Способ очистки широкой фракции легких углеводородов от меркаптановых соединений и абсорбент для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2529203:

Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Пермнефтегазпереработка" (RU)

Изобретение относится к очистке широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) от меркаптановых соединений. Изобретение касается способа, в котором меркаптановые соединения взаимодействуют с водным раствором щелочи, которую предварительно смешивают с алкилбензилдиметиламмоний хлоридом, где алкил С10-C18 берут в количестве 0,001-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу. Изобретение относится также к абсорбенту для очистки широкой фракции легких углеводородов от меркаптановых соединений. Технический результат - повышение степени удаления из ШФЛУ меркаптановых соединений, в первую очередь повышенной молекулярной массы (С3 и выше). 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области очистки широкой фракции легких углеводородов - в основном С36 и более (ШФЛУ) от сернистых соединений и может найти применение при очистке ее от меркаптанов водным раствором щелочи.

Уровень техники

Известен способ удаления меркаптанов из газов и легких углеводородных фракций с помощью 10-15% водного раствора щелочи (NaOH, КОН). Образующийся в ходе взаимодействия меркаптана и щелочи меркаптид (RSNa) разлагается при нагревании раствора на щелочь и меркаптан, который выводится из системы (Технология первичной переработки нефти и природного газа: Учебное пособие для вузов. - М.: Химия, 1999. - 568 с.: ил.; Мазгаров A.M., Вильданов А.Ф., Копылов Ю.П. Ресурсы меркаптансодержащих нефтей и газовых конденсатов и особенности их переработки/УЖВХО им. Д.И.Менделеева. 1999.-Т43, №3-4, с.67-71).

Известен абсорбент для осуществления этого способа, которым является упомянутая щелочь.

Признаки известного способа и известного абсорбента, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в использования щелочи в качестве абсорбента.

Причина, препятствующая получению в известном способе и абсорбенте технического результата, который обеспечивается изобретением, заключается в низкой абсорбирующей способности щелочи, что является причиной низкой степени удаления меркаптановых соединений из ШФЛУ, низкой степени удаления из ШФЛУ меркаптанов повышенной молекулярной массы (C3 и выше).

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ, заключающийся в очистке ШФЛУ от меркаптанов водным раствором щелочи, содержащем полярные растворители - азотсодержащие компоненты (амины, амиды). Наибольший эффект достигается при содержании, в частности моноэта-ноламина (МЭА) в щелочном растворе от 40 до 60 мас.%. Оптимальное содержание МЭА - 25 мас.% (соотношение NaOH: МЭА равно 4:1) (Ахмадуллина А.Г., Мазаров A.M., Туков Г.В. Очистка легкого углеводородного сырья от меркаптанов //Новости науки и техники. - 1974. - №8, 3.).

Наиболее близким абсорбентом является упомянутый водный раствор щелочи, содержащий полярные растворители - азотсодержащие компоненты (амины, амиды).

Причина, препятствующая получению в известном способе и абсорбенте технического результата, который обеспечивается изобретением, заключается в низкой абсорбирующей способности щелочи, содержащей упомянутые полярные растворители, что является причиной низкой степени удаления меркаптановых соединений из ШФЛУ, низкой степени удаления из ШФЛУ меркаптанов повышенной молекулярной массы (C3 и выше).

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышения степени удаления из ШФЛУ меркаптановых соединений, в первую очередь повышенной молекулярной массы (C3 и выше).

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в повышении емкости и селективности водного раствора щелочи при удалении меркаптанов из ШФЛУ.

Достигается технический результат в способе очистки широкой фракции легких углеводородов от меркаптановых соединений тем, что осуществляют взаимодействие меркаптановых соединений с абсорбентом, полученным путем смешивания водного раствора щелочи с алкилбензилдиметиламмонием хлоридом, где алкил C10-C18 берут в количестве 0,001-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу.

Достигается технический результат в отношении заявленного абсорбента для очистки широкой фракции легких углеводородов от меркаптановых соединений тем, что этот абсорбент состоит из водного раствора щелочи и алкилбензилдиметиламмония хлорида, где алкил C10-C18 составляет 0,001-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу.

Осуществление изобретения

В водный раствор щелочи перед началом контакта с ШФЛУ добавляют поверхностно активное вещество (ПАВ) - алкилбензилдиметиламмоний хлорид, где алкил C10-C18 в количестве 0,001-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу.

Алкилбензилдиметиламмоний хлорид, где алкил C10-C18, представляет собой прозрачную жидкость от бесцветного до желтого цвета. Применяется как гербицид, дезинфицирующее средство, деодорант, альгецид, гидрофобизатор, антистатик, диспергатор, эмульгатор, деэмульгатор, мягчитель (Поверхностно-активные вещества: Справочник. Абрамзон и др. Л.: Химия, 1979 с.293).

Очистку ШФЛУ от меркаптанов проводят в реакторе, выполненном из нержавеющей стали и снабженном мешалкой и нагревательным элементом. Перед началом процесса в исходный водный раствор щелочи (10 мас.% NaOH) вводят упомянутое ПАВ в количестве 0,001-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу. После проведения процесса сорбции меркаптанов перемешивание отключали и при необходимости охлаждали смесь. Далее содержимое реактора переносили в делительную воронку, отделяли органический слой от водного и анализировали содержание меркаптанов в органическом слое.

Сущность изобретения (предлагаемого способа очистки ШФЛУ от меркаптановых соединений и соответствующего абсорбента) иллюстрируется примерами проведения процесса очистки, результаты которого приведены в таблицах 1 и 2 (см. ниже).

Пример 1 (для сравнения без использования ПАВ).

Очистку гексана - компонента ШФЛУ, количество которого в составе широкой фракции легких углеводородов может доходить до 50 мас.%, марка «B») (ТУ 38.101524-93. Фракция широкая легких углеводородов. Технические условия) и ШФЛУ (смеси, содержащей в своем составе углеводороды C3-C6+) от меркаптанов проводили в реакторе объемом 1 л водным раствором щелочи (10 мас.% NaOH) при температуре 40°C. Продолжительность перемешивания составляла 25 минут. Скорость вращения мешалки 500 об/мин. Объем очищаемой углеводородной массы составлял 150 мл, объем водного (10% мас.) раствора NaOH составлял 150 мл. Количество растворенных меркаптанов в углеводородной фазе (исходное) равнялось 0,475 мас.% в гексане и 0,192 мас.% в ШФЛУ. В качестве углеводородной фазы использовали ШФЛУ (смесь углеводородов C3-C6+) и компонент ШФЛУ - гексан, в качестве меркаптана - амилмеркаптан (одно из наиболее трудноудаляемых меркаптановых соединений). После проведения процесса хемосорбции содержимое реактора переносили в делительную воронку, отделяли органический слой от водного и анализировали содержание меркаптана в органическом слое.

Пример 2.

В условиях примера 1 очистку гексана и ШФЛУ от меркаптанов (амил-меркаптана) проводили в присутствии ПАВ алкилбензилдиметиламмоний хлорид, где алкил C10-C18, в количествах 0,0005-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу.

Пример 3.

В условиях примера 1 очистку гексана и ШФЛУ от меркаптанов (амил-меркаптана) проводили в присутствии ПАВ алкилбензилдиметиламмоний хлорид, где алкил C10-C18, в количестве 0,1 мас.% в расчете на углеводородную фазу в течение 0,5; 1; 5; 15; 20; 25 минут.

Пример 4.

В условиях примера 1 очистку гексана и ШФЛУ от меркаптанов (амил-меркаптана) проводили в присутствии ПАВ алкилбензилдиметиламмоний хлорид, где алкил C10-C18, в количестве 0,1 мас.% в расчете на углеводородную фазу в течение 15 минут при температурах 20, 30, 40, 45, 50, 55°C.

Как видно из таблиц 1 и 2, остаточное содержание меркаптанов в углеводородной фазе, требуемое время хемосорбции, а также необходимая температура ниже при введении в водный раствор щелочи ПАВ алкилбензилдиметиламмоний хлорид, где алкил C10-C18, в количестве 0,001-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу.

Количественные пределы использования ПАВ определяются тем, что при добавлении его в водный раствор щелочи в количестве менее 0,001 мас.% в расчете на углеводородную фазу оно практически не оказывает влияния на процесс удаления меркаптанов, а в количествах более 0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу не дает дополнительного положительного влияния на процесс очистки, а приводит к дополнительному перерасходу реагента.

Таким образом, использование предлагаемого способа очистки ШФЛУ от меркаптанов водным раствором щелочи, содержащим ПАВ алкилбензилдиметиламмоний хлорид, где алкил C10-C18, в количестве 0,001-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу, обеспечивает следующие технико-экономические преимущества (при оптимальном содержании ПАВ):

- более высокую степень удаления меркаптановых соединений из ШФЛУ, а именно: высокомолекулярных (C3 и выше, в частности амилмер-каптанов в 4,6 раза);

- снижение времени хемосорбции (в 1,6 раза):

- снижение температуры хемосорбции (с 40-45°C до 30°C) без снижения степени удаления меркаптанов.

Таблица 1
Результаты проведения очистки компонента ШФЛУ - гексана от меркаптанов (алкилмеркаптана) согласно предлагаемого способа (исходное количество растворенных меркаптанов в углеводородной фазе равнялось 0,474 мас.%)
№ Примера Кол-во вводимого ПАВ, мас.% в расчете на углеводородную фазу Время контакта фаз, мин. Температура, °C Остаточное содержание меркаптанов в углеводородной фазе, мас.%
1 2 3 4 5
1 0 25 40 0,128
2 0,0005 25 40 0,129
2 0,001 25 40 0,115
2 0,005 25 40 0,108
2 0,01 25 40 0,100
2 0,92 25 40 0,091
2 0,04 25 40 0,084
2 0,08 25 40 0,072
2 0,09 25 40 0,042
2 0,1 25 40 0,028
2 0,11 25 40 0,039
2 0,12 25 40 0,041
2 0,15 25 40 0,045
2 0,2 25 40 0,046
3 0,1 25 40 0,028
3 0,1 20 40 0,028
3 0,1 15 40 0,028
3 0,1 10 40 0,056
3 0,1 5 40 0,071
3 0,1 1 40 0,078
3 0,1 0,5 40 0,080
4 0 15 20 0,135
4 0 15 30 0,130
4 0 15 40 0,128
4 0 15 45 0,128
1 2 3 4 5
4 0 15 50 0,129
4 0 15 55 0,140
4 0,1 15 20 0,032
4 0,1 15 30 0,028
4 0,1 15 40 0,028
4 0,1 15 45 0,028
4 0,1 15 50 0,030
4 0,1 15 55 0,035
Таблица 2
Результаты проведения очистки ШФЛУ (смесь углеводородов C3-C6+) от меркаптанов (алкилмеркаптана) согласно предлагаемого способа (исходное количество растворенных меркаптанов в углеводородной фазе равнялось 0,192 мас.%)
№ Примера Кол-во вводимого ПАВ, мас.%) в расчете на углеводородную фазу Время контакта фаз, мин. Температура, °C Остаточное содержание меркаптанов в углеводородной фазе, мас.%)
1 0 25 40 0,065
2 0,01 25 40 0,052
2 0,04 25 40 0,040
2 0,1 25 40 0,012
2 0,15 25 40 0,023
3 0,1 20 40 0,013
3 0,1 15 40 0,015
3 0,1 10 40 0,031
4 0 15 20 0,069
4 0 15 30 0,067
4 0 15 40 0,064
4 0 15 50 0,065
4 0,1 15 20 0,016
4 0,1 15 30 0,012
4 0,1 15 40 0,012
4 0,1 15 50 0,015

1. Способ очистки широкой фракции легких углеводородов от меркаптановых соединений путем взаимодействия меркаптановых соединений с абсорбентом, полученным путем смешивания водного раствора щелочи с алкилбензилдиметиламмонием хлоридом, где алкил C10-C18 берут в количестве 0,001-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу.

2. Абсорбент для очистки широкой фракции легких углеводородов от меркаптановых соединений, состоящий из водного раствора щелочи и алкилбензилдиметиламмония хлорида, где алкил C10-C18 составляет 0,001-0,15 мас.% в расчете на углеводородную фазу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу экстракции ароматических углеводородов из катализата риформинга, включающему смешение исходного сырья с селективным растворителем, разделение рафинатной и экстрактной фаз с последующей регенерацией растворителя, получение экстракта - концентрата ароматических углеводородов.

Изобретение относится к деазотированию дизельного топлива. .
Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано при получении малосернистого дизельного топлива, которое находит все большее использование в России и в Европе.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в нефтепереработке. .
Изобретение относится к способу извлечения окисленных сернистых соединений, в частности сульфоксидов и сульфонов, из смеси с углеводородами и сернистыми соединениями, путем обработки смеси экстрагентом при массовом соотношении сырье : экстрагент от 1:1 до 1:7 и температуре от 30 до 70°С.

Изобретение относится к области переработки углеводородного сырья путем деасфальтизации. .

Изобретение относится к экстракционным способам очистки нефтей от сернистых соединений. .

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для деасфальтизации тяжелых углеводородных фракций. .
Изобретение относится к очистке легких углеводородных фракций без применения водорода и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к нейтрализатору сероводорода, включающему гемиформаль(и) низшего алифатического спирта. .

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к переработке кислых гудронов. .

Изобретение относится к способу очистки углеводородных фракций от сернистых соединений и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу и аппарату для удаления органических сернистых соединений из потока, содержащего углеводороды. .

Изобретение относится к способам подготовки нефти к транспорту и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при подготовке сернистых нефтей и газоконденсатов с высоким содержанием сероводорода и меркаптанов.

Изобретение относится к способам первичной переработки нефти для очистки от сероводорода и меркаптанов и может быть использовано в газо-нефтедобывающей промышленности.
Изобретение относится к способам очистки нефти, газоконденсата и их фракций от сероводорода с применением химических реагентов-нейтрализаторов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтегазоперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к технологии переработки нефти для получения нефтепродуктов. .
Изобретение относится к способам очистки нефти, газоконденсата их смесей, водонефтяных эмульсий от сероводорода и может быть использовано в нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности для дезодорирующей очистки сероводород- и меркаптансодержащих нефтей.

Изобретение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при подготовке сероводородсодержащих нефтей. Изобретение касается способа подготовки сероводородсодержащей нефти и включает очистку нефти от сероводорода путем подачи 40-60% от общей массы очищаемой нефти - 1-й поток на сепарацию с последующим окислением сероводорода кислородом воздуха. После окисления сероводорода поток нефти подают в сепаратор высокого давления. Устанавливают дополнительный узел десорбционной очистки, в который подают 40-60% от общей массы очищаемой нефти - 2-й поток. Для отдувки сероводорода из нефти в дополнительный узел десорбционной очистки подают газ с сепаратора высокого давления. После очистки потоки нефтей смешивают и направляют в сепаратор низкого давления. Смесь газов с сепаратора низкого давления и узла десорбционной очистки применяют для нагрева нефти. Технический результат - повышение качества товарной нефти путем доведения концентрации хлористых солей до первой группы ГОСТ Р 51858-2002 - ниже 100 мг/дм3 при сохранении эффективности ее очистки от сероводорода, а также снижение расхода водно-щелочных или водно-аммиачных растворов фталоцианиновых катализаторов. 1 ил., 1 табл., 9 пр.
Наверх