Способ очистки жидких углеводородов от ртути Советский патент 1993 года по МПК C10G29/10 

ел

с

Сущность изобретения: жидкие углеводороды, извлеченные из природного газа или нафту, обрабатывают водным раствором соединения серы общей формулы ММ Sx, где М - натрий, калий или аммоний - радикал, М - натрий, калий, аммоний - радикал или водород, х - целое число от 1 до 9. Концентрация водного раствора менее насыщающей, но не менее 1 проц. мае. Затем углеводородный слой отделяют от водного. 1 з.п.ф-лы.

Настоящее изобретение относится к способу удаления ртути из содержащих ее жидких углеводородов.

Основной целью предлагаемого изобретения является создание способа удаления ионизированной ртути или ее ионизирующихся соединений из жидкого углеводорода.

Другой целью предлагаемого изобретения является обеспечение способа для удаления ртути в различных формах из жидкого углеводорода.

Способ удаления ртути из содержащих ее жидких углеводородов, в соответствии с предлагаемым изобретением включает % контактирование жидкого углеводорода с водным раствором соединения серы .общей формулы MMiSx, где М выбирают из щелочного металла и аммоний-радикала, Mi выби- раюгиз щелочного металла, аммоний-радикала и водорода, х - целое число от 1 до 9. Этот процесс в дальнейшем называют реакционным процессом -.

Соединение серы общей формулы MMiSx . может взаимодействовать как с ионизированной ртутью, так и с ее ионизирующимися соединениями в жидком углеводороде с превращением их в твердый материал /сульфид ртути, HgS/. который не растворяется в этом жидком углеводороде.

Большая часть не растворимого в жидком углеводороде материала переходит в водную фазу и затем может быть отделена от жидкого углеводорода.

Соединение серы общей формулы MMiSx при представляет собой моно00

со со

СО

VI ю

со

сульфид. Репрезентативными моносульфидами являются NaaS, NaHS, KaS, KHS, (NN4)28 и NH4HS наиболее предпочтительными - Na2S или KaS. Их используют в виде водных растворов.

Если жидкий углеводород содержит- преимущественно ионизированную ртуть и ее ионизирующиеся соединения, то большая часть ртути из него может быть удалена с помощью вышеупомянутого реакционного процесса.

Полисульфиды взаимодействуют также .с элементарной ртутью превращая ее в твердый не растворимый в жидком углеводороде материал, как показано в примере 16.

Соответственно, ионизированная ртуть, ее ионизирующиеся соединения и элементарная ртуть, содержащаяся в жидком углеводороде, могут быть превращены в твердый материал, который не растворяется в нем, путем контактирования этого жидкого углеводорода с реагентом, включающим вышеупомянутые полисульфиды.

Количество серы для удаления ртути из жидкого углеводорода считают достаточным, если оно соответствует количеству серы в 10 раз большему того эквивалента, который необходим для превращения Нд в HgS. Время обработки может составлять от нескольких секунд до нескольких десятков минут, обычно 1-20 мин, при нормальных температуре и давлении. Вместе с тем было установлено, что при использовании .в реакционном процессе водного раствора моно- или полисульфида большой концентрации твердый материал, который не растворяется в жидком углеводороде, начинает растворяться в водной фазе и может, таким образом, быть легко отделен от жидкой углеводородной фазы. Кроме того, водным раствором моно- или полисульфида более высокой концентрации можно обрабатывать большее количество различных углеводородов, содержащих ртуть.

Рекомендуемая концентрация моно- или полисульфида в водном растворе должна быть не менее 1 % (мае), предпочтительно - более 3% (мае.), но менее насыщающей.

Контактирование жидкого углеводорода, содержащего ртуть, и водного раствора соединения серы может осуществляться посредством любого традиционного способа контактирования жидкостей,

В тех случаях, когда в зависимости от места добычи в жидком углеводороде содержаться органические соединения ртути, то они могут быть удалены путем контактирования такого жидкого углеводорода с соединением серы общей формулы

образующихся при сжижении газов, добываемых в качестве побочного продукта вместе с нефтью.

Предлагаемое изобретение далее будет

проиллюстрировано более детально с помощью ссылок и примеров. Ссылка А

С целью определения типов ртути, которые могут быть удалены в процессе контактирования содержащего ее углеводорода с соединением серы общей формулы MMiSx, где М выбирают из щелочного металла и аммоний - радикала, Mi выбирают из щелочного металла, аммоний - радикала и во5 дорода, х - число не меньше 1, приготовили образцы жидкостей путем растворения в легкой нафте элементарной ртути, хлорида ртути и диэтилртути так. чтобы содержание ртути составило 300 ррв /в виде Нд/.

0 к 100 мл каждого образца жидкостей добавили 100 мл водного раствора N3284 в концентрации 5% /вес./, смесь взбалтывали в вибрационном аппарате. Через 10 мин после начала взбалтывания отделяли вод5 ную и жидкую углеводородную фазы и определяли количество ртути в последней.

Из образцов жидкости, содержащей хлорид ртути, образцов, содержащих элементарную ртуть, почти вся ртуть оказалась

0 удалена. Из образца жидкости, содержащей диэтилртуть было удалено незначительно ее количество.

В соответствии с результатами было установлено, что к типам ртути, которые могут

5 быть удалены путем контактирования С соединением серы общей формулы MMiSx, относятся ионизирующиеся соединения ртути, ионизированная ртуть, являющаяся их производным и элементарная ртуть,

0 П р и м е р 1. 100 мл газового бензина, полученного из добытого в Индонезии природного газа, с содержанием ртути 350 ррв /всего Нд/ и 100 мл водного раствора сульфида натрия /Na2S/ в концентрации 5%

5 /вес/ были загружены в разделительную воронку и подвергались взбалтыванию в течение 10 мин. Затем водный слой и слой жидкого углеводорода были разделены и измерено содержание ртути в последнем, ко0 торое снизилось до 60 ррв.

Учитывая ссылку А, предполагается, что газовый бензин из добытого в Индонезии природного газа, который использовали в этом эксперименте, содержит, главным об5 разом, ионизирующиеся соединения ртути и ионизированную ртуть.

П р и м е р 2. 100 мл. того же газового бензина, что использовании в примере 1, в 100 мл водного раствора сульфида калия /KaS/ и концентрация 5% /вес/ загрузили

в разделительную воронку и взбалтывали в течение 10 мин. Затем были разделены водный и жидкий углеводородный слои, измерено содержание ртути в последнем, которое снизилось до 63 ррв,

Примерз. 100 мл того же газового бензина, что использовали в примере 1 и 100 мл водного раствора сульфида аммония в концентрации 5% /вес/ загрузили в разделительную воронку и взбалтывали в тече- ние 10 мин. Затем были разделены водный слой и слой жидкого углеводорода и измерено содержание ртути в последнем, которое снизилось до 77 ррв.

Пример 4. Приготовили образец жидкости путем растворения в нафте 200 ррв элементарной ртути и 200 ррв /в виде Нд/ хлорида ртути. 100 мл этой жидкости добавили к 100 мл водного раствора Na2S в концентрации 5% /вес/ и взболтали в виб- рационном аппарате. Через 10 мин после начала взбалтывания были отделены водная фаза и фаза жидкого углеводорода и измерено содержание ртути в последней. Содержание ртути уменьшилось до 2 ррв.

Как видно из вышеприведенных результатов, с помощью обработки углеводорода водным раствором полисульфида можно одновременно удалять ионизированную и элементарную ртуть и ионизирующиеся соединения ртути.

. П р и м е р 5. Модельную жидкость готовили растворением в нафте 290 миллиардных долей элементной ртути и 270 млрд долей /в расчете на ртуть/ хлорида ртути. 100 мл модельной жидкости и 100 мл водного раствора, содержащего 0,7 вес,% сульфида калия /KaS/ и 5,3 вес.% полисульфида калия /KaS4/ загружали в делительную во- ронку. После 15 минутного встряхивания фазы жидкого углеводорода и водную фазу разделяли и измеряли содержание ртути в фазе жидкого углеводорода. Содержание ртути снижалось до 4 част/млрд.

П р и м е р 6. Модельную жидкость готовили растворением в нафте 280 млрд. долей элементной ртути и 280 млрд (долей) в расчете на ртуть/ хлористой ртути. 100 мл модельной жидкости и 100 мл водного рас- твора, содержащего 1,9 вес.% сульфида аммония (МНфЗ и 5,8 вес.% полисульфида аммония загружали в длительную воронку. После 30 минутного встряхивания углеводородную и водную фазы разделяли и измеря- ли содержание ртути в фазе жидкого углеводорода. Содержание ртути снижа- лось до 7 час/млрд.

Пример, Приготовили образец жидкости путем растворения в нафте элементарной ртути таким образом, чтобы довести содержание Нд до 520 частей на миллиард. Эту жидкость использовали в качестве сырья,

100 мл этой жидкости, содержащей 520 частей на миллиард элементарной ртути добавили к 100 мл водного раствора NaaS в концентрации 5% /вес/. Смесь взболтали в вибрационном аппарате. Через 5 мин удаление элементарной ртути достигло почти 100%.

Когда вместо водного раствора Na2S4 с концентрацией 5% /вес/ использовали 100 мл водного раствора N3284 в концентрации 1 % /вес/, то почти 100%-ное удаление ртути было отмечено через 20 мин.

Примерв. 100 мл того же природного газового бензина, содержащего 350 млрд долей ртути /в расчете на общую ртуть/, как использовали в примере 1, и 100 мл водного раствора, содержащего 5,0 вес.% гидросульфида натрия /NaHS/ загружали в делительную воронку, которую встряхивали в течение 10 минут. Затем водный слой и слой жидкого углеводорода разделяли и определяли содержание ртути в слое жидкого углеводорода, которое показало снижение значения до 65 млрд. долей.

П р и м е р 9. 100 мл такого же газового бензина, содержащего 350 млрд долей ртути /в расчете на общую ртуть/, который использовали в примере 1 и 100 мл водного раствора, содержащего5,0 вес.% гидросульфида калия /KHS/ загружали в делительную воронку, встряхиваемую в течение 10 минут. Затем водный слой и слой жидкого углеводорода разделяли и измеряли содержание ртути в слое жидкого углеводорода, значение которого уменьшилось до 66 млрд. долей.

П р и м е р 10. 100 мл того же газового бензина, содержащего 350 млрд долей ртути /в расчете на общую ртуть/, который использовали в примере 1, и 100 мл водного раствора, содержащего 5,0 вес.% гидросульфида аммония 7(NH4)HS/ загружали в делительную воронку и встряхивали в течение 10 мин. Затем водный слой и слой жидкого углеводорода разделяли и измеряли содержание ртути в слое жидкого углеводорода, которое показало уменьшение значения до 94 млрд. долей.

Пример11.100мл того же газового бензина, содержащего 350 млрд долей ртути /в расчете на общую ртуть/, который использовали в примере 1, и 100 мл водного раствора, содержащего 3,0 вес.% гидросульфида натрия / NaHS / и 3,0 вес.% гидросульфида . калия /KHS/ загружали в делительную воронку, встряхиваемую в течение 10 минут. Затем водный слой и слой жидкого углеводорода разделяли и определяли содержание ртути в углеводородном слое, которое показало уменьшение значения до 62 млрд. долей.

Прим е р 12. 100 мл того же газового бензина, содержащего 350 млрд долей ртути /в расчете на общую ртуть/, как использовался в примере 1 и 100 мл водного раствора, содержащего 3,0 вес.% сульфида натрия /NaS/ и 2,9 вес.% гидросульфида натрия /NaHS/, загружали в делительную воронку, встряхиваемую в течение 10 минут. Затем водный слой и слой жидкого углеводорода разделяли и определяли содержание ртути в жидком углеводороде, которое уменьшилось до значения 68 млрд. долей.

Пример 13. 100 мл газового бензина, содержащего 350 млрд долей ртути /в расчете на общую ртуть/, который использовали в примере 1. и 100 мл водного раствора, содержащего 2,0 вес.% сульфида аммония /(МНфЗ/ и 2,8 вес.% гидросульфида аммония / NH/iHS /загружали в делительную воронку, которую встряхивали 10 минут. Затем водный слой и слой жидкого углеводорода разделяли и измеряли содержание ртути в слое жидко го углеводорода, значение которого уменьшилось до 85 млрд. долей.

П р и м е р 14. 100 мл того же жидкого газового бензина и содержащего 200 млрд. долей ртути /в расчете на общую ртуть/ и 100 мл водного раствора, содержащего 3,0 вес.% сульфида натрия /Na2S/ и 2,0 вес.% полисульфида натрия /KsS/j/ загружали в делительную воронку и встряхивали 10 минут. Затем водный слой отделяли от слоя жидкого углеводорода и измеряли содержание ртути в слое жидкого углеводорода, которое уменьшенное значение 8 млрд. долей.

П р и м е р 15. 100 мл того же газового .бензина и содержащего 200 млрд долей ртути /в расчете на общую ртуть/, который

использовали в примере 14 и 100 мл водного раствора, содержащего 3,0 вес.% сульфида натрия /NazS/ и 5,0 вес.% полисульфида натрия /N3284/, загружали в делительную

воронку, встряхиваемую в течение 10 минут. Затем водный слой отделяли от слоя жидкого углеводорода и измеряли содержание ртути в слое жидкого углеводорода, которое показало уменьшенное значение 6 млрд. долей.

П р и м е р 16.100 мл такого же газового бензина, полученного в Индонезии и содержащего 350 м частей ртути на млрд /в расчете на общую ртуть/, который

использовали в примере 1, и 100 мл водного раствора, содержащего 3,0 вес.% сульфида натрия /NazS/ и 2,0 вес.% сульфида калия /KzS/, загружали в делительную колбу и встряхивали в течение 10 минут. Затем водный слой отделяли от слоя жидкого углеводорода и измеряли содержание, ртути в слое жидкого углеводорода, которое показано уменьшенное значение 61 части на млрд. Формул а изо бретени я

жидких углеводородов водным раствором, содержащим соединение серы в концентрации менее насыщающей, но не менее 1 мас.%, в качестве которого используют соединение общей формулы MMiSx, где М натрий, калий или аммоний-радикал, Mi - натрий, калий, аммоний-радикал или водород; х-целое число от 1 до 9.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что жидкие углеводороды представляют .собой жидкие углеводороды, извлеченные из природного газа, или нафту.