Патент на изобретение №2235753

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии переработки нефти для получения нефтепродуктов. Способ включает ректификацию нефти в присутствии присадки, очистку легких фракций абсорбцией и разделение водной и углеводородной фаз в сепараторе. В качестве присадки, добавляемой в сырье при ректификации, используют сернисто-щелочной раствор, полученный в процессе доочистки выделяемых легких фракций нефти циркулирующим регенерируемым раствором алканоламина. Очистку легких фракций производят путем их смешения с алканоламинами в турбулентном инжекционном смесителе. При этом отработанный сернисто-щелочной раствор используют вместо свежей щелочи. Технический результат – снижение эксплуатационных затрат на переработку нефти и решение экологических проблем по защите окружающей среды за счет утилизации сернисто-щелочных стоков. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к переработке нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности для получения нефтепродуктов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ заключается в следующем.

Известен способ переработки нефти, включающий в себя очистку легких фракций, содержащих сернистые соединения, путем контактирования с раствором щелочи (Бекиров Т.М. Первичная переработка природных газов. – М.: Химия, 1987 г., с. 115). Способ позволяет получить легкие нефтяные и газоконденсатные дистилляты, а также сжиженные природные газы с содержанием сероводорода и меркаптанов менее 0.0005%.

Недостатком этого процесса является образование ядовитых сернисто-щелочных стоков, что требует больших затрат на природоохранные мероприятия.

Известен способ переработки нефти на установках атмосферно-вакуумной трубчатки с использованием в качестве антикоррозионного агента раствора щелочи, в который подается в нефть перед сырьевыми теплообменниками (РТМ 26-02-39-84. Методы защиты от коррозии и выбор материалов для основных элементов и узлов аппаратов установок подготовки и первичной переработки нефти. – М.: ВНИИНЕФТЕМАШ, 1984, с. 7, 11).

Недостатком этого способа является необходимость подачи свежего раствора щелочи, увеличивающая расходы на переработку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки нефти с использованием отработанных растворов алканоламинов в процессе переработки сырой нефти в качестве антикоррозионных присадок, разработанный фирмой Мобил Ойл Корп. (пат. США №5472638). Согласно описанию ректификация нефти в процессе переработки производится в присутствии ингибитора коррозии, который смешивается с дистиллятами ректификационной колонны и снижает уровень коррозии оборудования. Ингибитор коррозии представляет собой раствор алканоламина, использованный в процессе очистки легких фракций и содержащий продукты взаимодействия алканоламина с сероводородом, меркаптанами, углекислым газом и пр. и подвергшийся нагреву при 200-300С в течение 0.1-20 часов. В качестве оборудования, предохраняемого от коррозии, указаны трубы, запорная аппаратура, теплообменники и емкости. Причиной коррозии согласно описанию является наличие в легких дистиллятах сырой нефти сероводорода, меркаптанов, нафтеновых кислот и пр. Снижение уровня коррозии связано с нейтрализацией агентов коррозии отработанным раствором алканоламина, подвергшимся температурной обработке.

Недостатком этого способа является необходимость термической обработки использованного раствора алканоламина при температуре 200-300С в течение 0.1-20 часов с выпариванием воды для приготовления антикоррозионного агента, что усложняет процесс переработки нефти. Вышеприведенный способ переработки нефти применим в том случае, если в структуре нефтеперерабатывающего завода отсутствует установка производства серной кислоты, сырьем которой являются сернистые соединения, выделенные из циркулирующего раствора алканоламинов во время его термической регенерации. Данное обстоятельство является недостатком этого способа переработки нефти.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Изобретение направлено на решение задачи снижения затрат на переработку нефти и утилизацию сернисто-щелочных стоков, образующихся в процессе очистки легких нефтяных фракций.

Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом, который заключается в том, что при переработке нефти, включающей процесс ректификации в присутствии присадки, очистку легких фракций абсорбцией и разделение водной и углеводородной фаз в сепараторе, в качестве присадки, добавляемой в сырье колонны ректификации, используют сернисто-щелочной раствор, полученный в процессе доочистки легких фракций нефти, предварительно очищенных циркулирующим регенерируемым раствором алканоламина. Очистку легких фракций нефти алканоламинами производят путем смешения в турбулентном инжекционном смесителе. При этом за счет использования вместо свежей щелочи отработанного сернисто-щелочного раствора снижаются затраты на переработку нефти и исключаются природоохранные мероприятия по нейтрализации вредного влияния сернисто-щелочных стоков, образующихся в процессе очистки легких нефтяных фракций. Применение турбулентного инжекционного смесителя для контактирования алканоламинов и легких нефтяных фракций позволяет исключить из технологической схемы дорогостоящий абсорбер и снизить эксплуатационные затраты.

СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ

Способ переработки нефти, включающий процесс ректификации в присутствии присадки, очистку легких фракций абсорбцией и разделение водной и углеводородной фаз в сепараторе.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ

В качестве присадки, добавляемой в сырье колонны ректификации, используют сернисто-щелочной раствор, полученный в процессе доочистки легких фракций нефти, предварительно очищенных циркулирующим регенерируемым раствором алканоламина. Очистку легких фракций нефти алканоламинами производят путем смешения в турбулентном инжекционном смесителе.

Процесс переработки нефти, очищенной от воды и солей, производится в несколько стадий, включающих в себя: а) ректификацию с добавкой в сырье ректификационной колонны щелочного раствора, использованного для очистки легких фракций, б) очистку легкой фракции, содержащей углеводороды ₃-С₅, путем контактирования ее в инжекционном аппарате с циркулирующим водным раствором алканоламинов, в частности моноэтаноламина или метилдиэтаноламина, в результате чего сероводород, углекислый газ и частично меркаптаны и карбонилсульфид COS переходят в водный раствор алканоламина, в) разделение углеводородной и водной фаз в сепараторе, г) вовлечение освобожденной в стадии “в” от раствора алканоламина нефтяной фракции в инжекционный смеситель для контактирования с раствором щелочи, где она дополнительно очищается от меркаптанов, сульфидов, карбонилсульфида и других сернистых соединений, д) разделение углеводородной и водно-щелочной фазы во втором сепараторе, е) подача отработанного раствора щелочи стадии “д” в колонну ректификации стадии “а”.

Процесс хемосорбции сернистых соединений растворами алканоламинов и щелочи можно представить следующими реакциями.

1. H₂S+2R₁R₂NR₃OH=(НR₁R₂NR₃ОН)₂S

2. (НR₁R₂NR₃ОН)₂S=2R₁R₂NR₃ОН+H₂S

3. Н₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂О

4. RSH+NaOH=RSNa+H₂O

5. COS+H₂O=CO₂+H₂S

В результате взаимодействия сероводорода углеводородной фазы и алканоламина водной фазы в смесителе образуются аддукты, растворимые в воде, и сероводород переходит в водную фазу. Абсорбционная активность водного раствора алканоламина восстанавливается посредством разрушения аддукта при повышенной температуре в десорбционной колонне, при этом восстановленный раствор алканоламина направляется вновь в смеситель, а сероводород утилизируется для производства серной кислоты. Во время контактирования нефтяной фракции со щелочным раствором меркаптаны, содержащиеся в ней, взаимодействуют с гидроксидом натрия, в результате чего образуются меркаптиды натрия. В щелочной среде карбонилсульфид гидролизуется с образованием сульфида натрия.

Содержащиеся в щелочном растворе органические вещества, такие как меркаптиды натрия, сульфиды, следы алканоламинов, улучшают смешиваемость водного раствора щелочи с углеводородами нефти и соответственно облегчают взаимодействие щелочи с кислыми компонентами нефти, агентами коррозии. Сернистые соединения, присутствующие в щелочном растворе, вступают в реакцию с непредельными соединениями, присутствующим в нефти, и образуют тяжелые продукты, которые остаются в кубовых продуктах нефти, качество которых практически не ухудшается.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В колонну ректификации установки по переработке нефти, содержащей 1,0-2,5% общей серы, подается 2%-ный раствор NaOH в качестве антикоррозионного компонента. Содержание серы в легких компонентах в среднем 0,045%, скорость коррозии 0,08 мм/год.

Пример 2. В колонну ректификации установки по переработке нефти, содержащей 1,0-2,5% общей серы, подается раствор использованного в процессе очистки легких фракций 15% моноэтаноламина в качестве антикоррозионного агента. Содержание серы в легких компонентах в среднем 0,045%, скорость коррозии 0,12 мм/год. Содержание в очищенном моноэтаноламином продукте Sобщ – 450 ррm, RSH – 150 ррm, H₂S – 50 ррm.

Пример 3. Очистка от серы фракции, содержащей общей серы 2600 ррm и меркаптанов 700 ррm, производилась путем контактирования в абсорбционной колонне с 12 тарелками 15%-ным раствором МЭА, после разделения водно-аминовой и углеводородной фазы раствор алканоламина подвергался термической регенерации с получением сырья для установки производства серной кислоты. Углеводородная фаза дополнительно очищалась 10%-ным раствором щелочи NaOH, после разделения водно-щелочной и углеводородной фазы в сепараторе в нефтяной фракции содержалось 10 ррm общей серы, RSH – 5 ррm, сероводорода 1 ррм. Отработанный щелочной раствор, содержащий 3,5-4,0% свежей щелочи и 8-8,5% сульфидов и меркаптидов натрия, подавался в качестве антикоррозионного агента в ректификационную колонну установки переработки нефти. Содержание серы в легкой фракции нефти в среднем 0,045%, скорость коррозии 0.07 мм/год. Сброс сернисто-щелочных стоков исключен.

Пример 4. Очистка от серы фракции, содержащей общей серы 2600 ррm и меркаптанов 700 ррm, производилась путем контактирования в турбулентном инжекционном смесителе 15%-ным раствором МЭА, после разделения водно-аминовой и углеводородной фаз в сепараторе раствор алканоламина подвергался термической регенерации с получением сырья для установки производства серной кислоты. Углеводородная фаза дополнительно очищалась 10%-ным раствором щелочи NaOH, после разделения водно-щелочной и углеводородной фаз в сепараторе в нефтяной фракции содержалось 10 ррm общей серы, RSH – 5 ррm, сероводорода 1 ррm. Степень обессеривания 99,6%. Отработанный щелочной раствор, содержащий 3,5-4,0 свежей щелочи и 8-8,5% сульфидов и меркаптидов натрия, подавался в качестве антикоррозионного агента в ректификационную колонну установки переработки нефти. Содержание серы в легкой фракции нефти в среднем 0,045%, скорость коррозии 0,07 мм/год. Сброс сернисто-щелочных стоков исключен.

Примеры иллюстрируют эффективность применения щелочи, использованной для очистки легких нефтяных фракций, в качестве антикоррозионной присадки в процессе переработки нефти, а также эффективность двухстадийной очистки нефтяных фракций с использованием турбулентного инжекционного смесителя на первой стадии – аминовой очистки, позволяющей получать сырье для установки серной кислоты в процессе регенерации моноэтаноламина и снижающей потребление щелочи на второй стадии до минимума. При этом за счет использования в процессе переработки нефти вместо свежей щелочи отработанного сернисто-щелочного раствора снижаются затраты на переработку и исключаются природоохранные мероприятия по нейтрализации вредного влияния сернисто-щелочных стоков, образующихся в процессе очистки легких нефтяных фракций. Применение турбулентного инжекционного смесителя для контактирования алканоламинов и легких нефтяных фракций позволяет исключить из технологической схемы дорогостоящий абсорбер и снизить эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

1. Способ переработки нефти, включающий процесс ректификации в присутствии присадки, очистку легких фракций абсорбцией и разделение водной и углеводородной фаз в сепараторе, отличающийся тем, что в качестве присадки, добавляемой в сырье колонны ректификации, используют сернисто-щелочной раствор, полученный в процессе доочистки легких фракций нефти, предварительно очищенных циркулирующим регенерируемым раствором алканоламина.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистку легких фракций нефти алканоламинами производят путем смешения в турбулентном инжекционном смесителе.