Способ демеркаптанизации углеводородного сырья



Способ демеркаптанизации углеводородного сырья
Способ демеркаптанизации углеводородного сырья

 


Владельцы патента RU 2603635:

Ахмадуллин Ренат Маратович (RU)
Ахмадуллина Альфия Гариповна (RU)

Изобретение относится к способу щелочной демеркаптанизации углеводородного сырья с последующей окислительно-каталитической регенерацией насыщенного меркаптидами щелочного агента либо непосредственным окислением содержащихся в углеводородном сырье меркаптанов кислородом воздуха в присутствии щелочного агента и гетерогенного катализатора окисления сернистых соединений. Способ характеризуется тем, что в качестве щелочного агента используют водный раствор щелочи, содержащий полярные органические соединения, образующиеся за счет глубокого окисления меркаптидов при обработке меркаптидсодержащего щелочного раствора кислородом воздуха в присутствии высокоактивного гетерогенного катализатора КСМ-Х на полимерном носителе. Высокая активность применяемого катализатора КСМ-Х в процессе окислительной регенерации меркаптидсодержащего щелочного раствора и эффективность получаемого при этом щелочного агента за счет содержащихся в нем водорастворимых полярных кислородсодержащих продуктов окисления меркаптидов позволяют упростить технологию осуществления процесса демеркаптанизации углеводородов, существенно уменьшить размеры технологического оборудования, а также сократить величину капитальных и эксплуатационных затрат на его реализацию по сравнению с известными способами. 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к способам демеркаптанизации углеводородного сырья (сухих и сжиженных углеводородных газов, бензиновых и керосиновых фракций, легких нефтей, газоконденсатов, смазочных масел и т.п.) и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Известны методы очистки углеводородного сырья - бензинов, газоконденсатов от меркаптанов водными растворами щелочи, содержащими полярные органические добавки: метанол и диметилсульфоксид или диметилформамид [2], этанол и ацетон с формальдегидом [3]; либо этанол с кетоном, выбранным из группы метилэтилкетон, метилбутилкетон, ацетофенон и циклогексанон [4].

Указанные методы сопряжены с непрерывным расходованием органических растворителей и с дополнительными затратами на их отделение от очищаемого продукта и регенерацию.

Известны также методы очистки углеводородного сырья (УВС) от меркаптанов растворами щелочи, содержащими в качестве полярной органической добавки этиленгликоль в количестве 0,5-4,0 об. % [5], полиэтиленгликоль [6], с последующей каталитической регенерацией меркаптидсодержащего щелочного раствора окислением меркаптидов в дисульфиды в присутствии фталоцианиновых катализаторов.

Недостатком этих способов является загрязнение очищаемого продукта частично растворимыми в углеводородах органическими добавками и щелочью, что приводит к необходимости последующей водной отмывки демеркаптанизированного сырья и образованию соответствующих сернисто-щелочных стоков.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к предлагаемому является способ демеркаптанизации углеводородного сырья [7] извлечением меркаптанов щелочным экстрагентом с последующей окислительной регенерацией насыщенного меркаптидами экстрагента в присутствии гомогенного или гетерогенного катализатора окисления сернистых соединений, в котором в качестве щелочного экстрагента или добавки к известному экстрагенту используют продукт взаимодействия щелочи (NaOH, КОН) с кислыми примесями высококипящих углеводородных фракций (ВУФ), полученный в процессе окислительно-каталитической очистки ВУФ от меркаптанов обработкой кислородом воздуха в присутствии гетерогенного катализатора КСМ [8] по патенту РФ [9], выбранному в качестве прототипа предлагаемого способа получения щелочного агента.

Недостатком способа [7] является необходимость предварительного получения щелочного экстрагента путем взаимодействия твердой щелочи (NaOH, KOH) с кислыми примесями ВУФ в процессе его окислительно-каталитической очистки от меркаптанов по патенту [9]. Это усложняет его применение для демеркаптанизации легкого углеводородного сырья, не содержащего кислых примесей, характерных для ВУФ, и затрудняет возможность реализации данного способа в связи с необходимостью использования твердой щелочи в процессе синтеза щелочного экстрагента из кислых примесей ВУФ по патенту РФ [9].

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков. Согласно изобретению это достигается использованием для регенерации меркаптидсодержащего щелочного раствора более активного катализатора окисления сернистых соединений [1] на полимерном носителе, в состав которого входит дихлорфталоцианин кобальта и оксиды металлов переменной валентности (далее по тексту катализатор КСМ-Х), позволяющего получать эффективный щелочной агент доступным способом в самом процессе демеркаптанизации углеводородного сырья за счет более глубокого окисления содержащихся в водном растворе КОН или NaOH меркаптидов до полярных кислородсодержащих продуктов, значительно ускоряющих окисление меркаптидов, по сравнению с щелочным раствором, не содержащим таких кислородсодержащих продуктов.

В качестве полярных органических продуктов, усиливающих эффективность щелочного агента, служат образующиеся при обработке меркаптидсодержащего щелочного раствора воздухом в присутствии катализатора КСМ-Х водорастворимые продукты глубокого окисления сернистых соединений (меркаптидов и органических сульфидов), содержащихся в регенерируемом водном растворе щелочи (NaOH или КОН), по реакциям (1-9):

2RSK+0,5О2+H2O→RSSR+2KOH (1)
RSSR+1/2O2→RSOSR (2)
RSOSR+1/2O2→RSO2SR (3)
RSO2SR+1/2O2→RSO2SOR (4)
RSO2SOR+1/2O2→RSO2SO2R (5)
RSO2SO2R+H2O→RS(O)OH+RS(O2)OH (6)
ROH+RSH→RSR+H2O (7)
RSR+1/2O2→RS(O)R (8)
RS(O)R+1/2O2→RS(O2)R (9)

В таблице 1 приведен ориентировочный состав полярных кислородсодержащих продуктов глубокого окисления сернистых соединений, содержащихся в щелочном реагенте.

Указанный щелочной реагент представляет собой нерастворимый в углеводородах щелочной раствор, характеризующийся следующими физико-химическими показателями:

Внешний вид - вязкая жидкость

Цвет - красновато-коричневый

Концентрация общей щелочи, % масс, от 1 до 50

Плотность, кг/дм3, от 1,05 до 1,5

Отличительным признаком предлагаемого способа является ускорение окисления меркаптидов в присутствии щелочного агента, содержащего водорастворимые полярные кислородсодержащие продукты окисления меркаптидов, образующиеся при обработке меркаптидсодержащего щелочного раствора воздухом в присутствии высокоактивного гетерогенного катализатора КСМ-Х.

Данный отличительный признак определяет существенные отличия предложенного способа от прототипа и известного уровня техники в данной области, т.к. предложенный способ получения указанных полярных продуктов непосредственным окислением меркаптидов при регенерации щелочного раствора и их использование для ускорения процесса окисления меркаптидов в литературе не описан и позволяет, по сравнению с прототипом усовершенствовать технологию осуществления процесса демеркаптанизации углеводородного сырья, сократить капитальные затраты на демеркаптанизацию за счет уменьшения размеров используемого технологического оборудования.

Предлагаемый способ апробирован в лабораторных условиях на модельном растворе этантиола в щелочных растворах и в щелочном реагенте в присутствии гетерогенных катализаторов на полимерном носителе [10], [8], [1] и без катализатора. Ниже приведены примеры и результаты проведенных опытов.

Пример 1

Эффективность щелочного реагента, содержащего полярные кислородсодержащие продукты окисления меркаптидов и обычного щелочного раствора, не содержащего таких продуктов, оценивают по степени некаталитического окисления меркаптидной серы при следующих условиях: объем 10%-ного щелочного раствора или щелочного реагента с этилмеркаптидом натрия - 50 мл, температура опытов 40°С, время окисления - 30 мин, исходная концентрация меркаптидной серы - 0,273 мас. %. О регенерации щелочи судят по изменению остаточного содержания меркаптидной серы во времени потенциометрическим титрованием по ГОСТ 22985-90. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Из приведенных в опытах №1 и 2 табл. 2 данных видно, что предлагаемый щелочной реагент является значительно более активным по сравнению с обычным щелочным раствором и при некаталитическом окислении меркаптидной серы.

Пример 2

Эффективность окислительной регенерации меркаптидсодержащего щелочного раствора оценивают по степени окисления меркаптидной серы в присутствии водного раствора щелочи или раствора щелочного реагента, содержащего полярные кислородсодержащие продукты окисления меркаптидов, в композиции с предложенным катализатором [1] на ПЭНД (КСМ-Х) с соотношением оксида меди (II), и/или оксида марганца (IV), и/или оксида никеля (II), и/или оксида кобальта (III) к фталоцианину кобальта и/или его водонерастворимому производному дихлорфталоцианину кобальта, равным 1:1, а также в композиции с использованными в прототипе [9] катализаторами на ПЭНД: [8] (КСМ) с оптимальным соотношением двуокиси титана к фталоцианину кобальта и/или его водонерастворимому производному, равным 1:1, и катализатором [10] (КС). Условия проведения испытаний катализаторов: масса катализатора - 5 г, объем 10%-ного раствора гидроксида натрия с этилмеркаптидом натрия - 50 мл, температура опытов 40°С, время окисления - 30 мин, исходная концентрация меркаптидной серы - 0,273 мас. %. Об активности катализаторов судят по изменению остаточного содержания меркаптидной серы во времени потенциометрическим титрованием по ГОСТ 22985-90.

Составы приготовленных по примеру 1 катализаторов и результаты их испытаний на каталитическую активность в реакциях окисления меркаптидной серы приведены в табл. 2.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что степень окисления меркаптидной серы в заявленном щелочном агенте значительно выше как в присутствии заявленного гетерогенного катализатора КСМ-Х, так и использованных в прототипе [9] катализаторов КСМ или КС (см. опыты №№3-20, 21-22 и 23-30), чем в обычном водно-щелочном растворе. При этом наиболее эффективной композицией из испытанных является заявленная композиция катализатора КСМ-Х с щелочным агентом, получаемым предложенным в настоящем изобретении более доступным способом, чем в прототипе [9].

Таким образом, предлагаемый способ демеркаптанизации углеводородного сырья обладает значительно более высокими эксплуатационными характеристиками, позволяющими упростить технологию осуществления процесса демеркаптанизации углеводородов за счет ускорения процесса регенерации меркаптидсодержащего щелочного раствора или процесса окислительной дезодорации углеводородов, уменьшить размеры технологического оборудования, то есть сократить капитальные и эксплуатационные затраты на реализацию этих процессов по сравнению с известным способом по прототипу.

Источники информации

1. Патент 2529500

2. А.с. CCCP № 1694625

3. А.с. CCCP № 1583435

4. А.с. CCCP № 1579927

5. А.с. CCCP № 1773930

6. А.с. CCCP № 1268604

7. Патент 2173330

8. Патент 2110324

9 Патент 2110555

10. А.с. №1041142

Способ щелочной демеркаптанизации углеводородного сырья с последующей окислительно-каталитической регенерацией насыщенного меркаптидами щелочного агента либо непосредственным окислением содержащихся в углеводородном сырье меркаптанов кислородом воздуха в присутствии щелочного агента и гетерогенного катализатора окисления сернистых соединений, отличающийся тем, что в качестве щелочного агента используют водный раствор щелочи, содержащий полярные органические соединения, образующиеся за счет глубокого окисления меркаптидов при обработке меркаптидсодержащего щелочного раствора кислородом воздуха в присутствии высокоактивного гетерогенного катализатора КСМ-Х на полимерном носителе.



 

Похожие патенты:

Изобретение раскрывает установку нейтрализации кислых гудронов, которая содержит емкость для сырья, трубопроводы, насосы, средство для нагрева гудрона, реактор, емкость с нейтрализатором и дегидратор, при этом она дополнительно содержит датчик расхода и анализа pH и сокинг-камеру, а емкость для сырья соединена трубопроводом, снабженным насосом со средством для нагрева гудрона в виде теплообменника, выход которого соединен в свою очередь с реактором в виде кавитатора через трубопровод, снабженный датчиком расхода и анализа рН, выход которого соединен с регулятором расхода, установленным в трубопроводе, соединяющем емкость с нейтрализатором с кавитатором, выход которого соединен с входом в сокинг-камеру, а ее выход соединен с трубопроводом, снабженным насосом, с входом дегидратора внутри которого размещен змеевик для подачи пара.

Изобретение раскрывает установку для переработки кислых гудронов, которая содержит емкость для сырья, трубопроводы, насосы, средство для нагрева гудрона, реактор, емкость с нейтрализатором и сепаратор, при этом она дополнительно содержит датчик расхода и анализа pH и сокинг-камеру, а емкость для сырья соединена трубопроводом, снабженным насосом, со средством для нагрева гудрона в виде теплообменника, выход которого соединен с реактором с мешалкой через трубопровод, в котором установлен датчик расхода и анализа рН, выход датчика соединен с регулятором расхода, установленным в трубопроводе, соединяющем емкость с нейтрализатором с реактором в виде кавитацонного смесителя, выход реактора соединен со входом в сокинг-камеру, выход которой соединен посредством трубопровода, снабженного насосом, с сепаратором, выполненным в виде трехфазной центрифуги.

Изобретение относится к области очистки сырья и продуктов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств и может быть использовано для очистки легких углеводородных фракций от серосодержащих соединений.

Изобретение относится к области химической технологии очистки углеводородного газа от сероводорода и может быть использовано в нефтегазовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области очистки углеводородов от сернистых соединений и может быть использовано в нефтяной, газовой и нефтехимической отраслях промышленности.
Изобретение относится к очистке легких углеводородных фракций без применения водорода и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к нефтепереработке, а именно к способу переработки кислых гудронов. .

Изобретение относится к способам демеркаптанизации сухих и сжиженных углеводородных газов, бензиновых фракций, легких нефтей и газоконденсатов и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к области машиностроения, энергетики, химии и нефтехимии, конкретно, к области получения щелочных многокомпонентных сплавов, в частности, , используемых в качестве щелочного реагента при регенерации смазочных масел.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве нефтепродуктов. .

Изобретение относится к способу очистки некондиционного топлива от асфальтенов и сернистых соединений путем смешивания исходной топливной фракции с экстрагентом, в качестве которого используют концентрированную серную кислоту, с последующим отделением образовавшейся рафинатной фракции, обработкой ее нейтрализующим реагентом и водой.

Изобретение относится к установке для переработки кислого гудрона, содержащей реактор для крекинга нейтрализованного кислого гудрона с электрообогревателем. При этом реактор для крекинга выполнен с герметичной крышкой и снабжен термопарой, дополнительно установка содержит расходную емкость для нейтрализующего агента, расходную емкость для кислого гудрона, шестеренчатые насосы, трубопровод, реактор нейтрализации с перемешивающим устройством, с электрообогревателем и термопарой, приемники легколетучих углеводородов и воды, приемник для сбора воды и летучих углеводородов, приемник для сбора жидких углеводородов, приемник для сбора углеродсодержащего твердого остатка, приемник абгазов, при этом реактор нейтрализации установлен перед реактором для крекинга, с помощью трубопровода реактор нейтрализации соединен с расходными емкостями, с реактором для крекинга и с приемниками легколетучих углеводородов и воды, а реактор для крекинга соединен с приемником для сбора воды и летучих углеводородов, с приемником для сбора жидких углеводородов, с приемником для сбора углеродсодержащего твердого остатка, с приемником для абгазов, шестеренчатые насосы установлены между расходными емкостями и реактором нейтрализации, а также между реактором нейтрализации и ректором для крекинга.

Изобретение относится к области очистки сырья и продуктов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств и может быть использовано для очистки легких углеводородных фракций от серосодержащих соединений.

Изобретение относится к обработке жидких углеводородов для превращения кислых примесей в менее пахучие соединения. Изобретение касается способа обработки очищенного готового нефтяного продукта, содержащего меркаптаны, включающего (а) смешение очищенного готового нефтяного продукта, содержащего меркаптаны, с кислородсодержащим газом с образованием смеси и подачу этой смеси на вертикальную завесу, состоящую из вертикально висящих непористых волокон; (б) подачу водного жидкого раствора для обработки на указанную завесу, где жидкий раствор для обработки соединяется со смесью, поступающей со стадии (а), которая стекает вниз по вертикально висящим волокнам, при этом жидкий раствор для обработки получен смешением: (i) гидроксида щелочного металла; (ii) катализатора фталоцианина кобальта; (iii) или нафтеновой, или этилгексановой кислоты; (iv) одного компонента из крезола, циклогексанола, пропиленгликоля, изопропанола или крезоловой кислоты; и (v) воды.

Изобретение относится к области химической технологии очистки углеводородного газа от сероводорода и может быть использовано в нефтегазовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к подготовке нефти, в том числе очистки от сероводорода и меркаптанов, и может быть использовано в газонефтедобывающей промышленности. Изобретение касается способа включающего стадии обессоливания и очистки от сероводорода и меркаптанов путем контактирования с водными растворами щелочных агентов, окисления образовавшихся гидросульфидов и меркаптидов 0,1-1,2%-ным раствором пероксида водорода, разделения углеводородной и водной фаз, в котором водный раствор содержит 0,02-1,0% гидрооксида кальция, до 0,95% гидроксида натрия, аммиака, аминов или их смесей.

Изобретение относится к области очистки углеводородов от сернистых соединений и может быть использовано в нефтяной, газовой и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к одностадийному способу обработки углеводородов, содержащих сульфоны, в одном реакторе, изготовленном из сплава никеля. Способ включает контактирование потока углеводородов, содержащих сульфоны, с водным раствором гидроксида щелочного металла, выбранного из группы, состоящей из гидроксида натрия и гидроксида калия, в пелене из вертикально свисающих волокон, при температуре до 350°C и при давлении до 170 атм, где углеводороды и гидроксид щелочного металла реагируют с отщеплением атома серы от молекулы сульфона с образованием водной фазы, обогащенной сульфитами, и углеводородной фазы, содержащей менее 10 м.
Изобретение относится к химической и нефтеперерабатывающей промышленности Изобретение касается способа получения нефтяного пластификатора, включающего очистку масляных фракций селективными растворителями.

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.
Наверх