Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов

Изобретение относится к области очистки нефтей и нефтепродуктов, от серо-, азот- и кислородсодержащих соединений путем контактирования с неорганическим сорбентом и обработки ультразвуком, и может быть использовано в подготовке нефти к транспортировке и/или в цикле подготовки сырой нефти к переработке или очистке нефтепродуктов перед использованием. Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов включает использование сорбента в виде смеси порошков оксидов: NiO:CuO:CoO:CaO в соотношении 1,0:2,0:1,0:(0,5-0,7) массовых частей, которую перемешивают с нефтью в соотношении 1:5 при атмосферном давлении. Полученную смесь сорбента с нефтью подвергают воздействию ультразвука с частотой 22 кГц и интенсивностью 0,15 Вт/м2 при времени обработки не более 10 мин, фильтруют. Остатки нефти с сорбента смывают смесью растворителей гексан-бензол-этанол, с последующей его отгонкой при атмосферном давлении. Обработанную нефть направляют на переработку. Использованный сорбент промывают смесью растворителей бензол-диметилкетон для удаления сорбированных гетероатомных соединений. Технический результат: уменьшение содержания в нефти гетероатомных компонентов на 5,28-5,34%, снижение кинематической вязкости нефти до 50 мм2/с. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр., 2 ил.

 

Изобретение относится к области очистки нефтей и нефтепродуктов, от серо-, азот- и кислородсодержащих соединений путем контактирования с неорганическим сорбентом и обработки ультразвуком, и может быть использовано в подготовке нефти к транспортировке и/или в цикле подготовки сырой нефти к переработке или очистке нефтепродуктов перед использованием.

Известен способ очистки нефтепродуктов (керосиновой и дизельной фракций) от серосодержащих соединений [RU 2171826 С1, МПК (2000.01) C10G 25/00, C10G 25/05, опубл. 10.08.2001] посредством адсорбции в центробежном поле (во вращающемся барабане) путем совместного вращения адсорбента и исходного нефтепродукта в роторе при массовом соотношении адсорбента и нефтепродукта, которое поддерживают в пределах (1,5-2,0):1. Число оборотов вращения ротора барабана составляет 2000-2500 об/мин. Время вращения ротора 30-40 минут. В качестве адсорбента используют: силикагель марки АСК или оксид алюминия марки К-6.

Этим способом возможна переработка только нефтепродуктов, а не самой нефти.

Известен способ очистки сероводород- и меркаптансодержащей нефти [RU 2510640 С1, МПК C10G 27/04 (2006.01), опубл. 10.04.2014], включающий физическую очистку нефти от сероводорода и меркаптанов за счет концентрирования удаляемых компонентов в газовой фазе с выведением жидкого остатка в качестве товарной нефти и химическую очистку удаленных компонентов. Причем, физическую очистку осуществляют путем отдувки нефти циркулирующим газом в колонном аппарате при температуре отдувки и давлении 0,05÷0,099 МПа абс. с получением товарной нефти и газа отдувки. Химическую очистку осуществляют путем прямого каталитического окисления сероводорода и меркаптанов в газе отдувки кислородом воздуха с последующей подачей по меньшей мере части продуктов окисления на отдувку в качестве циркулирущего газа и промывкой балансовой части продуктов окисления товарной нефтью с получением очищенного газа.

Способ является многостадийным и его применение для очистки нефти ограничивается составом удаляемых соединений, а именно, только соединениями серы.

Известен способ очистки нефти и нефтепродуктов от соединений серы [RU 2394874 С1, МПК (2006.01) C10G 29/04, C10G 32/02, опубл. 20.07.2010], путем контактирования с осажденной медью на железной загрузке, отделения загрузки и последующего растворения выделенных соединений серы в растворителе и регенерации активности медного компонента загрузки и растворителя. Очистку производят в противотоке потока нефти или нефтепродуктов, подаваемого «снизу-вверх», и потока железной загрузки с осажденной медью, подаваемого «сверху-вниз». Образующуюся динамическую гетерогенную систему «жидкость-твердое» обрабатывают ультразвуком с частотой 10-25 кГц и мощностью 1-3 кВт. Массовое количество меди в загрузке к массовому количеству общей серы в нефти или нефтепродуктах варьируют в пределах: Сuв загрузке : Sобщая : (1,5-2,0):1,0. Этот способ выбран в качестве прототипа.

Данный способ может быть использован для очистки нефти с высоким содержанием серы (более 5% масс.) только от соединений серы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание способа очистки нефти не только от соединений серы, но и от других гетероатомных компонентов.

Предложенный способ очистки нефти от гетероатомных компонентов, также как в прототипе, включает обработку ультразвуком с частотой 22 кГц.

Согласно изобретению используют сорбент в виде смеси порошков оксидов: NiO:CuO:CoO:CaO в соотношении 1,0:2,0:1,0:(0,5-0,7) массовых частей, которую перемешивают с нефтью в соотношении 1:5 при атмосферном давлении. Полученную смесь сорбента с нефтью подвергают воздействию ультразвука интенсивностью 0,15 Вт/м2 при времени обработки не более 10 мин, затем фильтруют. Остатки нефти с сорбента смывают смесью растворителей гексан-бензол-этанол, с последующей его отгонкой при атмосферном давлении. Обработанную нефть направляют на переработку.

Использованный сорбент промывают смесью растворителей бензол-диметилкетон для удаления сорбированных гетероатомных компонентов.

В способе предусматривается физико-химическая очистка нефти для удаления гетероатомных соединений за счет использования неорганического сорбента сложного состава, включающего оксиды металлов и продукты их высокотемпературного взаимодействия.

Использование сорбента предложенного состава позволяет уменьшить содержание в нефти гетероатомных компонентов на 5,28÷5,34%. Кроме того, за счет уменьшения содержания гетероатомных компонентов происходит снижение кинематической вязкости нефти с 85 мм2/с до 50 мм2/с.

В таблице 1 представлены результаты очистки нефти от гетероатомных компонентов.

На фиг. 1 представлена термограмма используемого в способе сорбента до обработки нефтью, где кривая 1 отражает динамику изменения веса при нагревании, кривая 2 - разность температур между образцом и эталоном прибора (α-Al2O3), кривая 3 - тепловой поток при нагревании.

На фиг. 2 приведена термограмма используемого в способе сорбента после обработки нефтью, где кривая 1 отражает изменение веса образца при нагревании, кривая 2 - разность температур между образцом и эталоном прибора (α-Al2O3), кривая 3 - тепловой поток при нагревании.

Пример

Использовали готовые микронные порошки оксидов металлов NiO, CuO, СоО, СаО, полученные термическим разложением оксалатов в предельных углеводородах [RU 2468892 С1, опубл. 10.12.2012], которые смешали в пропорции 1,0:2,0:1,0:(0,5-0,7) массовых частей (таблица 1).

Образцы сорбента смешивали со сборной товарной нефтью в соотношении 1:5 (по массе) механическим путем и подвергали воздействию ультразвука с частотой 22 кГц и интенсивностью 0,15 Вт/м2 в ультразвуковой ванне ПСБ-4035-05 в течение времени не более 10 минут. Затем смесь отфильтровали с помощью бумажного фильтра. Обработанный сорбент после фильтрования промыли смесью растворителей гексан-бензол-этанол в соотношении 1:2:4 (по объему), отделив нефть. Затем для удаления гетероатомных соединений, сорбированных на сорбенте, промыли смесью растворителей бензол-диметилкетон в соотношении 1:2 (по объему).

После обработки сорбентом и фильтрования определяли содержание в нефти гетероатомных компонентов и ее вязкость.

Элементный состав нефти определяли с использованием CHNS-анализатора «Vario EL Cube». Идентификацию гетероатомных соединений проводили с использованием ИК- и ЯМР 1Н - спектроскопии и хроматомасс-спектрометрии. ИК-спектры регистрировали с помощью FT-IR спектрометра «Nicolet 5700» в диапазоне 4000-400 см-1. Спектры ЯМР 1Н получали с использованием ЯМР-Фурье спектрометра «AVANCE AV 300» фирмы Bruker при 300 МГц в растворах CDCl3. Хроматомасс-спектрометрический анализ осуществляли с использованием магнитного хроматомасс-спектрометра DFS фирмы «Thermo Scientific» (Германия). Кинематическую вязкость нефти определяли вискозиметром Штабингера при 20°С.

Для количественной оценки работы сорбента часть сорбента до смешения с нефтью и после фильтрования нефти с адсорбированными веществами подвергали дифференциальному термическому анализу, который проводили с использованием термоанализатора SDT Q600.

Гетероатомные соединения в исследуемой нефти представлены сложной смесью ароматических гетероциклических компонентов. В составе сернистых соединений идентифицированы бензо-, дибензо- и нафтобензотиофены и их алкилпроизводные, среди которых преобладают дибензотиофеновые структуры. Среди азотистых соединений установлено присутствие карбазола и его алкилгомологов, алкилпроизводных пиридина, хинолина и тиофенохинолина.

Исходное содержание в нефти серосодержащих соединений составляло 1,42 мас. %, азотистых - 0,34 мас. %, кислородных - 2,30 мас. %. После обработки сорбентом содержание в нефти сернистых соединений составило 0,90 мас. % (уменьшилось на 20,00%), азотистых - 1,28 мас. % (уменьшилось на 15,00%), кислородных - 2,28 мас. % (практически не изменилось). После обработки сорбентом вязкость нефти снизилась в 1,7 раза (указана кинематическая вязкость с 85 мм2/с до 50 мм2/с).

Результаты дифференциального термического анализа, полученные для образцов сорбента до и после смешивания с нефтью, представлены на фиг. 1 и фиг. 2 соответственно. Из фиг. 2 видно, что после 600°С вес уменьшился на 5,3%, т.е. сорбция на сорбенте прошла более эффективно (в 1,7 раза) в сравнении с образцом сорбента до сорбции (фиг. 1).

Технический результат изобретения заключается также в снижении вязкости нефти в 1,7 раза, что приводит к повышению производительности при транспортировке нефти по трубопроводу. Кроме того, при реализации изобретения нарабатывается товарная продукция - органические гетероатомные соединения. В способе концентрат гетероатомных соединений, удаленных с поверхности сорбента, направляют также в качестве коммерческого продукта для использования в технологиях тонкого органического синтеза.

1. Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов, включающий обработку ультразвуком с частотой 22 кГц, отличающийся тем, что используют сорбент в виде смеси порошков оксидов: NiO:CuO:CoO:CaO в соотношении 1,0:2,0:1,0:(0,5-0,7) массовых частей, которую перемешивают с нефтью в соотношении 1:5 при атмосферном давлении, полученную смесь сорбента с нефтью подвергают воздействию ультразвука интенсивностью 0,15 Вт/м2 при времени обработки не более 10 мин, затем фильтруют, остатки нефти с сорбента смывают смесью растворителей гексан-бензол-этанол, с последующей его отгонкой при атмосферном давлении, обработанную нефть направляют на переработку.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что использованный сорбент промывают смесью растворителей бензол-диметилкетон для удаления сорбированных гетероатомных соединений.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии облагораживания нефтехимического сырья экстракционным способом и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

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.

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.

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.

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.

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

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

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.

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

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

Изобретение относится к области технологических процессов и может быть использовано для интенсификации добычи тяжелого углеводородного сырья, в частности - высоковязких нефтей и природных битумов, их транспортировки.
Изобретение относится к способу получения катализатора для интенсификации добычи тяжелого углеводородного сырья. Способ заключается в том, что проводят реакцию взаимодействия при нагревании от 80 до 180°C оксида металла переменной валентности и алкилбензолсульфокислоты.
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа удаления сераорганических соединений из жидкого углеводородного топлива пропусканием через неподвижный адсорбент, в качестве которого используют γ-оксид алюминия, модифицированный оксидом цинка в количестве от 0,1 до 10,0 мас.%, или его комбинацию с другими адсорбционными материалами: γ-оксидом алюминия и/или алюмо-кобальт-молибденовым или алюмо-никель-молибденовым катализатором гидроочистки, и/или синтетическим цеолитом типа NaX или ZSM, и/или медно-цинковым адсорбентом.

Изобретение относится к агентам десульфуризации и их использованию. .

Изобретение относится к удалению бром-реакционноспособных углеводородных загрязняющих примесей из ароматических материалов посредством контактирования этих продуктов с кислотным активным катализатором.

Изобретение относится к нефтепереработке , в частности к демеркаптанизации (ДМ) светлых нефтепродуктов , и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Способ очистки нефтепродуктов от гетероатомных соединений, способ очистки нефтепродуктов от гетероатомных органических соединений кислорода, серы, фосфора и галогенидов, способ очистки нафтеновых или нафтено-ароматических нефтей или газойлей нафтеновых или нафтено-ароматических нефтей путем очистки от гетероатомных органических соединений, способ переработки отработанных масел путем очистки от гетероатомных органических соединений, способ переработки трансформаторных масел путем очистки от хлорсодержащих органических соединений // 2659795
Изобретение направлено на системы и способы обработки нефтесодержащего сырья. Способ очистки нефтепродуктов от гетероатомных соединений заключается, например, в смешивании обработанного углеводородного сырья, содержащего гетероатомы, с основанием в виде гидроксидов, содержащим элемент группы IA или IIA или их смесь при заданных температуре и давлении для отделения углеводородного продукта от гетероатомов, в качестве основания используют водные растворы гидроксида лития, натрия, калия, кальция и бария, их смеси или смеси, содержащие эти гидроксиды, смешивание углеводородного сырья, содержащего гетероатомы, с водным раствором основания проводят с подогревом в отдельной мешалке для омыления гетероатомных соединений с последующим удалением части воды, после этого углеводородный продукт закачивают в подогреваемый перегонный куб для поддержания этого продукта во взвешенном состоянии и для постепенной отгонки из него керосиновой фракции, фракции дизельного топлива, фракции трансформаторного масла и фракции масла для литиевых смазок и откачки остатка перегонки для нейтрализации, где водные растворы гидроксида лития, натрия, калия, кальция и бария, их смеси или смеси, содержащие эти гидроксиды, используют в объеме от половины стехиометрического до избыточного по отношению к стехиометрическому, смешивание углеводородного сырья, содержащего гетероатомы, с водным раствором основания проводят в отдельной мешалке с ее подогревом для удаления воды из сырья в мешалке, а для отгонки используют подогреваемый перегонный куб, который оснащают дефлегматором для отвода паров и отдельной мешалкой для снижения образования пены в кубе при отгонке паров, при этом для обогрева перегонного куба используют газовую или жидкотопливную горелку для вывода топочных газов в лабиринт под днищем перегонного куба, а оттуда - под днище мешалки.

Изобретение относится к области очистки нефтей и нефтепродуктов, от серо-, азот- и кислородсодержащих соединений путем контактирования с неорганическим сорбентом и обработки ультразвуком, и может быть использовано в подготовке нефти к транспортировке иили в цикле подготовки сырой нефти к переработке или очистке нефтепродуктов перед использованием. Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов включает использование сорбента в виде смеси порошков оксидов: NiO:CuO:CoO:CaO в соотношении 1,0:2,0:1,0: массовых частей, которую перемешивают с нефтью в соотношении 1:5 при атмосферном давлении. Полученную смесь сорбента с нефтью подвергают воздействию ультразвука с частотой 22 кГц и интенсивностью 0,15 Втм2 при времени обработки не более 10 мин, фильтруют. Остатки нефти с сорбента смывают смесью растворителей гексан-бензол-этанол, с последующей его отгонкой при атмосферном давлении. Обработанную нефть направляют на переработку. Использованный сорбент промывают смесью растворителей бензол-диметилкетон для удаления сорбированных гетероатомных соединений. Технический результат: уменьшение содержания в нефти гетероатомных компонентов на 5,28-5,34, снижение кинематической вязкости нефти до 50 мм2с. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр., 2 ил.

Наверх