Способ очистки углеводородных фракций от сероорганических соединений
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Свез Севатснна
Сациалнетнчеснна
Фееиублюк
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0304В1 (21) 3269408/23-04 с присоединением заявки М(23) Приоритет—
Опубликовано 0712В2. Бюллетень М45
Дата опубликования описания 07.1282 (Si) e Xj1 3
С 10 G 21/22
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий (53} УДК 665 ° 75 (008. 8) Ю.Е. Никитин A ° ß. Байкова, Н.Г. Вахитова, Ю.H. MyPHHos
В.С. Колосницын, В.Г. Беньковский, Н.A. Алексеева, Г.С. Сапунов, A.Ô.Ìàõoâ, Г.Г.Теляшев и P.h1. Загидуллин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Институт химии Башкирского филиала АН СССР (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ УГЛЕВОДОРОДНЬК
ФРАКЦИЙ ОТ СЕРООРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЯ
Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к технологии получения малосернистых углеводородных фракций, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Присутствие соединений серы в нефтепродуктах вызывает усиленную коррозию аппаратуры, ухудшает условия эксплуатации двигателя, снижает сроки службы оборудования, а также требует защиты окружающей среды от вредного действия окислов серы, образующихся при сжигании сернистых топлив.
Известен способ очистки углеводо-родных фракций от сероорганических соединений путем жидкостной экстракции с использованием селективных растворителей, например путем экстракции бензина водным раствором серной кислоты l1 ). Однако укаэанный способ имеет ряд технологических трудностей, связанных с регенерацией серной кислоты, смолообраэованием и т.д.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки бензинов от сероорганических соединений путем экстрактивной ректификации в присутствии растворителя — нефтяных сульфоксидов. Способ характеризуется высокой селективностью, технологичностью и легко осуществим на промышленных установкам.
Применяемый растворитель является дешевым и легко регенерируемым (2 2.
1О
Однако для высококипящих бензиновых и керосиновых фракций нефтяные сульфоксиды, применяемые в данном способе, не приемлемы иэ-за невысокой термической стабильности (t „ - 100-150 С), что ограничивает область их применения.
Кроме того, для высококипящих фракций сульфоксиды не подходят
20 также и потому, что в данном случае степень очистки недостаточна.
Цель изобретения — повышение степени очистки.
Поставленная цель достигается способом очистки углеводородных фракций от сероорганических соединений путем экстрактивной ректификации в присутствии серусодержащего растворителя, в качестве которого используют нефтяные сульфоны с молекулярной массой 240-300 при весовом соот979488 ношении исходного сырья и сульфона 1: (2-3) °
Применяемые сульфоны представляют собой органические сероокиси, имеющие функциональную сульфоновую группу, связаннув с двумя органическими радикалами. По данным структурно-групповЬго анализа они представляют собой смесь циклических сульфонов различного строения: моно-, би-, трициклоалканов, алифатических сульфонов. Эти сульфоны термически устойчивы до 300 С, не токсичны, химически стабильны. Сырьевая база для получения сульфонов велика.
Из 1 т керосино-газойлевой фракции
196-360ОС можно получить 50 кг .суль-, фонов и одновременно очистить фракцию от сероорганических соединений.
Для определения селективности нефтяных сульфонов при очистке продуктов от сероорганических соединений изучено в стандартных условиях парожидкостное равновесие для нескольких систем.
Выбор модельных соединений обусловлен тем, что сероорганические соединения бензино-керосиновых дистиллятов главным образом представлены тиофанами и тиофенами.
Равновесие жидкость - нар изучают на приборе Бушмакина при атмосфер ном давлении. Содержание серы определяют Ламповым методом. Содержание сульфонов в опытах составляет 50 об.З
Как видйо из табл. 1, вследстние специфического взаимодействия нефтяных сульфонов с тиофаном и тиофеном содержание их в паровой фазе значительно снижается, что выражается в уменьшении коэффициентов распределения серы в присутствии сульфонов
К = 0,84; 0,85, а в отсутствии соответственно К = 1,30 : 1,57.
Очистке подвергают бензины термического крекинга. В продуктах определяют содержание общей и меркаптанной серы, а также иодные числа.
В процессе очистки. сульфонами иодные числа продуктов практически не изменяются, что важно для сохранения октановых чисел бензина.
II р и м е р 1. Экстрактивная ректификация. В куб ректификациоиной колонки эффективностью 20 теоретических тарелок загружают 33,90 г раствора тиофена в гексане. Содерж& ние серы составляет 0,20%. После выхода колонки на режим в верхнюю часть ее подают нефтяные сульфоны (фракции 300-429 С), нагретые до 50=С (М.В. 240-300).
3р тинной ректификации на колонке 5
°
40
Одновременно отбирают рафинат в количестве 29,55 r, что составляет
87% от загрузки. Содержание серы в рафинате составляет 0,015% — в
13 раз меньше, чем в исходном растворе . В остатке серы содержится
1,42%.
Пример 2 . Дистиллят термического крекинга 110-228 С с содержанием серы общей 0,57%, 0,031%, иодное число 56, подвергают экстрактннной ректификации на колонке эффектинностью 10 теоретических .тарелок при соотношении продукт : сульфоны = 1 : 2. Отбирают
43% от загрузки. Содержание серы в отгоне составляет 0,11%, S язн =
= 0,008%, иодное число 49. В остатке содержание серы 0,91%, иодное число 53.
Пример 3 . В условиях опыта примера 2 дистиллят, полученный в процессе термического крекинга (80-175 С ) с содержанием общей серы
0,63% подвергают экстрактивной ректификации при соотношении продукт сульфоны 1 : 3. Отбирают 34% загрузки. Содержание серы в отгоне 0,11%, а в остатке 0,82%.
В табл. 2 представлены сравнительные данные по очистке нефтяными сульФоксидами и сульфонами днух дистиллятов бензина термического крекинга.
Очистку проводят методом экстрактеоретических тарелок. Содержание серы в исходном бензине (79-257 С) составляет: общей 0,73%, меркаптан-. ной 0,048%.
Из табл. 2 видно,. что сульфоксиды имеют некоторое преимущество перед сульфонами при очистке легких дистиллятов (до 89 С), но для дистиллятов, выкипающих выше (89-155 C), лучшие результаты получены при использовании термостабильных нефтяных сульфонов.
В табл. 3 представлены результаты по очистке продуктов от серы на колонках с различным числом тарелок.
Данные табл. 3 свидетельствуют, что увеличивая эффективность ректификационной колонки, можно добиться полной очистки нефтепродуктов от серы
Предлагаемый способ технологичем, является простым и легко осуществимым на существующих установках нефтеперерабатывающих заводов. Способ янляется безотходным (нет сточных вод), извлекаемые иэ дистиллята сероорганические соединения (в случае осуществления способа в промышленном масштабе) могут использоваться для получения сульфоксидон и сульфонов.
979488
Для регенерации сульфонов хвостовые фракции дистиллята отгоняют от сульфонов на колонке, а в случае, если конец кипения дистиллята вьаае .200 С, с помощью водяного пара.
Система (550»
0,16 0,21 0,16 0,16 0,22 0,84 1,57.О, 19 0,14 0 19 0,14 0,13 0,13 0,11 0,85 0,20 0 015 0 036 0,42 Экстрактивная ректификация на колонке 20 теоретических тарелок. Таблица 2 78-89 0,45 0,016 17 1,6 79-89 0,35 0,026 17 2,1 43 2 3 89 155 0 47 0 016 43 89-155 0,32 Таблица 3 Продукты, содержание серы,Ъ Выход,Ъ Бензин термокрекинга 110-228оС, S = 0 57 0,45 0,11 Бензин термокрекинга 35-192ОС, S = 0,58 Смесь тиофен-алкан S = 0,20 0,08 0,21 0,16 0,015 Тиофен-циклогексан Тиофен-циклогексан-нефтяные сульфоны ,Тиофан-8-октан Тиофан-и-октаннефтяные сульфоны Тиофен- гексан нефтяные сульфоны+ Сульфоны с водяными парами не перегоняются, что существенно облегчает их регенерацию. Регенерированные сульфоны могут многократно использоваться. Таблица 1 979488 Формула изобретения Составитель Н. Богданова Редактор М. Келемеы Техред Ж.Кастелевич Корректор A. Гриценко Заказ 9279/8 Тираж 524 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ очистки углеводородных фракций от сероорганических соединений путем экстрактивной ректификации в присутствии селективного серусодержащего растворителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения степени очистки, в качестве серусодержащего растворителя используют нефтяные сульфоны с молекулярной массой J4U-300 прн весовом соотношении исходного сырья и сульфона 1 : (г-з). Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вольф М.Б, Химическая стабили- зация моторных и реактивных топлив. М., "Химия", 1970, с. 267-276. 2. Авторское свидетельство СССР Р 80528, кл ° С 10 G 21/22, 1979 (прототип).
