СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ ОТ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Советский патент 1969 года по МПК C10G21/16 

Изобретение относится к очистке нефтяных остатков с температурой кипения выше 250°С от металлических соединений.

Известны способы удаления металлоорганических соединений при помощи растворителей, таких как диметилсульфоокснд, фурфурол, пирролидон-2, пиридин. При проведении этих способов металлические примеси растворяются преимущественно в растворителях. Эти различные способы имеют недостаточную степень диметиллизации, потерю нефтяных продуктов, относительно высокую стоимость из-за растворителей.

Для устранения указанных недостатков предлагается вести очистку нефтяных остатков с температурой кипения выше 250°С при помощи экстрагирующих веществ, в качестве которых используют органические соединения, содержащие группу эфира и группу спирта с 3- 20 атомами углерода, и (или) эфир с 3-12 атомами углерода и воду или спирт, или полиспирт с 1 -10 атомами углерода.

Предлагаемый способ состоит во взаимодействии нефтяного продукта, подлежащего очистке, с растворителем, в котором растворяют продукт, содержащий углерод и водород. Затем добавляют антирастворнтсль; эта вторая жидкость вызывает отделение основной тасти металлических примесей, которые представляются в виде твердых агломератов и смеси растворителя и антирастворителя.

Основная часть продукта, очищенная от металлов и других примесей, остается растворенной в смест растворитель-антирастворитель.

В качестве растворителя используют линейный или циклический, насыщенный или ненасыщенный эфир углеводорода с 3-12, предпочтительно 4-7 атомами углерода; указанный растворитель содержит от 1 до 3 функций эфира в молекуле. В качестве растворителя применяют: метилэтилэфир, диэтилэфир, этилпропилэфир, дипропилэфир, этилбутилэфир,

винилбутилэфир, дибутилэфир, диоксан-1,3,

диоксан-1,4, диметил-4,4, диоксан-1,3, метнл-2диоксалан-1,3, тетрагидрофуран, диоксалан1,3.

Предпочитают использовать циклические

насыщенные эфиры и особенно тетрагидрофуран.

Обычно используют от 0,5 до 8, преимущественно от 1 до 4, объемов растворителя на полный объем загрузки.

Аитирастворителем является вода, спирт или полиспирт низкого молекулярного веса, т. е. имеющего от 1 до 10, преимущественно от 1 до 5, углерода. В качестве антирастворителя применяют этанол, этиленгликоль.

пропанол-, глицерол, бутанол-1, бутаиол-2, пеитанол-1, гептанол-1.

Предпочитают использовать первичные одноатомные спирты низкого молекулярного веса. Обычно берут от 0,3 до 1 объема антирастворителя на объем растворителя.

Можно также осуществлять непосредственное взаимодействие смеси растворителя и антирастворителя с продуктом, подлежащим очистке, или осуществлять «на месте смесь трех соединений (очищаемый продукт - растворитель-антирастворитель). Однако лучше сначала иснользовать растворитель, а затем антирастворитель.

Такой снособ действия позволяет осуществить более быстро и эффективно операцию и не требует достаточно энергичного перемещивапия, как при одновременном использовании растворителя и антирастворителя.

Второй способ применения изобретения сосостоит во взаимодействии очищаемого продукта, с органическим бифункциональным соединением, т. е. соединением, содерл ащим ио крайней мере одну группу эфира (предпочтительно 1-5), и по крайней мере одну группу спирта (предпочтительно 1-5); указанное бифункциональное соединение имеет 3-40 атомов углерода (лучще ) и может быть линейным или циклическим, насыщенным или пенасыщенным. В качестве примера бифункциональных соединений можно указать: этиловый моноэфир этиленгликоля, иропиловый или бутиловый моноэфир этиленгликоля, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль и высщие гомологические соединения, моноэтнловый эфир диэтиленгликоля, диэтиловый эфир глицерола, 2- (гидроксиметил) -тетрагидрофуран, дииропилепгликоль, тетрапропиленгликоль.

Бифункциональное соединение может быть использовано одно или в смеси с одиим или несколькими растворителями или антирастворителями.

Обычно используют 0,5-8, предпочтительно 1-4, объемов бифункционального соединения на объем очищаемого продукта. К бифункциональному соединению присоединяют растворитель пли антирастворитель (0,05-0,2 объемов бифункционального соединения).

Когда прибегают к бифункциональному соединению, такому как бутиловый моноэфир этиленгликоля или бутокси-2-этанола наблюдается деление нефтяного остатка на две части. Первая, наиболее значительная, содержит в основном нефтяной остаток, очищенный от металлов. Вторая содерлшт в основном асфальтены и металлы, которые загрязняют указанный нефтяной остаток.

И наоборот, когда используют смесь растворитель-антирастворитель, выпадение в осадок металлических примесей наблюдается в момент взаимодействия нефтяного остатка, нредварительно растворенного в растворителе с антирастворителем.

бами применяют или к сырой нефти, т. е. к остаткам дистилляции под давлением, близким к атмосфериому давлению, или к продуктам, полученным в результате дистилляции в вакууме атмосферных остатков.

Например, очистке подвергают такие продукты, которые входят в категорию керосина, жидкого топлива, газойля и масел. Остаток дистилляции в вакууме, если ои не слищком

вязкий, может быть также очищен в соответствии со способом изобретения. Такой очищаемый продукт будет иметь начальную точку кипения выще 250° при 760 мм рт. ст. Далее речь будет идти о нефтяном остатке. Этот

термин может охватывать различные продукты.

Взаимодействие между нефтяным остатком

и смесью растворитель-антирастворптель или

бифункциональным соединением (ирисоединенньгм или неприсоедине-нным к растворителю или к антирастворителю) .может быть установлено в обычном устройстве, таком как смешивающий .резервуар или иротивото-чная экстракционная колонка. Во всех случаях применения изобретения температура соир-икооновения может изменяться в щироком диапазоне, .например от 20 до 150°С, предпочтительно от 30 до 80°С.

На втором этапе полученные две фазы отделяются, а растворители восстанавливают любым способом, таким как дистилляция, промывка водой, перегонка с водным паром.

Часть, которая содержит наибольшее количество металлоорганических соединений, заключает в себе также асфальтеиы, смолы и

обогащена, кроме того, соединениями серы и азота.

Способ очистки от металлических соединений, являющийся предметом изобретения, может быть использован для удаления асфальтенов из нефтяных остатков.

Однако удаление асфальтенов проиаиом хотя и приводит к частичной деметаллизации, сопровождается слищком большой потерей нефтяного продукта.

Пример 1. I кг атмосферного остатка нефти из Кувейта, содержащий 46 ч. на млн. по весу ванадия и 15 ч. на млн. по весу никеля, взаимодействует при окружающей температуре с 3 кг тетрагидрофураиа, затем 2,65 кг

95%-ного этилового спирта; металлические примеси выпадают в осадок после добавки спирта; после декантации, отделения фаз и восстановления при помощи испарения растворителей получают 0,9 кг остатка, используемого в качестве топлива и ие содержащего более чем 4 ч. па млн. по весу ванадия и 4 ч. на млн. по весу никеля.

Пример 2. Повторяют действия примера 1 с 1 кг атмосферного осадка нефтяного

продукта, содержащего 78 ч. на млн. по весу ванадия и 28 ч. на млн. по весу никеля. Используют 3 кг бифункционального соединения, состоящего из бутокси-2-этанола; металлические иримеси выпадают в осадок в момент сотем. Продолжение операций является иденичным примеру 1. Получают 0,76 кг остатка, спользуемого в качестве топлива и содержанего только 15 ч. на млн. по весу ванадия и ч. на млн. по весу никеля. Пример 3. Повторяют действия приме)а 2 с 1 кг остатка нефтяного продукта, со1,ержаш,его 78 ч. на млн. по весу ванадия и 18 ч. на млн. по весу никеля (идентичный осатку, приведенному в предыдущем примере), ;оторый взаимодействует при окружающей емпературе со смесью 2 кг бутокси-2-этанола 1 0,16 кг 95%-ного этилового спирта; после юсстановления растворителей получают так ке 0,8 кг топлива, содержащего не больше чем ) ч. на млн. по весу ванадия и 3 ч. на млн. по iecy никеля. Пример 4. Повторяют действия примеla 1 с тем же количеством продукта (1 кг атюсферного остатка нефти из Кувейта), кото1ЫЙ взаимодействует сначала с 3 /сг диоксаia-1,4, затем с 0,4 кг воды. Остальные операции не изменяются. Полу(ают 0,87 кг остатка, содержащего не более 1ем 6 ч. на млн. по весу ванадия и 5 ч. на млн. to весу никеля. Если повторяют этот опыт, заставляя взаиюдействовать одновременно диоксан-1,4 и во|,у (в одинаковых пропорциях), получают почи такие же результаты, но при этом необхо;имо более тщательно произвести перемещиание смеси обрабатываемого остатка с расторителем, что увеличивает продолжительюсть опыта. Пример 5. Если повторяют пример 1 с ем же количеством продуктов и в таких же словиях, но используя в качестве растворите1Я 2 кг изопропилового эфира и в качестве нтирастворителя 1,5 кг 95%-ного этилового пирта, получают 0,85 кг топлива, содержаще0 8 ч. на млн. по весу ванадия и 4 ч. на млн. ю весу никеля. Пример 6. Повторяют пример 3 с тем ке количеством продукта и в тех условиIX, но в этом случае используют смесь 2 кг токси-2-этапола и 0,3 кг тетрагидрофурана; ти два соединения одновременно вступают в еакцию с остатком. Выход топлива 75% 0,75 процентное содержание ванадия и (икеля соответственно 17 и 5 ч. на млн. по lecy. Пример 7. Описывается полное нримене1ие снособа, в котором используют бутиловый оноэфир этиленгликоля или бутокси-2-этаюл в соединении с небольщим количеством оды. Благодаря особенностя-м установки, хема которой показана на чертеже, осу1ествляют не только хорошую деметаллизаию иефтяного остатка, но также восстанов:ение бифункционального соединения. Продукт (остаток дистилляции, который ;олжен служить, после обработки, топливом) .водится в смеситель / по трубопроводу 2. этиленгликоля, поступающего по трубопроводу 3. Жидкостногазовое вещество, циркулирующее в этом трубопроводе, имеет следующий весовой состав, %: бутиловый -чоноэфир этиленгликоля75нефтяной остаток, повторно введенный в цикл10 гептан10 вода5 В смесителе 1 образуются две фазы: тяжелая фаза, содержащая большую часть металлических примесей и асфальтенов, которая удаляется по трубопроводу 4, и более легкая фаза, составляющая в основном деметаллизованный нефтяной остаток, растворенный в бутокси-2-этаноле, который направляется по трубопроводу 5 к разделительной установке 6, которая также питается водой, подводимой по трубопроводу 7. В этой установке производится разделение деметаллизованным нефтяным топливом, которое течет по трубопроводу 8, и бутокси-2-этанолом, который растворяется и захватывается потоком воды к дистилляционной колонке 9 по трубопроводу 10. Нефтяное тонливо освобождается от бифункционального соединения благодаря перегонке с водяным паром в установке 11. При помощи трубопровода 12 собирают деметаллизованное нефтяное топливо, освобожденное от бутокси-2-этанола и гептана. В дистилляционной колонке 9 собирают бутокси-2-этанол, который направляется по трубонроводам в первоначальный смеситель /. В верхнюю часть колонки поступает азеотропная смесь с 80% воды и 20% бутокси-2-этанола, а также гептан. После прохол ;дения в конденсатор эта вытекающая жидкость направляется в отстойник 13. Тяжелая фаза, исходящая от смесителя, подвергается в установке 14 перегонке с водяным паром, для того чтобы экстрагировать из нее бутоски-2-этанол и гептан; эти соединения направляются к отстойнику 13 после прохождения через конденсатор. Тяжелая фаза, содержащая металлические примеси и освобожденная от бутокси-2-этанола и гептана, удаляется. Отстойник ннтается эфлюентами из дистилляционной колонки и установок для перегонки с водяным паром, т. е. потоками жидкости, циркулирующей в трубопроводах /5, 16 и 17, Эти эфлюенты образуются из воды, монобутилового спирта этиленгликоля и гентана. В отстойнике две фазы отделяются: органическая фаза бутокси-2-этанола и гептана, которая повторно направляется к смеснтелю, и водная фаза. Водная фаза частично нанравляется к сепаратору 6 по трубопроводу 7 и частич110 к паровому котлу 18 по трубопроводу 19. Паровой котел подает водяной пар перегонки для установо 14 и 11 по трубопроПредмет изобретения

Способ очистки нефтяных остатков от металлическнх соединений с применением экстрагирующих веществ, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности способа, в

.качестве экстрагирующих веществ примени органическое соединение, содержащее гр} пы эфира и спирта с 3-20 атомами углеро; и (или) эфир с 3-12 атомами углерода и Е ду или спирт, или полиспирт с 1-10 атомат углерода.