Способ очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов

Изобретение относится к способам очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптановых соединений и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Изобретение касается способа очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов в присутствии гетерогенного катализатора и щелочного агента, где реакция протекает в бескислородной среде при температурах от 40 до 90°С, в качестве щелочного агента используют водные растворы гидроксида натрия или гидроксида калия с концентрацией от 5 до 50% мас., в качестве катализатора - оксиды меди (I) и/или (II), введенные в полиэтилен или полипропилен в концентрации от 1,0 до 40,0% мас. Технический результат - более простой и безопасный по сравнению с прототипом способ очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптановых соединений. 22 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к способам очистки высококипящих углеводородных фракций (бензиновых, керосиновых, дизельных фракций, стабильных газовых конденсатов и нефтей) от меркаптановых соединений и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Известен способ очистки высококипящих углеводородных фракций от трудноокисляемых меркаптанов путем их окисления воздухом в присутствии неподвижного слоя металлофталоцианинового катализатора и щелочного агента, в качестве которого используют растворимые в углеводородах алкоксиды или алкиламиды щелочных металлов /Патент США №448107, 1984/. Недостатками этого способа являются необходимость экстракционной форочистки углеводородных фракций от легкоокисляемых меркаптанов и кислых примесей, загрязнение очищаемого сырья на стадии окисления меркаптанов растворимыми в нем алкоксидами или алкиламидами щелочного металла и продуктами их взаимодействия с меркаптанами, обуславливающее необходимость последующей водной отмывки углеводородов с образованием стоков соответствующего состава и обводнением очищаемой фракции.

Известны способы окислительной очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов путем контактирования их с кислородсодержащим газом в присутствии неподвижного слоя металлофталоцианинового катализатора и щелочного агента, в качестве которого используют водный или спиртовой раствор четвертичных аммониевых оснований /А.с. СССР №1826987, 1993/. Недостатками этих способов являются постоянное обводнение и загрязнение щелочным агентом очищаемых углеводородных фракций, вымывание водорастворимых компонентов катализатора с образованием сточных вод, загрязненных органическими производными аммония и сульфофталоцианинами металлов.

Известен также способ очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов путем их окисления кислородом воздуха в присутствии гетерогенного катализатора, состоящего из сульфофталоцианинов кобальта, нанесенных на углеродную или графитовую ткань, и щелочного агента, представляющего собой 5-20%-ный раствор щелочи /А.с. СССР №1512113, 1993/. Недостатком этого способа является многоступенчатость процесса очистки, включающая предварительную водно-щелочную очистку углеводородов от кислых примесей (сероводорода, нафтеновых кислот, фенолов и т.д.), окислительно-каталитическую очистку от меркаптанов и последующую водно-щелочную отмывку и фильтрацию демеркаптанизированных углеводородов от следов унесенной щелочи и катализатора, что сопряжено с непрерывным расходом воды, дефицитного каталитически активного компонента и образованием стоков соответствующего состава.

Наиболее близким к изобретению относится способ очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов путем окислительной обработки углеводородной фракции кислородсодержащим газом в реакторе со стационарным слоем гетерогенного катализатора окисления сернистых соединений в присутствии щелочного агента /Патент РФ №2145972, 1998/. Недостатком этого способа является проведение реакции демеркаптанизации в присутствии кислорода воздуха, избыток которого приводит к побочным окислительным реакциям с образованием окрашенных продуктов окисления, придающих нежелательную окраску очищаемому нефтепродукту.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Согласно изобретению очистку высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов осуществляют в интервале температур от 40 до 90°С в присутствии гетерогенного катализатора и щелочного агента. При этом в качестве щелочного агента используют водные растворы гидроксида калия или гидроксида натрия с концентрацией от 5 до 50% масс. В качестве катализатора в предлагаемом способе могут быть оксиды меди (I) и/или (II), введенные в полипропилен (ПП) или полиэтилен низкого давления (ПЭНД) в концентрации от 1,0 до 40,0% масс.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются проведение реакции демеркаптанизации в отсутствии кислорода воздуха в присутствии водных растворов гидроксида натрия или гидроксида калия и гетерогенных катализаторов на основе оксидов меди (I) и/или (II), введенных в полиэтилен или полипропилен.

Указанные отличительные признаки предлагаемого способа определяют его новизну и изобретательский уровень в сравнении с прототипом и известным уровнем техники в данной области, так как их использование в литературе не описано и обеспечивает безопасность и технологичность процесса.

Таким образом, использование совокупности вышеописанных отличительных признаков позволяет предложить более простой и безопасный по сравнению с прототипом способ очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптановых соединений.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Для приготовления испытуемого образца катализатора на основе оксида меди (II) и ПЭНД 10,0 г. порошкообразный CuO смешивают с 40 г. полимера на обогреваемых лабораторных вальцах при температуре размягчения полимерного носителя (ПЭНД - при 140-160°С) до получения однородной катализаторной массы, из которой затем на прессе изготавливают пластину катализатора толщиной 1-2 мм. Полученную пластину нарезают на частицы размером 2-3 мм. Сокращенное название приготовленного катализатора 20% CuO/ПЭНД.

Пример 2. По примеру 1 с заменой ПЭНД на ПП. Сокращенное название приготовленного катализатора 20% CuO/ПП.

Пример 3. По примеру 1 с заменой CuO на Cu2O. Сокращенное название приготовленного катализатора 20% Cu2O/ПЭНД.

Пример 4. По примеру 1 с уменьшением количества Cu2O до 5 г. и добавкой CuO 5 г. Сокращенное название приготовленного катализатора 10% Cu2O/10% CuO/ПЭНД.

Пример 5. По примеру 3 с увеличением количества Cu2O до 20 г. и снижением количества ПЭНД до 30 г. Сокращенное название приготовленного катализатора 40% Cu2O/ПЭНД.

Пример 6. По примеру 3 со снижением количества Cu2O до 0,5 г. и увеличением количества ПЭНД до 49,5 г. Сокращенное название приготовленного катализатора 1% Cu2O/ПЭНД.

Пример 7. Реакцию демеркаптанизации в инертной среде проводили в стеклянном трехгорловом цилиндрическом реакторе объемом 150 см3. В реактор заливали 50 см3 раствора 0,1% трет-додецилмеркаптана в изооктане и 5 см3 50%-ого водного раствора гидроксида калия в присутствии катализатора 20% Cu2O/ПЭНД. Аргон из баллона подавался в реакционный раствор со скоростью 300 час-1. Раствор в реакторе перемешивали со скоростью 1400 об. мин-1. Температура реакционного раствора поддерживалась 80°С с помощью терморегулируемой магнитной мешалки. Пробы на анализ отбирались через 30 и 60 мин.

Пример 8. По примеру 7 без катализатора.

Пример 9. По примеру 7 с заменой катализатора 20% Cu2O/ПЭНД на катализатор 20% CuO/ПЭНД.

Пример 10. По примеру 7 с заменой катализатора 20% Cu2O/ПЭНД на катализатор 20% CuO/ПП.

Пример 11. По примеру 7 с заменой катализатора 20% Cu2O/ПЭНД на катализатор 40% Cu2O/ПЭНД.

Пример 12. По примеру 7 с заменой катализатора 20% Cu2O/ПЭНД на катализатор 1% Cu2O/ПЭНД.

Пример 13. По примеру 7 с заменой катализатора 20% Cu2O/ПЭНД на катализатор 10% Cu2O/10% CuO/ПЭНД

Пример 14. По примеру 11 со снижением температуры реакции с 80 до 60°С.

Пример 15. По примеру 11 со снижением температуры реакции с 80 до 40°С.

Пример 16. По примеру 11 с повышением температуры реакции с 80 до 90°С.

Пример 17. По примеру 11 со снижением концентрации щелочного раствора гидроксида калия с 50 до 30% масс.

Пример 18. По примеру 11 со снижением концентрации щелочного раствора гидроксида калия с 50 до 5% масс.

Пример 19. По примеру 11 с заменой щелочного раствора гидроксида калия на водный раствор гидроксида натрия той же концентрации.

Пример 20. По примеру 11 со снижением меркаптановой серы с 0,1 до 0,01% масс.

Пример 21 (по прототипу). Опыты по подбору минимально необходимой общей щелочности предлагаемого щелочного агента в заявляемом процессе очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов и кислых примесей проводят на керосиновой фракции 150-250°С с содержанием меркаптановой серы 0,01 мас. % и кислотностью 0,7 мг КОН на 100 мл керосина. В реактор емкостью 100 мл, снабженный водяной рубашкой для обогрева, помещают 50 мл керосина, 5 г измельченного на кусочки размером 2×3 мм металлофталоцианинового катализатора на полимерном носителе состава: 14 мас. % фталоцианина кобальта и 86% полиэтилена низкого давления, 1 мл (2 об.%) щелочного агента, предварительно полученного при окислительно-каталитической обработке кислородом воздуха указанной выше керосиновой фракции в присутствии гидроокиси калия и кобальтфталоцианинового катализатора на полипропиленовом носителе. Используемый щелочной агент имеет разные значения общей щелочности за счет добавления в него соответствующих количеств гидроокиси калия (табл. 2). Очистку керосина осуществляют при 55°С и атмосферном давлении при интенсивном перемешивании реакционной смеси в среде воздуха в течение 5 мин на магнитной мешалке со скоростью, обеспечивающей кинетический режим проведения процесса.

Пример 22. Реакцию демеркаптанизации в инертной среде проводили в стеклянном трехгорловом цилиндрическом реакторе объемом 150 см3. В реактор заливали 50 см3 прямогонной керосиновой фракции с содержанием меркаптановой серы 0,013% масс и 5 см3 50%-ого водного раствора гидроксида калия в присутствии катализатора 40% Cu2O/ПЭНД. Аргон из баллона подавался в реакционный раствор со скоростью 300 час-1. Раствор в реакторе перемешивали со скоростью 1400 об. мин-1. Температура реакционного раствора поддерживалась 80°С с помощью терморегулируемой магнитной мешалки. Пробы на анализ отбирались через 30 и 60 мин.

Об активности катализаторов судят по изменению остаточного содержания меркаптановой серы в изооктане во времени потенциометрическим титрованием по ГОСТ 22985-90. Результаты испытаний снижению меркаптановой серы в присутствии синтезированных катализаторов приведены в табл. 1. Эффективность использования оксидов меди (I) и/или (II) в качестве катализатора демеркаптанизации демонстрируется примерами 7, 9-19, 21.

Способ очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов в присутствии гетерогенного катализатора и щелочного агента, отличающийся тем, что реакция протекает в бескислородной среде при температурах от 40 до 90°С, в качестве щелочного агента используют водные растворы гидроксида натрия или гидроксида калия с концентрацией от 5 до 50% мас., в качестве катализатора - оксиды меди (I) и/или (II), введенные в полиэтилен или полипропилен в концентрации от 1,0 до 40,0% мас.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу фотоокисления органических серосодержащих соединений в дизельной фракции нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

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.

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.

Изобретение относится к способу очистки углеводородных потоков, содержащих меркаптаны, для удаления меркаптанов, включающему следующие стадии: контактирования первого потока лёгких углеводородов, содержащего меркаптаны, с первым щелочным раствором для удаления меркаптанов из первого потока углеводородов и формирования второго щелочного раствора, содержащего меркаптаны, причем указанный поток лёгких углеводородов содержит более 80% масс.

Изобретение относится к способам очистки бензиновых, керосиновых, дизельных фракций, легких нефтей и газоконденсатов от кислых примесей и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам снижения содержания органических хлоридов в нефти. Данный способ применим к нефти с содержанием органических хлоридов, значительно превышающим 10 млн-1 (порядка 1000 млн-1 и более).

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности и может быть использовано на нефтеперерабатывающих и нефтегазохимических производствах для очистки легких углеводородных фракций от сернистых соединений - сероводорода и меркаптанов.

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 способам очистки сырой нефти, содержащей меркаптаны и серосодержащие примеси, включающим контактирование сырой нефти с очищающим раствором, содержащим раствор гипохлорита, в течение 30 с – 2 мин, при которых меркаптановая сера окисляется и превращается по меньшей мере в одну оксокислоту серы или ее соль, образуя на выходе очищенную сырую нефть, содержащую менее 50 ч/млн меркаптановой серы и остаточные хлориды.

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.

Настоящее изобретение относится к способу селективной экстракции серосодержащих соединений из бензиновой фракции углеводородов или сжиженного нефтяного газа. Способ осуществляют путем экстракции в системе «жидкость-жидкость» раствором гидроксида натрия, с использованием установки (2) предварительной обработки сырья, подлежащего очистке, которая расположена по потоку выше экстракционной установки (4), причем раствор гидроксида натрия поступает в колонну (4) с помощью двух разных контуров, работающих так, как изложено в формуле изобретения.

Настоящее изобретение относится к способу экстракции серосодержащих соединений из бензиновой фракции углеводородов или сжиженного нефтяного газа экстракцией в системе «жидкость-жидкость» раствором гидроксида натрия с использованием установки предварительной обработки сырья, подлежащего очистке, которая расположена до установки экстракции гидроксидом натрия.

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.
Изобретение относится к области каталитической химии, а именно к молибденмедным сульфидным катализаторам на трехмерном пористом носителе, которые могут быть использованы для сжигания любого вида топлива и промышленных отходов, в том числе содержащих соединения серы (углеводородного топлива, отработанных масел, древесины, каменного угля, торфа, древесных и растительных отходов, шин и древесно-стружечных плит), и детоксикации газовых выбросов.

Изобретение относится к способам очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптановых соединений и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Изобретение касается способа очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов в присутствии гетерогенного катализатора и щелочного агента, где реакция протекает в бескислородной среде при температурах от 40 до 90°С, в качестве щелочного агента используют водные растворы гидроксида натрия или гидроксида калия с концентрацией от 5 до 50 мас., в качестве катализатора - оксиды меди иили, введенные в полиэтилен или полипропилен в концентрации от 1,0 до 40,0 мас. Технический результат - более простой и безопасный по сравнению с прототипом способ очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптановых соединений. 22 пр., 2 табл.

Наверх