Способ переработки кислых гудронов

Авторы патента:

C10G19/08 - регенерация использованных агентов очистки

Использование: нефтепереработка. Сущность: кислый гудрон отбирают из кислогудронного пруда, подогревают за счет смешения с теплоносителем - нефтяным топливом, подогретым до температуры 86-95°С, в количестве 0,5-5 объема на 1 об.ч. кислого гудрона, смешивают с составом для нейтрализации на основе окисей, гидроокисей или углекислых солей металлов I-II групп Периодической системы элементов (натрия, калия, магния, кальция), мазута и модификатора синтетических жирных кислот фракции С₆-С₂₂, имеющего размер частиц в пределах 25-50 мкм. Затем проводят процесс нейтрализации при температуре 60-85°С в течение 6-8 ч, с дальнейшим расслоением продукта на жидкую и твердую фазы. Жидкая фаза является готовой продукцией; твердую фазу утилизируют. Технический результат: повышение качества готового продукта. 5 табл., 1 ил.

Изобретение относится к нефтепереработке, а именно к способу переработки кислых гудронов. Полученные после переработки нефтепродукты используют как сырье для производства битума и в качестве нефтяного топлива.

Кислые гудроны - один из основных отходов нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Они образуются при очистке смазочных и медицинских масел, светлых нефтепродуктов, флотоагентов и сульфатных присадок.

Кислые гудроны представляют собой смолообразные высоковязкие массы различной степени подвижности, содержащие разнообразные органические соединения, связанную и свободную серную кислоту, золу и воду. На предприятиях нефтехимии и нефтепереработки образуется 250-300 тыс.т кислых гудронов в год. Их складывают в прудах-накопителях - кислогудронные пруды, которые занимают огромные площади. Эти пруды являются активными источниками загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы. В кислогудронных прудах с течением времени образуется три слоя: верхний - масло, пригодное непосредственно для применения как компонент котельного топлива, средний - кислая вода и придонный - кислый гудрон, который и является объектом для переработки.

Кислый гудрон имеет широкий спектр фракции, хотя большая часть его выкипает до температуры 360° С (ХТТМ 1981 №5 с.39-40). Известны способы переработки кислого гудрона, например, высокотемпературным расщеплением, основанном на реакции термической диссоциации триоксида серы

O₂, С

H₂SO₄ SO₂+SO₃+CO

SO₃ +СO₂ SO₂+СО

При достижении определенной температуры 810-1200° С органическую часть кислых гудронов сжигают. Диоксиды серы используют для получения бисульфита натрия, безводного сульфата натрия, разбавленной серной кислоты (Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов. Под ред. Гуреева А.А. и др. - М., Химия, 1978, с.424).

Однако существенным недостатком этих процессов является сильная коррозия отдельных аппаратов, большие сложности при нагреве, перемешивании, транспортировке продуктов. Широкое применение в процессах переработки кислых гудронов нашел способ утилизации кислых гудронов на установке "Бомаг" (Технологический регламент по ликвидации прудов-накопителей кислого гудрона - установка "Бомаг" на ОАО "Славнефть - ЯНПЗ им. Д.И.Менделеева, сентябрь, 1999 г.). Кислые гудроны из пруда-накопителя отбирают ковшом экскаватора, выгружают на заранее подготовленную площадку открытого грунта, перемешивают специальным устройством с порошкообразной гидроокисью кальция с получением малоподвижной высоковязкой щелочной массы, пригодной только для захоронения. Основные недостатки способа - периодичность, полное отсутствие процесса автоматизации, неквалифицированное использование нефтепродукта. Известен также способ переработки кислых гудронов для производства дорожного битума (А.С. №617937, 15.01.1979; SU 929694 A, 23.05.1982; JP 51-111207 В, 01.10.1976). Способ включает отбор кислого гудрона из пруда-накопителя насосом, закачкой его в отстойник для отстоя воды при обогреве паром с давлением 0,4 МПа, после отстоя воды гудрон автоцистернами перевозится на установку, а вода сливается в пруд. На установке нагретый до температуры 35° С кислый гудрон шестеренным насосом подается в нейтрализатор, снабженный электричеством и перемешивающим устройством. Сверху в нейтрализатор поступает гидроокись кальция. Нейтрализацию кислого гудрона проводят при температуре 90-95° С в течение 6-8 ч. Для увеличения массообмена в нейтрализатор поступает сжатый воздух, после отгона воды полученная масса идет на производство битума. Недостатки способа - периодичность, малая эффективность процессов тепло- и массообмена, большой избыток гидроокиси кальция.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ переработки кислых гудронов (RU 2183655 А от 20.06.2002 г. прототип). Этот способ выбран нами в качестве прототипа.

Способ включает отбор кислого гудрона из кислогудронного пруда, подогрев продукта за счет теплообмена при перемешивании с теплоносителем - горячим кислым гудроном, до температуры 60-85° С с последующей нейтрализацией - перемешиванием при температуре 60-85° С с составом на основе гидроокисей или углекислых солей щелочных или щелочно-земельных металлов I-II группы Периодической системы элементов (натрия, калия, кальция, магния) и нефтепродукта в присутствии 0,3-0,7 мас.% синтетических жирных кислот, имеющий степень дисперсности (размер частиц) 25-50 мкм, в течение 6-8 ч с дальнейшим расслоением нейтрального продукта на жидкую и твердую фазу. Необходимо отметить, что по мере увеличения глубины отбора кислого гудрона из кислогудронного пруда (придонный слой более трех метров) структурно-реологические свойства изменяются в сторону резкого повышения динамической и кинематической вязкости, появляется явление тиксотропии, причем эти явления сохраняются и при нагреве кислого гудрона до температуры 60-85° С. При проведении процесса нейтрализации такого продукта возникают технологические трудности: происходит нарастание твердой фазы на мешалке, ухудшаются условия нейтрализации: даже после 8 ч перемешивания наблюдается наличие свободной кислоты и свободной щелочи, возникают сложности и при разделении жидкой и твердой фазы.

С целью улучшения структурно-реологических свойств продукта в процессе нейтрализации и условий разделения на твердую и жидкую фазы (снижение кинематической и динамической вязкости, исключение возникновения явления тиксотропии), повышения качества готовой продукции - жидкой фазы нами разработан способ переработки кислых гудронов.

Указанная цель достигается тем, что после отбора кислого гудрона из кислогудронного пруда его смешивают с нагретым до температуры 86-95° С нефтяным топливом в объемном соотношении 0,5-5:1 нефтяного топлива к объему кислого гудрона, далее проводят процесс нейтрализации в реакторе с перемешивающим устройством в присутствии состава на основе гидроокисей или углекислых солей щелочных или щелочно-земельных металлов I-II групп Периодической системы элементов (натрия, калия, кальция, магния) нефтяного продукта и синтетических жирных кислот фракции С₆-С ₂₂, имеющих степень дисперсии 25-50 мкм, при температуре 60-85° С в течение 6-8 часов с дальнейшим разделением нейтрализованного продукта на жидкую и твердую фазу.

Способ переработки кислого гудрона описан в следующих примерах.

Пример 1. Отобранный из кислогудронного пруда (глубина 3,5 м) (см. чертеж) кислый гудрон (ковшом экскаватора, шестеренным насосом, из кессонной камеры) направляют в резервуар (4), частично заполненный подогретым до температуры 86° С нефтяным топливом - мазутом (используются горячие дымовые газы) в объемном соотношении мазута к кислому гудрону 2:1. После установления температуры 65° С ведут интенсивное перемешивание продукта в течение 5 ч. Смесь анализируют и направляют в реактор (6) с перемешивающим устройством в количестве 2,5 м³/ч, куда поступает состав для нейтрализации в количестве 0,6 м³/ч. Компоненты состава взяты в следующих соотношениях, мас.%:

Сода 15

Нефтяное топливо 84,5

Синтетические жирные кислоты С₁₀-С₁₃ 0,5

Состав готовят следующим образом: в аппарате с перемешивающим устройством фрезой, имеющим 960 об/мин, загружают 600 кг нефтяного топлива, 90 кг соды и 3,5 кг синтетических жирных кислот С₁₀-С₁₃. Диспергирование осуществляют в течение 2 ч при температуре 80° С до степени дисперсности 35 мкм. Степень дисперсности определяют по Гриндометру (прибор “Клин”). Процесс нейтрализации проводят в резервуаре при температуре 85° С в течение 7 часов, далее продукт поступает в отстойник (8), где его разделяют на жидкую и твердую фазы. Жидкую фазу отправляют на склад (12) готовой продукции.

Опыт повторили, определяя предельные и запредельные значения соотношения нефтяного топлива к кислому гудрону. Опыт повторили, используя различные типы нефтяного топлива.

Данные приведены в таблице 1. Предварительно нами были проанализированы кислые гудроны, отобранные на различных глубинах пруда №2 в условиях Ярославского нефтеперерабатывающего завода им. Д.И.Менделеева.

В таблице 2 они обозначены как А, Б, В, Г на соответствующей глубине 3,5, 4, 4,5, 5,5 м. Данные по качеству этих гудронов приведены в таблице 2, которые подтверждают резкое изменение характеристик по вязкостным показателям.

В таблице 3 приведены характеристики нефтяного топлива, применяемого в качестве теплоносителя при нагреве кислого гудрона.

Пример 2. Для контроля опыт повторили, используя для теплообмена нагретой до температуры 95° С кислый гудрон типа А. Данные приведены в таблице 1, примеры 2,4.

Необходимо отметить, что в предложенном способе используют гудрон, отобранный с глубины кислогудронного пруда большей, чем 3 м, что приводит при его переработке к резкому ухудшению свойств готовой продукции, как показано в примерах 2 и 4 таблицы 1, вязкость продуктов возрастает до величины 800-1000 сСт, что затрудняет ее использование. В таблице 1 приведены также данные по определению предельных и запредельных значений объемных соотношений мазута и кислого гудрона. Как следует из анализа данных, при объемном соотношении мазута к кислому гудрону меньших чем 0,5 (пример 6-0,4), кроме образования комком на мешалке (визуальное наблюдение не приведено в таблице), резко увеличивается кинематическая вязкость смеси, что ухудшает качество готовой продукции - жидкой фазы, а увеличение соотношения более 5 (пример 12 - 5,5) не изменяет свойств готовой продукции.

В таблице 4 приведены дополнительные данные с применением всех марок мазута согласно ГОСТ 10585-99 в смесях с кислым гудроном, отобранным с глубины 4, 4,5, 5,5, 3,5 м при различных соотношениях мазута и гудрона, и дана их полная характеристика. По сравнению с исходным кислым гудроном с глубины 3,5, 4, 4,5, 5 м свойства (характеристики) смесей, не влияющих на структурно-реологические показатели (кинематическую вязкость, образование комком и явление тиксотропии), такие как содержание свободной кислоты, воды, золы, органических веществ, изменяются аддитивно; в то же время изменение вязкости, образование комком, структурно-реологические свойства отличаются от среднего арифметического значения соответствующей суммы объемов, что подчеркивает новый неожиданный эффект использования (мазута) нефтяного топлива, нагретого до температуры 86-95° С для смешения с кислым гудроном (теплоноситель). Добавляем, что подогрев мазута осуществляется горячими дымовыми газами по известному способу.

Условия опыта 1 повторили, но в качестве нефтяного топлива использовали керосин, дизельное топливо, тяжелый газойль, экстракт газойля каталитического крекинга.

Данные по нагреву, процессу нейтрализации, расслоению и характеристике жидкой фазы приведены в таблице 5.

Как следует из анализа данных таблицы 5, при использовании в качестве теплоносителя керосина, дизельного топлива, тяжелого газойля, экстракт газойля каталитического крекинга (нефтяное топливо, отличное от мазута) в способе переработки кислого гудрона, полученная жидкая фаза имеет высокую чистоту и низкую вязкость (механические примеси находятся в пределах 0,9-2,1 мас.%, а кинематическая вязкость в пределах 16-35 сСт при температуре 50° С).

Формула изобретения

1. Способ переработки кислого гудрона, включающий отбор кислого гудрона из кислогудронного пруда, подогрев кислого гудрона за счет перемешивания с теплоносителем, смешение полученного продукта с составом для нейтрализации на основе гидроокисей, углекислых солей металлов 1-11-й групп Периодической системы элементов (натрия, калия, магния, кальция), нефтепродукта и модификатора синтетических жирных кислот фракции С₆-С₂₂, имеющего размер частиц 25-50 мкм, проведение процесса нейтрализации при температуре 60-85°С в течение 6-8 ч и дальнейшее расслоение продукта на жидкую и твердую фазы, откачку жидкой фазы на склад и утилизацию твердой фазы, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют нефтяное топливо, которое подогревается горячими дымовыми газами до температуры 86-95°С, взятое в объемном соотношении нефтяное топливо: кислый гудрон 0,5-5:1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нефтяного топлива используют мазут.

РИСУНКИ

Изобретение относится к способам демеркаптанизации сухих и сжиженных углеводородных газов, бензиновых фракций, легких нефтей и газоконденсатов и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей и нефтехимической отраслях промышленности

Способ изготовления щелочного реагента для регенерации смазочного масла // 2140463

Изобретение относится к области машиностроения, энергетики, химии и нефтехимии, конкретно, к области получения щелочных многокомпонентных сплавов, в частности, , используемых в качестве щелочного реагента при регенерации смазочных масел

Аппарат для разложения щелочных отходов, полученных при очистке нефтяных фракций аммиачной водой // 2115694

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве нефтепродуктов

Способ регенерации отработанного щелочного раствора, содержащего сернистые соединения // 1796659

Способ выделения низкокипящих меркаптанов из высокосернистого газоконденсата // 1490124

Способ регенерации отработанного меркаптидного щелочного раствора // 707951

Способ выделения нафтенатов // 210307

Способ очистки топлива, получаемого из сернистых и высокосернистых нефтей, 01 серы // 197067

Способ экстрагирования неомыляемых из щелочных отбросов // 50609

Электромагнитный измерительный прибор // 32052

Способ очистки легких углеводородных фракций // 2492213

Изобретение относится к очистке легких углеводородных фракций без применения водорода и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности

Способ очистки легкого углеводородного сырья от карбонилсульфида // 2540121

Изобретение относится к области очистки углеводородов от сернистых соединений и может быть использовано в нефтяной, газовой и нефтехимической отраслях промышленности. Изобретение касается способа очистки легкого углеводородного сырья от карбонилсульфида путем его разложения в углеводороде щелочным реагентом с последующим отделением насыщенного сульфидными соединениями щелочного реагента и его окислительной регенерацией обработкой кислородом воздуха в присутствии катализатора окисления сернистых соединений. В качестве щелочного реагента используют промотор, содержащий водный раствор щелочи (NaOH, KOH) и водорастворимые полярные органические соединения, образующиеся при обработке продуктов взаимодействия щелочи с кислыми примесями углеводородных фракций кислородом воздуха в присутствии катализатора на полимерной основе. Окислительную регенерацию щелочного реагента, насыщенного сернистыми соединениями, ведут обработкой кислородом воздуха при температуре 30-80°С и давлении до 3,0 МПа в присутствии катализаторов на полимерном носителе, при этом указанный щелочной реагент (промотор) имеет общую щелочность не менее 5 мас.% и содержание водорастворимых полярных соединений и кислых примесей в нем составляет не менее 1,7 мас.%. Технический результат - повышение степени очистки сжиженных углеводородных газов, в частности пропан-пропиленовой фракции, от карбонилсульфида (COS). 2 табл.

Способ очистки от сероводорода газов разложения с установки атмосферно-вакуумной или вакуумной перегонки нефти // 2544993

Изобретение относится к области химической технологии очистки углеводородного газа от сероводорода и может быть использовано в нефтегазовой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа очистки от сероводорода газов разложения с установки атмосферно-вакуумной или вакуумной перегонки нефти, включающий сжигание в печи газов разложения, образующихся от нагрева мазута. Газы разложения из вакуумсоздающей системы многоступенчатого пароэжекторного типа после конденсатора холодильника и (или) первой ступени эжектирования и (или) других ступеней эжектирования поступают в барометрическую емкость и далее в абсорбер, в который на орошение контактных устройств подают регенерированный абсорбент, при этом в абсорбере поддерживают давление 1,01-1,05 кгс/см2, после абсорбции насыщенный абсорбент с содержанием сероводорода 0,1-5,0% масс. выводят из абсорбера на регенерацию, которую проводят либо в пределах установки, либо на установках облагораживания или очистки от примесей прямогонных дистиллятов или иных продуктов, очищенные газы разложения из абсорбера поступают на сжигание в печь нагрева мазута перед вакуумной колонной. Технический результат - очистка от сероводорода газов разложения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Способ очистки углеводородных фракций от серосодержащих соединений // 2556634

Изобретение относится к области очистки сырья и продуктов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств и может быть использовано для очистки легких углеводородных фракций от серосодержащих соединений. Изобретение касается способа очистки углеводородных фракций от серосодержащих соединений, в котором углеводородные фракции очищают путем их смешения с аммиачной водой, разделяют сепарацией полученную смесь на очищенные углеводородные фракции и отработанную аммиачную воду, которую регенерируют, после чего подают ее на очистку углеводородных фракций. Регенерацию отработанной аммиачной воды осуществляют путем ее очистки от серосодержащих соединений, ректификации с получением очищенной сточной воды и газообразного выходного продукта, направляемого в скруббер, получения в скруббере очищенного газообразного аммиака, который подвергают абсорбции очищенной сточной водой в емкости для абсорбции аммиака с получением регенерированной аммиачной воды. Технический результат - повышение экологической безопасности процесса очистки углеводородных фракций, простота и надежность утилизации отработанной аммиачной воды. 2 ил.

Установка для переработки кислых гудронов // 2588124

Изобретение раскрывает установку для переработки кислых гудронов, которая содержит емкость для сырья, трубопроводы, насосы, средство для нагрева гудрона, реактор, емкость с нейтрализатором и сепаратор, при этом она дополнительно содержит датчик расхода и анализа pH и сокинг-камеру, а емкость для сырья соединена трубопроводом, снабженным насосом, со средством для нагрева гудрона в виде теплообменника, выход которого соединен с реактором с мешалкой через трубопровод, в котором установлен датчик расхода и анализа рН, выход датчика соединен с регулятором расхода, установленным в трубопроводе, соединяющем емкость с нейтрализатором с реактором в виде кавитацонного смесителя, выход реактора соединен со входом в сокинг-камеру, выход которой соединен посредством трубопровода, снабженного насосом, с сепаратором, выполненным в виде трехфазной центрифуги. Технический результат заключается в получении кислых гудронов, пригодных для использования в качестве сырья для производства битума и нефтяного топлива. 1 ил.

Установка нейтрализации кислых гудронов // 2588125

Изобретение раскрывает установку нейтрализации кислых гудронов, которая содержит емкость для сырья, трубопроводы, насосы, средство для нагрева гудрона, реактор, емкость с нейтрализатором и дегидратор, при этом она дополнительно содержит датчик расхода и анализа pH и сокинг-камеру, а емкость для сырья соединена трубопроводом, снабженным насосом со средством для нагрева гудрона в виде теплообменника, выход которого соединен в свою очередь с реактором в виде кавитатора через трубопровод, снабженный датчиком расхода и анализа рН, выход которого соединен с регулятором расхода, установленным в трубопроводе, соединяющем емкость с нейтрализатором с кавитатором, выход которого соединен с входом в сокинг-камеру, а ее выход соединен с трубопроводом, снабженным насосом, с входом дегидратора внутри которого размещен змеевик для подачи пара. Полученные после переработки нефтепродукты используют как сырье для производства битума и нефтяного топлива. 1 ил.

Способ демеркаптанизации углеводородного сырья // 2603635

Изобретение относится к способу щелочной демеркаптанизации углеводородного сырья с последующей окислительно-каталитической регенерацией насыщенного меркаптидами щелочного агента либо непосредственным окислением содержащихся в углеводородном сырье меркаптанов кислородом воздуха в присутствии щелочного агента и гетерогенного катализатора окисления сернистых соединений. Способ характеризуется тем, что в качестве щелочного агента используют водный раствор щелочи, содержащий полярные органические соединения, образующиеся за счет глубокого окисления меркаптидов при обработке меркаптидсодержащего щелочного раствора кислородом воздуха в присутствии высокоактивного гетерогенного катализатора КСМ-Х на полимерном носителе. Высокая активность применяемого катализатора КСМ-Х в процессе окислительной регенерации меркаптидсодержащего щелочного раствора и эффективность получаемого при этом щелочного агента за счет содержащихся в нем водорастворимых полярных кислородсодержащих продуктов окисления меркаптидов позволяют упростить технологию осуществления процесса демеркаптанизации углеводородов, существенно уменьшить размеры технологического оборудования, а также сократить величину капитальных и эксплуатационных затрат на его реализацию по сравнению с известными способами. 2 табл., 2 пр.

Способ и аппаратура для извлечения соединений серы в потоке углеводорода // 2605747

Настоящее изобретение относится к способу экстрагирования соединений серы в потоке углеводорода. Способ включает подачу потока углеводорода, содержащего соединения серы, в зону предварительного промывания, содержащую аммиак, отбор потока подвергнутого предварительному промыванию углеводорода из зоны предварительного промывания и подачу потока подвергнутого предварительному промыванию углеводорода в зону массопереноса для экстрагирования одного или нескольких тиольных соединений из потока подвергнутого предварительному промыванию углеводорода. Указанная зона массопереноса включает половолоконный мембранный контактор, и извлечение тиольных соединений происходит через поры в стенке труб. Указанный способ позволяет свести к минимуму количество оборудования, необходимого для удаления тиольных соединений, и при этом сжиженный нефтяной газ или легкая нафта обладают необходимыми характеристиками. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.