Способ очистки нефтепродуктов от серосодержащих и ароматических углеводородов

Авторы патента:

Коботаева Наталья Станиславовна (RU)

C10G31/00 - Очистка углеводородных масел в отсутствие водорода способами, не отнесенными к другим рубрикам (перегонкой C10G 7/00)

C08G81/02 - по крайней мере один из полимеров получен реакциями с участием только ненасыщенных углерод-углеродных связей

C07C7/10 - экстракцией, т.е. очистка или разделение жидких углеводородов с помощью жидкостей

Владельцы патента RU 2666362:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) (RU)

Изобретение относится к технологии облагораживания нефтехимического сырья экстракционным способом и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Способ очистки нефтепродуктов от сульфидов полимерами включает добавление раствора полимера к раствору нефтепродукта при перемешивании, причем нефтепродукт добавляют при перемешивании к полимеру, импрегнированному селективным растворителем, таким как диметилформамид, этиленгликоль, диметилсульфоксид, фурфуриловый спирт, при массовом соотношении импрегнированный полимер:нефтепродукт 1:4÷4:1 и отделяют высадившийся импрегнированный полимер. В качестве полимера может быть выбран гелеобразный экстрагент, сшитый полимер на основе поливинилпирролидона и полиакриламида. В качестве нефтепродукта применяют дизельную фракцию. 1 табл., 1 пр.

В настоящее время для экстракции ароматических углеводородов (АУ) и серосодержащих органических соединений используют растворители, такие как сульфолан, гликоли, диметилсульфоксид, диметилформомид, N-метилпирролидон, ацетонитрил, 2-метоксиэтанол (метилцеллозольв), а также их комбинации или экстракционные системы на их основе с добавлением различных реагентов (вода, спирты, неполярные растворители). В последнее время наиболее часто используют в качестве экстрагента – N-метилпирролидон или экстракционные системы на его основе: N-метилпирролидон-диэтиленгликоль; N-метилпирролидон-вода, N-метилпиролидон-ундекан и др. [1]. Использование N-метилпирролидона обусловлено его низкой токсичностью, а также его низкой динамической вязкостью, что позволяет увеличить эффективность экстракционного процесса.

Известен состав селективного растворителя для выделения методом жидкостной экстракции из прямогонной дизельной фракции алкилдибензотиофенов и азотсодержащих соединений. Селективный растворитель представляет собой раствор ацетанилида в диметилформамиде или в диметилсульфоксиде при массовом соотношении компонентов: ацетанилид - 40-50, диметилформамид или диметилсульфоксид – остальное [2]. Массовое соотношение сырье: экстрагент составляет 1:3. Предложенный селективный растворитель позволяет снизить содержание серы в прямогонной дизельной фракции от 1,087 до 0,403 % мас., а суммарное содержание ароматических углеводородов – от 23,36 до 9,85 % мас. (при использовании диметилформамида). Недостатком способа разработки состава селективного растворителя является концентрация ацетанилида, так при содержании ацетанилида более 50 % мас. начинается его кристаллизация, а раствор с концентрацией менее 40 % мас. проявляет пониженную селективность к сере и ароматическим углеводородам.

Известен также способ выделения ароматических углеводородов из смесей с неароматическими углеводородами, который осуществляют жидкостной экстракцией или экстрактивной ректификацией селективным экстрагентом на основе гликоля, воды и растворителя. В качестве растворителя с высокой растворяющей способностью используют смесь монометиловых олигоэтиленгликолей общей формулы СН₃О(СН₂СН₂О)_mН, где m - целое число 2-8, средней молекулярной массы 175-190 [3]. Весовое соотношение сырье:экстрагент составляет 1:2. Предложенный экстрагент позволяет получить высокоароматизированный экстракт с хорошим выходом, что обеспечивает высокую степень чистоты выделяемых из экстракта индивидуальных ароматических углеводородов. Применение указанного способа создает большие объемы отработанного экстрагента, сложные процессы его регенерации, приводящие к дополнительным энергозатратам при высокой токсичности самих экстрагентов, что характеризует недостатки способа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ очистки нефтепродуктов от сульфидов полимерами, в котором к раствору нефтепродукта в гексане при перемешивании добавляют раствор полимера выбранного из группы: полипропилен хлорированный, полиметакриловая кислота, полиакриловая кислота, полиэтиленгликоль, при весовом соотношении полимер:нефтепродукт от 1:3 до 1,5:1 и отделяют высадившийся полимер [4]. Описанный способ принят за прототип изобретения.

Недостатком прототипа является выбор полимеров из указанных соединений, которые не обладают достаточной селективностью по отношению к серосодержащим органическим соединениям.

В основу предлагаемого изобретения положен принцип создания селективного экстрагента для процесса очистки нефтепродуктов от серосодержащих органических соединений (СОС) и ароматических углеводородов (АУ). Целью изобретения является очистка нефтепродуктов экстракционным методом с использованием импрегнированного селективным растворителем, сшитого полимера на основе поливинилпирролидона и полиакриламида,

Поставленная задача решается следующим образом: процесс очистки нефтепродуктов осуществляют с применением экстрагента, на основе импрегнированного сшитого полимера полученного из поливинилпирролидона и полиакриламида, обработанного заданным количеством выбранного селективного растворителя, который распределяется в порах сшитого полимера с образованием гелеобразной структуры. Селективный растворитель выбирается на основании [5], например, диметилформамид, этиленгликоль, диметилсульфоксид, фурфуриловый спирт. Получение сшитого полимера для извлечения (АУ) и (СОС) из нефтепродуктов осуществляется в ходе реакции переамидирования, для этого поливинилпирролидон (с молекулярной массой 25000-30000) и полиакриламид АК-631 марки А-155 растворяется в ледяной уксусной кислоте до полного растворения, смесь тщательно перемешивается, после чего растворитель удаляется из смеси, например, в вакуумном роторном испарителе. Полученный полимер подвергается сушке при температуре 150-160°С в течение 1-2 часов. К полученному сшитому полимеру добавляется растворитель в массовом соотношении полимер:растворитель от 1:3 до 1:10. После выдерживания полимера в выбранном растворителе, импрегнированный полимер (экстрагент) готов к использованию. К импрегнированному полимеру (экстрагенту) добавляется определенное количество нефтепродукта, при массовом соотношении импрегнированный полимер:нефтепродукт = 1:4÷4:1. Все перемешивается в течение 1÷3 часов при температуре 10÷60°С. Нефтепродукт от импрегнированного полимера (экстрагента) отделяется декантацией и проводится его анализ на содержание СОС и АУ.

Возможность извлекать АУ и СОС из нефтепродуктов с использованием селективного экстрагента (импрегнированного полимера) является значительным преимуществом, поскольку уменьшает потери дорогих селективных компонентов экстрагента (поливинилпирролидона и полиакриламида) и уменьшает энергозатраты на регенерацию.

Сущность изобретения заключается в том, что к импрегнированному полимеру добавляется определенное количество нефтепродукта, при массовом соотношении импрегнированный полимер:нефтепродукт = 1:4÷4:1. Все перемешивается в течение 1÷3 часов при температуре 10÷60°С. Нефтепродукт от импрегнированного полимера отделяется декантацией, и проводится его анализ на содержание СОС и АУ.

Пример 1. В коническую колбу помещается навеска измельченного полученного сшитого полимера и растворителя (этиленгликоля) в массовом соотношении 1:10, смесь выстаивается в течение 1 часа до гелеобразного состояния. Затем к полученному импрегнированному полимеру (экстрагенту) добавляется дизельная фракция с исходным содержанием серы 0,14 % мас. и содержанием АУ – 22 % мас., в массовом соотношении импрегнированный полимер:дизельная фракция = 1:2. Все перемешивается на мешалке в течение 2 часов при температуре 20±2°С. После чего очищенная дизельная фракция отделяется от импрегнированного полимера декантацией и проводится анализ очищенной дизельного фракции.

Содержание серы в исходной и очищенной дизельных фракциях определялось методом сжигания в лампе по ГОСТ 19121-73.

Содержание ароматических углеводородов (АУ) в исходной и очищенной дизельных фракциях определялось сернокислотным способом по ГОСТ 6994-74.

Результаты однократной экстракционной очистки дизельной фракции с использованием полученного экстрагента приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты экстракционной очистки дизельной фракции
Содержание серы, % мас.	Содержание ароматических углеводородов, % мас.
в исходном сырье	в очищенном	в исходном сырье	в очищенном
0,14	0,06	22,0	15,8

Температура экстракции 20±2°С; массовое отношение импрегнированный полимер:дизельная фракция = 1:2.

Как видно из анализа представленных в таблице 1 данных, содержание серы в очищенной дизельной фракции снизилось с 0,14 до 0,06 % мас., а содержание ароматических углеводородов с 22,0 до 15,8 % мас.

Таким образом, предложенный способ очистки нефтепродуктов от серосодержащих и ароматических углеводородов позволяет эффективно и просто произвести очистку нефтепродуктов от ароматических углеводородов и серосодержащих органических соединений с применением селективного экстрагента – импрегнированного полимера на основе сшитого полимера и растворителя, который обладает высокой селективностью и низкой токсичностью.

Источники информации

1. Гайле А.А., Залищевский Г.Д. N-метилпирролидон. Получение, свойства и применение в качестве селективного растворителя. – СПб.: Химиздат. 2005. – 704 с.

2. Патент RU2513020 «Состав селективного растворителя для выделения методом жидкостной экстракции из прямогонной дизельной фракции алкилдибензотиофенов и азотсодержащих соединений» / Обрывалина А.Н., Теляшев Р.Г., Накипова И.Г., Енгулатова В.П.

3. Патент RU №2145590 «Способ выделения ароматических углеводородов из их смесей с неароматическими» / Голубев Ю.Д., Рыбакова И.Н., Спорова Л.Г., Орехов О.В., Пирогова Н.Л., Шеин А.В.

4. Патент RU №2160302 «Способ очистки нефтепродуктов от сульфидов» / Бауэр Л.Н.

5. Гайле А.А., Колесов В.В., Чистяков В.Н., Цхведиане Ю.А., Сайфидинов Б.М. Малотоннажная переработка нефти, газа и газоконденсата. – СПб.: Химиздат. 2010. – 336 с.

Способ очистки нефтепродуктов от серы и ароматических углеводородов полимерами, включающий добавление раствора полимера к раствору нефтепродукта при перемешивании, отличающийся тем, что нефтепродукт добавляют при перемешивании к гелеобразному экстрагенту - сшитому полимеру на основе поливинилпирролидона и полиакриламида, импрегнированному селективным растворителем, при массовом соотношении импрегнированный полимер:нефтепродукт 1:4÷4:1 и отделяют высадившийся импрегнированный полимер.

Изобретение относится к технологии переработки нефтяных отходов и может быть применено в нефтедобывающей и нефтехимической промышленности для получения из отходов углеводородного сырья, а также в энергетике для получения жидких и газообразных топлив из отходов.

Установка замедленной термической конверсии мазута // 2626321

Настоящее изобретение относится к установке замедленной термической конверсии мазута, включающая блок фракционирования, оснащенный линиями вывода газа, светлых продуктов, полугудрона и линией вывода тяжелого газойля, к которой примыкает линия подачи циркулирующего остатка и на которой расположены крекинг-печь и сепаратор, оборудованный линией подачи остатка в реактор термической конверсии, оснащенный линиями подачи паров циркулирующего и балансового остатка.

Способ разделения смесей с высоким содержанием жидкофазного продукта // 2615412

Изобретение относится к массообменным процессам и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей, химической и других смежных отраслях промышленности при проведении процессов ректификации, отпарки, абсорбции и десорбции.

Способ очистки дизельного топлива от соединений серы // 2584697

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для очистки дизельного топлива с высоким содержанием различных сераорганических соединений, в том числе тиофенов, бензо- дибензотиофенов и их замещенных аналогов.

Способ переработки углеводородного сырья // 2574408

Изобретение относится к способу переработки жидкого углеводородного сырья, включающему предварительную подготовку потока сырья и дальнейшую переработку с разделением на фракции.

Нефтешламоперерабатывающий комплекс // 2550843

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для безотходной переработки эмульсионных и эмульсионно-суспензионных нефтешламов, отработанных моторных масел и т.п.

Способ удаления вторичного сероводорода из остатка висбрекинга // 2514195

Изобретение относится к области нефтепереработки и решает задачу глубокого удаления сероводорода из остатка висбрекинга. Изобретение касается способа удаления вторичного сероводорода из остатка висбрекинга, включающего ректификацию продуктов висбрекинга в основной ректификационной колонне, кубовый продукт которой охлаждают и подают на десорбцию в отпарную колонну.

Способ (варианты) удаления сероводорода, образующегося в тяжелых нефтепродуктах при их переработке // 2485166

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в нефтепереработке для удаления сероводорода из высококипящих нефтепродуктов.

Способ стабилизации и очистки нефти от сероводорода и меркаптанов // 2478686

Изобретение относится к способам подготовки нефти, а именно способам стабилизации и очистки нефти от сероводорода и легких меркаптанов. .

Применение органической соли для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья и способ увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья // 2472842

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности и может быть использовано для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья.

Композиция, способ и изделие, полученное компаундированием полиамидов с полимерами олефин-малеинового ангидрида // 2586324

Изобретение описывает компаундированный полимер, включающий (a) полиамид и (b) полимер олефин-малеинового ангидрида, полученный сополимеризацией малеинового ангидрида и олефина, выбранного из группы, состоящей из этилена, пропилена, изобутилена, бутена-1, октена, бутадиена, стирола, изопрена, гексена, додецена, додецена-1 и тетрадецена; где компаундированный полимер получают компаундированием полиамида и полимера олефин-малеинового ангидрида, где полимер олефин-малеинового ангидрида имеет молярное соотношение малеинового ангидрида к олефину от 1:10 до 10:1 и где полимер олефин-малеинового ангидрида присутствует в концентрации от 0,01% до 5,0%.

Упорядочные структуры в акриловых полимерах // 2559893

Изобретение относится к упорядоченному полимеру, клеевой композиции, включающей такой полимер, и способу получения клеевой композиции. Полимер с упорядоченной структурой включает одну или более реакционноспособных функциональных групп, включенных в выбранные блоки или участки полимера в определенных пропорциях, отличных от относительного содержания группы в других участках полимера.

Смеси, содержащие олигомерные или полимерные соединения, их получение и применение // 2541564

Изобретение относится к области строительных материалов. Смесь, пригодная для использования в качестве добавки к строительным материалам, содержит: (A) по меньшей мере одно гидравлическое связующее средство или латентное гидравлическое связующее средство; (B) по меньшей мере один сополимер, получаемый путем превращения: (α1) по меньшей мере одного этиленненасыщенного сомономера по меньшей мере с одной функциональной группой, выбранной из СООН-групп, сульфокислотных групп, нитрильных групп, гидроксиалкильных групп и аминогрупп; с (β) по меньшей мере одним олигомерным или полимерным соединением, получаемым путем превращения: (a) по меньшей мере одной этиленненасыщенной дикарбоновой или поликарбоновой кислоты или ее ангидрида или сложного эфира; с (b) по меньшей мере одним по меньшей мере трифункциональным спиртом; и (c) по меньшей мере одним соединением общей формулы I: , в которой R1 выбран из алкила с 1-4 атомами углерода, А является одинаковым или разным и выбран из алкиленов с 2-6 атомами углерода, n означает число от 4 до 40.

Способ получения носителя биологически активных соединений на основе интерполиэлектролитного комплекса // 2445118

Изобретение относится к фармацевтической области и касается способа получения носителя для биологически активных соединений на основе интерполиэлектролитного комплекса путем смешения растворов сополимера катионного характера диметиламиноэтилметакрилата, бутилметакрилата и метилметакрилата в соотношении 2:1:1, доведенного до значения рН 2,0-7,0, и геля редкосшитой полиакриловой кислоты со значением рН 2,0-7,0, в качестве растворителей используют воду, причем оба раствора перед смешением имеют одинаковое значение рН, для сополимера диметиламиноэтилметакрилата и нейтральных эфиров метакриловой кислоты и для редкосшитой полиакриловой кислоты используют 0,1 М уксусную кислоту и 0,1 М гидроокиси натрия при их определенном соотношении, и выделения конечного продукта.

Политиоэфиры с концевыми гидрокси/аминогруппами // 2429250

Изобретение относится к политиоэфирам с концевыми гидрокси/аминогруппами и к отверждаемым композициям таких политиоэфиров. .

Функционализированные эластомерные композиции // 2386646

Изобретение относится к функционализированным разветвленным олефиновым сополимерам, которые могут найти применение в термопластичных эластомерных композициях. .

Дисперсия // 2320680

Изобретение относится к дисперсиям. .

Резиновая композиция // 2254348

Изобретение относится к способу прививки полимеров на основе сопряженных диеновых мономеров к бромированным бутилкаучукам и использования этих привитых сополимеров в резиновых композициях, которые после вулканизации приобретают улучшенные физические характеристики.

Композиционные материалы, поглощающие активный кислород, и их применение в упаковочных изделиях // 2204512

Конденсационные сополимеры, поглощающие кислород, для изготовления бутылок и упаковок // 2182157

Изобретение относится к конденсационным сополимерам, способным поглощать кислород, которые могут применяться для изготовления пленок, контейнеров, упаковок, бутылок и т.п.

Способ удаления эмульсии в установке удаления аминов // 2663621

Изобретение относится к вариантам способа удаления органического амина из углеводородного потока. Один из вариантов способа включает: смешивание углеводородного потока, содержащего амин, с водной неорганической кислотой в объемном отношении углеводородный поток : водная неорганическая кислота от более чем 1,5:1 до 5:1; разделение фаз на углеводородную фазу и водную фазу; удаление углеводородной фазы; смешивание водной фазы с водным щелочным раствором; разделение фаз на водную фазу и органическую фазу и удаление органической фазы; причем водная неорганическая кислота имеет концентрацию, большую или равную 30 масс.