтебитуминозных пород выход углеводородных газов возрастает.

Минеральная часть нефтебитуминозных пород (содержание которой превышает 80%) в основном представлена мелкозернистым песком и отвечает ГОСТ 8736-67 как компонент асфальтобетонных смесей для дорожного покрытия.

Для расщепления нефтебитуминозных пород на углеводородные газы можно при0

менять ультрафиолетовые лампы, лазеры и синхротронное излучение в указанном интервале длин волн,

Формула изобретения Способ получения углеводородных газов путем нагревания нефтебитуминозной породы, отличающийся тем. что. с целью увеличения выхода целевого продукта, одновременно облучают сырье ультра- Фиолетовым и видимым излучением с длиной волны 250-800 нм и процесс проводят при 260-595°С.

Нефтебитуминозную породу облучают ультрафиолетовым и видимым излучением с длиной волны 250-800 нм при нагревании до 260-595°С, Выход газа до 82,74%, газ содержит до 99,2% углеводородов Ci-Сз. ы и Ё