Способ переработки кислых гудронов



Владельцы патента RU 2755299:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) (RU)

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к переработке кислых гудронов, и может быть использовано в процессах обезвреживания отходов нефтехимического производства. Способ переработки включает нейтрализацию серной кислоты минеральными нейтрализующими реагентами, связыванием свободной серной кислоты в водорастворимые соединения и отгонку (отжиг) из полученного продукта органических веществ при температуре ниже температуры разложения образовавшихся сульфатов. Изобретение позволяет использовать в качестве минерального нейтрализующего реагента крупнотоннажных отходов процессов добычи апатитового концентрата (нефелин) и процессов производства глинозема (красный шлам), а также получать товарные коагулянты для процессов очистки сточных вод. Поставленная задача решается способом переработки кислых гудронов, включающим нейтрализацию содержащейся в них свободной серной кислоты минеральным нейтрализующим реагентом, с последующей отгонкой органической фазы при температуре 100-600°С, при этом в качестве минерального нейтрализующего реагента используют отходы добычи апатитового концентрата - нефелин или отходы производства глинозема - красный шлам в количестве 100-150% от стехиометрического соотношения минеральный нейтрализующий реагент : свободная серная кислота, а нагрев ведут при температуре 1-3°С /мин. 8 пр.

 

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к переработке кислых гудронов и может быть использовано в процессах обезвреживания отходов нефтехимического производства. Способ переработки включает нейтрализацию серной кислоты минеральными нейтрализующими реагентами, связыванием свободной серной кислоты в водорастворимые соединения и отгонку (отжиг) из полученного продукта органических веществ при температуре ниже температуры разложения образовавшихся сульфатов.

Известны способы переработки кислых гудронов, включающие их смешение с дистиллированной водой и нейтрализацию свободной серной кислоты водным раствором или газообразным аммиаком. Образующийся сульфат аммония (удобрение) осаждают кристаллизацией или выпариванием (Патент РФ №2470986; Пат. США №3013860, 1961).

Существенным недостатком данных способов является необходимость использования аммиака (цена, высокая токсичность, сложность обращения) и загрязнение товарного сульфата аммония нефтепродуктами.

Известен способ переработки кислых гудронов в процессе термического крекинга при температуре 200-800°С с последующим выделением фракции моторного и котельного топлива, битумы [Пат. ЧССР №267776, 1990].

Основным недостатком данного способа является образованием значительных количестве вредных отходящих газов таких как диоксид серы, обладающих высокой коррозионной активностью, а значит низкий срок службы технологического оборудования.

Известен способ переработки кислого гудрона, включающий предварительный нагрев кислого гудрона до температуры 30-80°С, смешение полученного продукта с составом для нейтрализации на основе гидроокисей или углекислых солей щелочных или щелочноземельных металлов. Процесс нейтрализации ведут в реакторе с механическим перемешиванием при температуре 60-85°С в течение 6-8 ч, с дальнейшим разделением полученного продукта на жидкую и твердую фазы, удаление влаги из жидкой фазы во влагоиспарителе, и откачку жидкой фазы нефтепродукта на склад хранения (Пат. РФ 2183655;).

К основным недостаткам данного способа стоит отнести сложность аппаратурной схемы, относительную дороговизну щелочных нейтрализующих реагентов, и длительность процесса.

Известны способы переработки кислого гудрона путем нейтрализации щелочью, с последующим термоокислением продуктов нейтрализации в битумное вяжущее при температуре 160-190°С, в течение 4-5 часов. Для повышения эффективности процесса отгонки возможна добавка серы в количестве 5-10% масс. (а.с. СССР №617937; Пат. РФ №2289605).

Существенными недостатками данных способов является длительность процесса, высокие энергозатратами и высокое содержанием воды в получаемом продукте

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототип) является нейтрализации свободной серной кислоты карбонатом кальция, гидроксидом или оксидом кальция (гашеной или негашеной известью) с получением твердого продукта и маслообразной фракции, из которой перегонкой при температуре 100-600°С получают печное топливо [Японская заявка №51-111207, кл. 1889 (C10G 19/00), заявл. 26.03.75, №50-37/149, опубл. 01.10.76, РЖХ, 1978. 4 П 171 П].

Основным недостатком способа являются высокие реагентные затраты, необходимость фильтрации твердого продукта. Получаемый гипс сильно загрязнен нефтяными компонентами и не находит практического применения.

Основной задачей предлагаемого изобретения является снижение стоимости процесса за счет использования дешевого сырья (минеральные отходы процессов добычи апатитового концентрата или производства глинозема) и получение более ценных продуктов (коагулянтов для очистки сточных вод).

Поставленная задача решается способом переработки кислых гудронов, включающим нейтрализацию содержащейся в них свободной серной кислоты минеральным нейтрализующим реагентом, с последующей отгонкой органической фазы при температуре 100-600°С, при этом в качестве минерального нейтрализующего реагента используют отходы добычи апатитового концентрата -нефелин или отходы производства глинозема -красный шлам в количестве 100-150% от стехиометрического соотношения минеральный нейтрализующий реагент : свободная серная кислота а нагрев ведут при температуре 1-3°С/ мин.

Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими примерами

ПРИМЕР 1

В навеску кислого гудрона массой 100 граммов и содержанием свободной серной кислоты 28% масс, вносят нефелин (50% - SiO2, 30% - Al2O3, 20% - (Na,K)О) массой 25 граммов (100% от стехиометрического количества) по реакции.

(Na,K)2О*Al2O3*2SiO2 + 4 H2SO4→(Na,K)SO4 + Al2(SO4)3 + 2 Si(OH)4

Раствор перемешивают в шнековом реакторе при нагревании до 50-60°С (для увеличения текучести). В процессе перешивания происходит частичная нейтрализация серной кислоты и образование сульфатов алюминия и щелочноземельных металлов, а также кремниевой кислоты. Из полученного продукта при температуре 600°С отгоняют органическую фракцию, при этом нагрев ведут со скоростью 3°С/мин, а оставшийся продукт представляет собой смесь Al2(SO4)3 - 46%; (Na,K)SO4 - 17,5%; SiO2 - 36,5%, который может быть использован в качестве коагулянта для очистки сточных вод (Равич Б.М. и др. Комплексное использование сырья и отходов 1988. - 288 с.).

ПРИМЕР 2

В навеску кислого гудрона массой 100 граммов и содержанием серной кислоты 28% масс, вносят нефелин (50% - SiO2, 30% - Al2O3, 20% - (Na,K)О) массой 30 граммов (120% от стехиометрического количества) по реакции.

(Na,K)2О*Al2O3*2SiO2 + 4 H2SO4→(Na,K)SO4 + Al2(SO4)3 + 2 Si(OH)4

Раствор перемешивают в шнековом реакторе при нагревании до 50-60°С (для увеличения текучести). В процессе перешивания происходит частичная нейтрализация серной кислоты и образование сульфатов алюминия и щелочноземельных металлов, а также кремниевой кислоты. Из полученного продукта при температуре 350°С отгоняют органическую фракцию, при этом нагрев ведут со скоростью 2°С/мин, а оставшийся продукт представляет собой смесь Al2(SO4)3 - 44%; (Na,K)SO4 - 15.5%; SiO2 - 34,5%, непрореагировавший нефелин 6,0%, который может быть использован в качестве коагулянта для очистки сточных вод (Равич Б.М. и др. Комплексное использование сырья и отходов 1988. - 288 с.).

ПРИМЕР 3

В навеску кислого гудрона массой 100 граммов и содержанием серной кислоты 28% масс, вносят нефелин (50% - SiO2, 30% - Al2O3, 20% - (Na,K)O) массой 37,5 граммов (150% от стехиометрического количества) по реакции.

(Na,K)2О*Al2O3*2SiO2 + 4 H2SO4→(Na,K)SO4 + Al2(SO4)3 + 2 Si(OH)4

Раствор перемешивают в шнековом реакторе при нагревании до 50-60°С (для увеличения текучести). В процессе перешивания происходит частичная нейтрализация серной кислоты и образование сульфатов алюминия и щелочноземельных металлов, а также кремниевой кислоты. Из полученного продукта при температуре 100°С отгоняют органическую фракцию, при этом нагрев ведут со скоростью 1°С/мин, а оставшийся продукт представляет собой смесь Al2(SO4)3 - 41%; (Na,K)SO4 -13.5%; SiO2 - 31,5%, непрореагировавший нефелин 14,0%, который может быть использован в качестве коагулянта для очистки сточных вод (Равич Б.М. и др. Комплексное использование сырья и отходов 1988. - 288 с.).

ПРИМЕР 4

В навеску кислого гудрона массой 100 граммов и содержанием серной кислоты 42% масс, вносят отход производства глинозема - красный шлам (60% Fe2O3, 30% Al2O3; 10% TiO2) массой 20 граммов (100% от стехиометрического количества) по реакции.

Fe2O3 + Al2O3 + TiO2 + 7 H2SO4→Fe2(SO4)3 + Al2(SO4)3 + TiOSO4 + 7 H2O

Раствор перемешивают в шнековом реакторе при нагревании до 50-60°С (для увеличения текучести). В процессе перешивания происходит частичная нейтрализация серной кислоты и образование сульфатов алюминия и щелочноземельных металлов, а также кремниевой кислоты. Из полученного продукта при температуре 500°С отгоняют органическую фракцию, при этом нагрев ведут со скоростью 3°С/мин, а оставшийся продукт представляет собой смесь Al2(SO4)3 - 37,1%; Fe2(SO4)3 - 55,4%; TiOSO4 - 7,5%, который может быть использован в качестве коагулянта для очистки сточных вод (Равич Б.М. и др. Комплексное использование сырья и отходов 1988. - 288 с.).

ПРИМЕР 5

В навеску кислого гудрона массой 100 граммов и содержанием серной кислоты 42% масс, вносят отход производства глинозема - красный шлам (60% Fe2O3, 30% Al2O3; 10% TiO2) массой 22 грамма (110 % от стехиометрического количества) по реакции.

Fe2O3 + Al2O3 + TiO2 + 7 H2SO4→Fe2(SO4)3 + Al2(SO4)3 + TiOSO4 + 7 H2O

Раствор перемешивают в шнековом реакторе при нагревании до 50-60°С (для увеличения текучести). В процессе перешивания происходит частичная нейтрализация серной кислоты и образование сульфатов алюминия и щелочноземельных металлов, а также кремниевой кислоты. Из полученного продукта при температуре 600°С отгоняют органическую фракцию, при этом нагрев ведут со скоростью 2°С/мин, а оставшийся продукт представляет собой смесь Al2(SO4)3 - 36,5%; Fe2(SO4)3 - 55,0%; TiOSO4 - 7,4%, непрореагировавший красный шлам - 1,1% который может быть использован в качестве коагулянта для очистки сточных вод (Равич Б.М. и др. Комплексное использование сырья и отходов 1988. - 288 с.).

ПРИМЕР 6

В навеску кислого гудрона массой 100 граммов и содержанием серной кислоты 42% масс, вносят отход производства глинозема - красный шлам (60% Fe2O3, 30% Al2O3; 10% TiO2) массой 30 грамм (150% от стехиометрического количества) по реакции.

Fe2O3 + Al2O3 + TiO2 + 7 H2SO4→Fe2(SO4)3 + Al2(SO4)3 + TiOSO4 + 7 H2O

Раствор перемешивают в шнековом реакторе при нагревании до 50-60°С (для увеличения текучести). В процессе перешивания происходит частичная нейтрализация серной кислоты и образование сульфатов алюминия и щелочноземельных металлов, а также кремниевой кислоты. Из полученного продукта при температуре 300°С отгоняют органическую фракцию, при этом нагрев ведут со скоростью 1°С/мин, а оставшийся продукт представляет собой смесь Al2(SO4)3 - 31,5%; Fe2(SO4)3 - 52,0%; TiOSO4 - 8,4%, непрореагировавший красный шлам - 7,1% который может быть использован в качестве коагулянта для очистки сточных вод (Равич Б.М. и др. Комплексное использование сырья и отходов 1988. - 288 с.).

ПРИМЕР 7

В навеску кислого гудрона массой 100 граммов и содержанием серной кислоты 42% масс, вносят отход производства глинозема - красный шлам (60% Fe2O3, 30% Al2O3; 10% TiO2) массой 25 грамм (125% от стехиометрического количества) по реакции.

Fe2O3 + Al2O3 + TiO2 + 7 H2SO4→Fe2(SO4)3 + Al2(SO4)3 + TiOSO4 + 7 H2O

Раствор перемешивают в шнековом реакторе при нагревании до 50-60°С (для увеличения текучести). В процессе перешивания происходит частичная нейтрализация серной кислоты и образование сульфатов алюминия и щелочноземельных металлов, а также кремниевой кислоты. Из полученного продукта при температуре 100°С отгоняют органическую фракцию, при этом нагрев ведут со скоростью 1°С/мин, а оставшийся продукт представляет собой смесь Al2(SO4)3 - 30,5%; Fe2(SO4)3 - 51,0%; TiOSO4 - 1,9%, непрореагировавший красный шлам - 16,6% который может быть использован в качестве коагулянта для очистки сточных вод (Равич Б.М. и др. Комплексное использование сырья и отходов 1988. - 288 с.).

ПРИМЕР 8

Навески образцов массой 10 граммов полученных в примерах 1-6 растворяют в 100 мл воды и используют в качестве коагулянта в количестве 5 мл на литр для очистки сточной воды от взвешенных веществ. Исходное содержание взвешенных веществ -129 мг/л. Содержание взвешенных веществ после очистки с использованием образцов:

Как видно из представленных примеров к основным достоинствам предлагаемого способа следует отнести использование в качестве минерального нейтрализующего реагента дешевого крупнотоннажного техногенного сырья отходов добычи апатитового концентрата (нефелина) и отходов производства глинозема (красный шлам), при этом данные вещества являются отходами и имеют минимальную стоимость (в 3-5 раз дешевле гидроксида/оксида кальция), а также возможностью получение реагентов для очистки сточной воды (рыночная цена в 2-3 раза выше стоимости гипса получаемого по прототипу)

Способ переработки кислых гудронов, включающий нейтрализацию содержащейся в них свободной серной кислоты минеральным нейтрализующим реагентом, с последующей отгонкой органической фазы при температуре 100-600°С, отличающийся тем, что в качестве минерального нейтрализующего реагента используют отходы добычи апатитового концентрата - нефелин или отходы производства глинозема - красный шлам в количестве 100-150% от стехиометрического соотношения минеральный нейтрализующий реагент : свободная серная кислота а нагрев ведут при температуре 1-3°С /мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к составу автомобильного бензина, предназначенного для использования в качестве топлива для первой заправки автомобилей. Предложен бензин для первой заправки автомобилей, характеризующийся компаундированием следующих компонентов: алкилат установок получения бензинов кислотным алкилированием; изомеризат установки изомеризации легких бензиновых фракций с блоками предварительной гидроочистки; бутан-бутиленовой фракции с установок каталитического крекинга, метил-трет-бутилового эфира и многофункциональной присадки HITEC 6437 ЕСТО, при следующем соотношении, мас.%: алкилат 51÷75, изомеризат 15÷35, бутан-бутиленовая фракция ≤4, метил-трет-бутиловый эфир ≤15, многофункциональная присадка HITEC 6437 ECTO ≤0,1.

Изобретение относится к двум вариантам способа снижения загрязнителей окружающей среды в тяжелом судовом жидком топливе. Один из вариантов включает: смешивание некоторого количества сырья тяжелого судового жидкого топлива с некоторым количеством водородного газа в качестве активирующего газа с получением смеси исходного сырья; контактирование смеси сырья с катализаторами, в качестве которых используют по меньшей мере катализатор гидродеметаллирования и катализатор гидродесульфурации, с образованием технологической смеси из смеси сырья; получение указанной технологической смеси и отделение жидких компонентов продукта тяжелого судового жидкого топлива технологической смеси от газообразных компонентов и побочных углеводородных компонентов технологической смеси и выгрузку продукта тяжелого судового жидкого топлива, при этом осуществляют выборочное удаление загрязнений окружающей среды из исходного сырья тяжелого судового жидкого топлива с обеспечением контакта смеси сырья сначала со слоем катализатора для деметаллизации, а далее со слоем катализатора для десульфуризации, в процессе осуществления способа слой с высокой активностью деметаллизации действует как защитный слой для слоя десульфурации.

Изобретение раскрывает тяжелое судовое жидкое топливо, состоящее из 100% гидрообработанного тяжелого судового топлива с высоким содержанием серы, причем перед гидрообработкой высокосернистое тяжелое судовое топливо соответствует стандарту ISO 8217:2017 и имеет товарное качество остаточного судового топлива, но имеет содержание серы (ISO 14596 или ISO 8754) более 0,5% мас., и при этом тяжелое судовое топливо является малосернистым и соответствует стандарту ISO 8217:2017, имеет товарное качество остаточного судового топлива и имеет содержание серы (ISO 14596 или ISO 8754) не более 0,5% мас.

Изобретение относится к соединению - циклопропанированному производному норборнена - 3-циклопропилнортрициклан структурной формулы (1). Предложен также способ получения 3-циклопропилнортрициклана, включающий обработку 3-винилнортрициклана растворителем в присутствии соли палладия (II), охлаждение полученного раствора до (-15)-(-20)°С и перемешивание его в течение 2-2,5 часов при этой температуре, затем нагревание раствора до комнатной температуры и перемешивание в течение 20-24 часов, фильтрацию полученной реакционной смеси и последующее упаривание растворителя в вакууме 40-50 мм.
Изобретение раскрывает судовое топливо, включающее малосернистый легкий газойль каталитического крекинга или легкий газойль коксования, гидроочищенную дизельную фракцию и гидроочищенную смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования с пределами температуры кипения 300-520°С при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкий газойль каталитического крекинга 10-40 или легкий газойль коксования 7-10 гидроочищенная дизельная фракция 10-43 гидроочищенная смесь вакуумного газойля и тяжелого газойля коксования до 100, но не менее 50, после чего в полученное топливо вводят депрессорно-диспергирующую присадку на основе сополимеров этилена с винилацетатом в количестве 0,05-0,1 мас.%.

Изобретение раскрывает высокооктановый бензин с температурой кипения не выше 215°С и октановым числом не менее 91 ед. по исследовательскому методу, содержащий в качестве основного компонента низкооктановый бензин газовый стабильный, ароматический компонент, метил-трет-бутиловый и изооктен, при следующем соотношении компонентов, мас.%: ароматический компонент 1,0-41,0, метил-трет-бутиловый эфир 3,0-21,0, изооктен 0-17,0, низкооктановый бензин газовый стабильный 42,0-61,0.

Изобретение относится к способу получения всесезонного унифицированного дизельного топлива из среднедистиллятных фракций атмосферной перегонки нефти, которые подвергают гидроочистке, полученный продукт после гидроочистки гидроизомеризуют в присутствии платиносодержащего катализатора, причем в качестве среднедистиллятных фракций атмосферной перегонки нефти применяют газойлевую фракцию атмосферной перегонки нефти и в полученный после гидроизомеризации продукт дополнительно вводят цетаноповышающую присадку «Додицет».

Изобретение описывает топливо для морских грузовых транспортных судов, вырабатывающих электроэнергию на борту судна, и для береговых турбин, работающих на продуктах сгорания газа, двигателей, огневых печей, таких как бойлеры, вырабатывающих электроэнергию на суше, удовлетворяющее или превышающее все технические характеристики ISO RMA 10 (ISO 8217-10), за исключением температуры вспышки, отличающееся тем, что топливо содержит диапазон углеводородов, имеющих (i) начальную температуру кипения нафты, при этом диапазон углеводородов от С3 имеет начальную температуру кипения около 175°C, и (ii) наиболее высокой температурой кипения является самая высокая температура кипения ее компонента, где упомянутый самый высококипящий компонент является растворимым в сольвенте, пригодном для сольвентной сепарации, таком как гептан, при этом вышеупомянутое топливо имеет: (a) содержание серы – 0,50% по массе (мас.

Изобретение описывает топливо маловязкое судовое, содержащее в различных соотношениях смесь утяжеленных среднедистиллятных фракций первичной и вторичной переработки нефти: утяжеленное дизельное топливо, полученное при атмосферной перегонке нефти (222-368°С), - 0-61 мас.%, легкий газойль каталитического крекинга (175-300°С) - 30-12 мас.%, легкий газойль замедленного коксования (258-401°С) - 0-2 мас.%, продукты вакуумной перегонки мазута: утяжеленное дизельное топливо (264-400°С) - 70-20 мас.%, легкий вакуумный дистиллят (287-418°С) - 0-5 мас.%, отличающееся тем, что оно содержит 70-88 мас.% утяжеленных фракций с температурой конца кипения 368-418°С и низкомолекулярный полиэтилен в виде 20 мас.% раствора в дизельном летнем топливе, при этом соотношение утяжеленных фракций к низкомолекулярному полиэтилену составляет 88-70:0,1-0,01 мас.%.

Изобретение описывает композицию судового топлива, которая содержит от более 50 до 90% масс. кубового остатка атмосферной колонны (ATB), который имеет по меньшей мере одну из следующих характеристик: плотность при 15°С в диапазоне от 0,7 до 1,0 г/см3, температуру застывания от -19,0°С до 64°C, температуру вспышки в диапазоне от 80 до 213°C, кислотное число не более 8,00 мг КОН/г и кинематическую вязкость при 50°С в диапазоне от 1,75 до 15000 сСт; и от 10 до 50% масс.

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.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2020-12-24 2021-09-15T08:40:43
Наверх