Способ очистки печного топлива от сернистых соединений

 

Сущность изобретения: печное топливо чистят от сернистых соединений обработкой на первой ступени щелочью под воздействием акустических колебаний с частотой 7,2-65 кГц при температуре 40-70^o при их массовом соотношении 0,007-(1,14:11) в расчете соответственно на общую серу и щелочной металл. На второй ступени топливо, отделенное от щелочного раствора, окисляют воздухом при массовом соотношении воздух: топливо равном 0,03-(0,3:1). Используют щелочь 10-ной процентной концентрации. 1 табл.

Изобретение относится к процессам очистки углеводородных топлив от сернистых соединений и может найти свое применение в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известен способ очистки углеводородных газов от сернистых соединений, в частности меркаптанов (процесс "Мороке"), включающий закачку в массообменный аппарат 15% -наго водного раствора щелочи, через слой которого пропускают углеводородный газ (бутан-бутеленовая фракция), содержащий сернистые соединения, в частности меркаптаны. После насыщения на реакционную смесь воздействуют акустическими колебаниями с частотой 7,2-35 кГц. В результате процесса достигается степень очистки углеводородов от сернистых соединений, в частности меркаптанов 98,6% масс. Вышеописанный способ выбран за прототип предложенного.

Основным недостатком вышеуказанного способа является невозможность эффективной очистки печного топлива от сернистых соединений, т.к. эти соединения обратимо взаимодействуют со щелочью с образованием меркаптидов, это обусловлено тем, что в газовой среде содержатся легкие меркаптены, а в печном топливе присутствуют в основном тяжелые меркаптены, которые не извлекаются в этих условиях.

Задачей, положенной в основу создания изобретения является обеспечение эффективной очистки печного топлива от сернистых соединений.

Поставленная задача решается способом очистки печного топлива от сернистых соединений, включающим его обработку щелочном агентом под воздействием акустических колебаний с частотой 7,2-35 кГц, в котором обработку осуществляют в две ступени при температуре 40-70^oС, причем на первой ступени обработку ведут при массовом соотношении топливо (в пересчете на общую серу) щелочь (в пересчете на щелочной металл) равном 0,007 1,14 1 соответственно, после чего отделяют щелочной раствор от топлива и последнее подают на вторую ступень, где его окисляют воздухом при массовом соотношении воздух топливо равном 0.03 0.3 1 соответственно. При этом в качестве щелочного агента используют 10% масс равноедкого натра.

Сущность изобретения состоит в том, что исходное печное топливо представляет собой углеводородную фракцию с t_начала кипения 160^oС, и с температурой конца кипения 250^oС, удельный вес при 20^oС равным 0,75г/см^з, с концентрацией общей серы Soбщ.47% масс. Для того чтобы этот продукт был принят потребителем в качестве товарного содержание общей серы в нем должно быть снижено до 5общ 0.3% масс, а содержание меркаптановой серы снижено до Srsн= 0.01% масс.

Для решения задачи очистки исходного печного топлива от сернистых соединений в предлагаемом способе предусмотрено двухступенчатое поглощение сернистых соединений при температуре 40 70^oС под воздействием акустических колебаний частотой 7.2 35 кГц.

На первой ступени обработку печного топлива осуществляют в присутствии 10% масс раствора едкого натра при определенных соотношениях топливо: щелочь. Под воздействием акустических колебаний в реакционной смеси образуются меркаптиды не только из легких, но и из тяжелых мераптанов, таких как бутил, пропилмеркаптаны, что позволяет осуществить более эффективную очистку печного топлива от серных соединений.

Перед второй ступенью обработки щелочь, содержащую тяжелые и легкие меркаптиды, отделяют и направляют на дальнейшую переработку, что позволяет резко снизить содержание меркаптановой серы в обрабатываемой печном топливе.

На второй ступени под воздействием акустических колебаний в присутствии окислителя происходит интенсивное окисление меркаптанов до дисульфидов, а также окисление тяжелых сернистых соединений сложного строения. Количество общей серы перераспределяется из меркаптановой в дисульфидную, что обеспечивает необратимость очистки и полное связывание серы. Количество щелочи на первой стадии обработки и воздуха на второй стадии обработки определяется экспериментально, исходя из требуемой стехиометрии протекающих реакций и необходимого избытка реагентов для обеспечения более развитого контакта между фазами.

Повышение температуры до 40 70^oС создает условия для лучшего перемешивания и взаимодействия фаз на 1-ой и 2-ой ступенях обработки.

Проведение процесса очистки печного топлива под воздействием акустических колебаний определенной частоты, по мнению авторов, обеспечивает интенсивное перемешивание, т.к. в результате акустического воздействия на реакционную среду образуются кавитационные полости (пузырьки), на поверхностях которых протекают реакции образования меркаптидов на первой ступени и окисление меркаптидов до дисульфидов на второй ступени. Энергия акустических колебаний аккумулируется в смеси и способствует сдвигу реакций вправо, что и позволяет обеспечить требуемую степень очистки печного топлива от сернистых соединений. Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1.

В качестве исходного сырья берут фракцию печного топлива с t_н.к.=160^oC и с tк.к=250^oC с концентрацией общей серы Sобщ.0,47% масс и меркаптановой серы Srsн=0,36% масс. Печное топливо в количестве ЗООмл помещают в реактор, оборудованный источниками акустических колебаний. В реактор добавляют 0,137мл 10% масс раствора едкого натра (массовое соотношение 0,007 1). При t=55^oC реакционную смесь обрабатывают в акустическом поле с частотой колебаний 22кГц в течение 30 сек, затем отстаивают и сливают отработанный раствор щелочи, промывают топливо водой и затем подвергают обработке воздухом при 70^oС под воздействием акустических колебаний с частотой 22кГц в течение 30 сек. Расход воздуха составляет 10,4 л/мин. Массовое соотношение воздух топливо составляет 0,03:1.

Содержание общей серы составляет 0,2% масс, что ниже допустимого, содержание меркаптановой серы составляет 0,010% масс, что соответствует допустимым нормам. Печное топливо может использовано по назначению в качестве товарного продукта.

Данные по примерам 1.5 сведены в таблицу. Использование предлагаемого способа позволяет обеспечить следующие преимущества: обеспечить эффективную очистку печного топлива от сернистых соединений до содержания общей серы менее 0,3% масс, и меркаптановой серы не более О,1% масс; обеспечить возможность эффективного использования очищенного печного топлива в качестве товарного продукта.

Формула изобретения

1. Способ очистки печного топлива от сернистых соединений, включающий его обработку щелочным агентом под воздействием акустических колебаний с частотой 7,2-65 кГц, отличающийся тем, что обработку осуществляют в две ступени при температуре 40-70^oС, причем на первой ступени обработку ведут при массовом соотношении топливо (в пересчете на общую серу) и щелочь (в пересчете на щелочной металл) равном 0,007-1,14:1 соответственно, после чего отделяют щелочной раствор от топлива и последнее подают на вторую ступень, где его окисляют воздухом при массовом соотношении воздух топливо, равном 0,03-0,3 1 соответственно.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочного агента используют 10%-ный раствор едкого натра.

РИСУНКИ

Рисунок 1