Патент на изобретение №2171826
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕРАОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НЕФТИ ИЗ НЕФТЕПРОДУКТОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к способам выделения сераорганических соединений нефти из нефтепродуктов (керосиновой и дизельной фракций нефти), в частности к адсорбционным, и может быть использовано в нефтеперерабатывающих и нефтехимических отраслях промышленности. Выделение сераорганических соединений и керосиновой и дизельной фракций адсорбцией проводят в центробежном поле путем совместного вращения чистого адсорбента и исходного нефтепродукта в роторе, при этом количество адсорбента и количество нефтепродукта будет в соотношении (1,5-2,0) : 1, а вращение ротора устанавливают в пределах 2000-2500 об. /мин в течение 30-40 мин. Такое техническое решение позволяет увеличить степень выделения соединений из керосина и дизельной фракции чистыми адсорбентами в 2,5-3 раза по сравнению с известными адсорбционными способами. Эффективность способа проявляется в том, что не нужно проводить операции модифицирования и импрегнирования адсорбентов, не нужно принимать дефицитные и опасные для экологии химические вещества, количество адсорбента нужно брать в 8-10 раз меньше. 2 табл., 1 ил. Изобретение относится к способам выделения сераорганических соединений нефти из нефтепродуктов, в частности к адсорбционным, и может быть использовано в нефтеперерабатывающих и нефтехимических отраслях промышленности. Известны адсорбционные способы выделения сераорганических соединений нефти /ССН/ из нефтепродуктов – керосиновой, дизельной фракций, легких масел, основанные на жидкостной хроматографии, путем пропускания исходного нефтепродукта через неподвижный слой адсорбента, установленный в колонке. В качестве адсорбента применяют чистые силикагель, окись алюминия, активированный уголь, гипс и их смеси (Химия сераорганических соединений, содержащегося в нефтях и нефтепродуктах, М.: Изд-во АН СССР, 1959, 126 – 137; Высокомолекулярные соединения нефти, С.Р. Сергиенко, М.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1959, с. 247 – 292). Однако данными способами достигается малая степень очистки нефтепродуктов от серы – всего 30 – 35% от общего количества серы, присутствующей в исходном сырье. Это объясняется тем, что метод жидкостной хроматографии с использованием чистых адсорбентов не позволяет выделить сернистые соединения, свободные от ароматических углеводородов. Совместное выделение сернистых соединений и ароматических углеводородов связано с близостью адсорбционного сродства их по отношению к применяемым адсорбентам и обусловлено сходством строения ССН и ароматических углеводородов. Кроме того, к недостаткам относятся: 1) большой расход элюентов как в количественном (берут в 4 – 5 раз больше исходного нефтепродукта), так и в качественном (берут 3-4 элюента с разными элюирующими способностями); 2) большой расход адсорбента, количество которого превышает количество исходного нефтепродукта в 15 – 20 раз. Известны способы выделения ССН из нефтепродуктов, выкипающих в интервале температур 150 – 370oC, с помощью жидкостной хроматографии на силикагеле и окиси алюминия с повышенной избирательностью к сераорганическим соединениям. Повышение избирательности позволило увеличить степень очистки нефтепродуктов от ССН до 70% от общего содержания серы. Увеличение степени выделения ССН из нефтепродуктов достигается модифицированием и импрегнированием силикагеля и окиси алюминия ацетатом ртути, нитратом серебра, хлористым палладием, хлоридом цинка, тетрахлоридом олова. Применение данных способов в промышленности практически невозможно из-за: 1) использования дорогостоящих, дефицитных, токсичных и экологически опасных химических веществ; 2) негативного влияния данных веществ на качество самих нефтепродуктов; 3) нетехнологичности операций подготовки адсорбентов и хроматографической колонки. (А. С. СССР 1340422, C 10 G 29/06, 29.01.87; Патент РФ 2083640, C 10 G 25/00, 10.07.97). Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится способ выделения ССН из нефтепродуктов, в частности из керосина, с помощью жидкостной хроматографии с использованием адсорбента, модифицированного диметилформамидом, представляющего собой смесь активированного угля и отбеливающей глины (А.С. СССР N 419545, C 10 G 25/00, 15.03.74). Выделение осуществляется при комнатной температура в стеклянном перколяторе с высотой столба адсорбента 300 мм. Количество исходной фракции (керосина) берут к количеству смеси адсорбентов в соотношении 1:1. Данное количество керосина пропускают самотеком через неподвижный слой адсорбента, модифицированного до 10% диметилформамидом. В результате технологической операции получают адсорбат в количестве 80 – 82 вес.% и с содержанием остаточной серы от 0,05 до 0,2 вес.% а также сераароматический концентрат в количестве 15 – 17 вес.% и с содержанием серы 6,0 – 8,5 вес.%, что составляет степень выделения общей серы 70 – 90%. Данный способ также неэффективный. Во-первых, для модифицирования адсорбентов используют дорогостоящее и дефицитное химическое вещество. Во-вторых, диметилформамид оказывает негативное влияние на качество адсорбента. В-третьих, для повторного применения адсорбентов их необходимо опять модифицировать. Предлагаемое изобретение решает задачи увеличения степени выделения ССН из нефтепродуктов – керосиновой и дизельной фракций нефти – чистыми адсорбентами и повышения эффективности способа выделения. Поставленные задачи решаются тем, что адсорбционный процесс выделения ССН из керосиновой и дизельной фракций проводят в центробежном поле, путем совместного вращения чистого адсорбента и исходного нефтепродукта в роторе, при этом количество адсорбента и количество нефтепродукта берут в соотношении (1,5 – 2,0):1, а вращение ротора устанавливают в пределах 2000 – 2500 об./мин в течение 30 – 40 минут. Приведенные отличительные признаки в предлагаемом способе способствуют повышению степени выделения ССН из керосиновой и дизельной фракции нефти чистыми адсорбентами – силикагелями и окисью алюминия – до 88 – 93 вес.%. Опыты показали, что такой процент выделения происходит в результате того, что: 1 – центробежное поле способствует увеличению адсорбционного сродства у ССН к силикагелю и окиси алюминия, и это увеличение больше, чем увеличение адсорбционного сродства у ароматических углеводородов; 2 – оптимальная разница (градиент) адсорбционного сродства у ССН и ароматических углеводородов, обеспечивающая максимальное выделение ССН из данных нефтепродуктов, достигается при вращении ротора 2000 – 2500 об./мин (при вращении ротора менее 2000 об./мин степень выделения составляет не более 60 – 65%, а при вращении более 2500 об./мин степень выделения ССН увеличивается всего на 1 – 2%); 3 – время, в течение которого достигается максимальное выделение ССН при вращении ротора 2000 – 2500 об./мин, составляет 30 – 40 мин (увеличение времени вращения ротора не приводит к увеличению степени выделения ССН из нефтепродуктов); 4 – количественное соотношение адсорбента и исходного нефтепродукта, равное (1,5 – 2) : 1, рассчитано и взято с учетом сорбционных емкостей адсорбентов – у силикагеля сорбционная емкость составляет 1/5 – 1/6, а у окиси алюминия – 1/7-1/8. Предлагаемый способ выделения ССН из керосиновой и дизельной фракций адсорбцией на чистом силикагеле и окиси алюминия в центробежном поле реализуют в роторном аппарате. На чертеже представлена схема роторного аппарата, состоящая из: 1 – ротора с цилиндрической секцией и внутренней сеткой (для засыпки адсорбента); 2 – усеченного конического дна для приема нефтепродукта при заливе и приема адсорбата после окончания процесса выделения; 3 – плоской крышки с загрузочным отверстием; 4 – электропровода; 5 – регулятора оборотов вращения ротора; 6 – защитного кожуха; 7 – загрузочного устройства; 8 – клапана для слива адсорбата из конического дна 2. Размеры ротора были рассчитаны так, чтобы можно было загрузить в цилиндрическую секцию ротора 1 адсорбента в количестве 600 г, а в усеченное коническое дно 2 залить до 450 г исходного нефтепродукта. Исходными нефтепродуктами служат керосиновая и дизельная фракции прямой перегонки арланской и сургутской нефтей. В таблице 1 представлены основные физико-химические показатели нефтепродуктов. В качестве адсорбентов берут силикагель марки АСК, крупнопористый и с сорбционной емкостью 1/5 – 1/6, и окись алюминия марки К-6 с сорбционной емкостью 1/7 – 1/8. Условия проведения опыта по предлагаемому способу выделения ССН чистыми адсорбентами в центробежном поле представлены в примерах 1 – 8, а результаты опытов и результаты анализов приведены в таблице 2. Пример 1. Керосиновая фракция арланской нефти, количество 400 г, содержание общей серы 1,42 вес.%. Адсорбент – силикагель марки АСК, количество 600 г. В цилиндрическую секцию ротора 1 загружают силикагель, закрывают ротор 1 крышкой, устанавливают защитный кожух 6, включают электропривод 4 и регулятором оборотов вращения 5 устанавливают начальные обороты ротора, равные 800 – 1000 об./мин. Затем из загрузочного устройства 7 заливают в ротор керосин. После залива керосина поднимают обороты вращения ротора 1 до 2000 – 2500 об. /мин. Данные обороты держат в течение 30 – 40 мин. Затем электропривод 4 отключают. В процессе замедления вращения ротора 1 в коническое дно 2 стекает полученный адсорбат. После остановки ротора 1 устанавливают еще 10 – 15 мин времени для слива адсорбата из зоны контакта с силикагелем в коническое дно 2. Слив адсорбата из конического дна 2 осуществляют через сливной клапан 8. Силикагель с адсорбированным концентратом из ССН выгружают из цилиндрической секции, загружают в колонку для жидкостной хроматографии и элюированием удаляют концентрат ССН из силикагели. Полученные результаты и результаты анализа на плотность, показатель преломления, содержание серы в адсорбате и концентрате представлены в таблице 2. Пример 2. Керосиновая фракция сургутской нефти, количество 400 г, содержание общей серы 1,12 вес.%. Адсорбент – силикагель марки АСК, количество 600 г. Выделение ССН осуществляют аналогично примеру 1. Полученные результаты и результаты анализов представлены в таблице 2. Пример 3. Дизельная фракция арланской нефти, количество 400 г, содержание общей серы 2,04 вес.%. Адсорбент – силикагель марки АСК, количество 600 г. Выделение ССН осуществляют аналогично примеру 1. Полученные результаты и результаты анализов представлены в таблице 2. Пример 4. Дизельная фракция сургутской нефти, количество 400 г, содержание общей серы 1,68 вес.%. Адсорбент – силикагель марки АСК, количество 600 г. Выделение ССН осуществляют аналогично примеру 1. Полученные результаты и результаты анализов представлены в таблице 2. Пример 5. Керосиновая фракция арланской нефти, количество 400 г, содержание общей серы 1,42 вес.%. Адсорбент – окись алюминия марки К-6, количество 600 г. Выделение ССН осуществляют аналогично примеру 1. Полученные результаты и результаты анализов представлены в таблице 2. Пример 6. Керосиновая фракция сургутской нефти, количество 400 г, содержание общей серы 1,12 вес.%. Адсорбент – окись алюминия марки К-6, количество 600 г. Выделение ССН осуществляют аналогично примеру 1. Полученные результаты и результаты анализов представлены в таблице 2. Пример 7. Дизельная фракция арланской нефти, количество 400 г, содержание общей серы 2,04 вес.%. Адсорбент – окись алюминия марки К-6, количество 600 г. Выделение ССН осуществляют аналогично примеру 1. Полученные результаты и результаты анализов представлены в таблице 2. Пример 8. Дизельная фракция сургутской нефти, количество 400 г, содержание общей серы 1,68 вес.%. Адсорбент – окись алюминия марки К-6, количество 600 г. Выделение ССН осуществляют аналогично примеру 1. Полученные результаты анализов представлены в таблице 2. Как видно из таблицы 2, степень выделения ССН чистыми адсорбентами – силикагелем и окисью алюминия – из керосиновой и дизельной фракций нефтей предлагаемым способом в 2,5 – 3,0 раза выше, чем известными способами. Кроме того, предлагаемый способ намного эффективней прототипа и используемых аналогов. Эффективность проявляется в том, что: не нужно проводить операции модифицирования и импрегнирования адсорбентов; не нужно применять дефицитные и опасные для экологии химические вещества; количество адсорбента нужно брать в 8 – 10 раз меньше. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 09.08.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 9-2004
Извещение опубликовано: 27.03.2004
|
||||||||||||||||||||||||||
