Способ очистки минеральных масел от сернистых соединений

 

48842О

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл. С 10g 21/08 (22) Заявлено 02.02.71 (21) 1618751/23-4 (23) Приоритет (32) 16.02.70; (31) 12664;

28.05.70 45179 (33) Япония

Опубликовано 15.10.75. Бюллетень № 38

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 665.666.4 (088.8) по делам изобретении н открытий

Дата опубликования описа шя 02.02.76 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Еидзи Мунеката и Еисуке Мунеката (Япония) Еидзи Мунеката (Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ МИНЕРАЛЬНЫХ МАСЕЛ

ОТ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к способу очистки серусодержащих минеральных масел от сернистых соединений путем экстракции их перегретой водой.

Потребление нефтепродуктов увеличивается с каждым годом, в результате чего растет загрязнение воздуха.

В целях борьбы с этим общественным бедствием предъявляются все более и более жесткие требования к содержанию серы в топливах и маслах нефтяного происхождения.

Имеется большое число различных соединений серы, присутствующих в минеральных маслах — меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофены, тиофаны.

Известные способы удаления сернистых соединений органическими экстрагентами, например гликолями, являются дорогостоящими и не всегда достаточно эффективны.

По предлагаемому способу для обессеривания минеральных масел новым способом, который менее сложен и более экономичен по сравнению с известными, экстракцию осуществляют перегретой водой при температуре выше 100 С.

Оптимальной температурой воды является температура 100 — 350 С.

Перегретая вода и горячие минеральные масла трудно смешиваются друг с другом, поэтому необходимо так отрегулировать текучесть обеих жидкостей, чтобы перегретая вода и горячие минеральные масла контактировали друг с другом.

Если экстракцию проводить перегретой водой в экстракционной колонне, то необходимо, чтобы жидкости имели разные удельные веса.

Для получения необходимого удельного веса перегретой воды к ней добавляют водорастворимые вещества и/или вещества, образующие коллоидные растворы; для получения требуемого удельного веса минерального масла к нему добавляют масла другого удельного веса или удаляют легкую часть очищаемого масла дистилляцией.

Например, можно рекомендовать использование таких растворов, как солевой раствор или раствор сульфата железа, в котором суспендирована гидроокись железа.

20 Однако, если это возможно, лучше применять чистую воду, поскольку водные растворы обычно имеют меньшую растворящую способность, чем сама вода. Поэтому если требуемую разницу в удельном весе получить труд25 но, то лучше подгонять разницу в удельных весах за счет регулирования удельного веса масла.

По предлагаемому способу рекомендуют применять перегретую воду для обработки сеЗ0 русодержащих легких масел и перегретые вод488420 ые растворы солей для обработки более тяжелых серусодержащих масел.

Удельные веса минеральных масел ll иоды изменяются с изменением температуры неодинаково. Так, удельный вес перегретой воды с, остом температуры уменьшается быстрее чем, удельный вес минеральных масел; при

:емпературе, выше определенного значения, «ода имеет удельный вес меньший, чем удель.ый вес минеральных масел. Таким образом, при более высоких температурах становится необходимым применять водные растворы.

Во избежание закипания воды или масла в кстракционной колонне необходимо поддер;кивать повышенное давление.

Количественные соотношения между ссрусо.1ержащими минеральными маслами и перегретой водой или перегретым водным раствором, а также разница удельных весов и тем:ературные условия экстракции следует определять для каждого случая особо.

Хотя сернистые соединения, содержащиеся в минеральных маслах, могут растворяться в перегретой воде, количество таких растворимых соединений определяется законом их распределения между минеральными маслами и перегретой водой.

По закону распределения более высокая концентрация сернистых соединений будет в масляной фазе, чем в водной фазе. Однако абсолютное количество сернистых соединений, растворенных в воде, увеличивается с возрастанием весовой кратности вода †мас.

Кроме того, общее количество растворенных г, воде сернистых соединений увеличивается при противоточной подаче масла и воды, В промышленном масштабе можно использовать экстракционные колонны. Однако более эффективным может быть использование экстракционных аппаратов, соединенных последовательно и работающих по принципу противотока масла и перегретой воды.

Оборудование для экстракции перегретой водой следует изготовлять из стойкого корро-,èîííîãî материала.

Чтобы происходило наиболее полное диспергирование, экстракционная колонна должна быть насадочной или снабжена мешалкой.

Такие мешалки необходимо устанавливать и в батарейных экстракционных аппаратах, соединяемых последовательно.

На чертеже показана схема экстрякции в экстракционной колонне.

Вертикальная экстракционная колонна 1, работающая под высоким давлением, имеет в своей верх..ей части ввод 2 для перс-,l>«òoé

Воды и В нижней части ВВОД 3 для мии«1>яльного масла.

Колонна 1 имеет также сверху вывод 4 для обессеренного минерального масла и внизу—

«ывод 5 для серусодержащей перегретой воды, Колонна 1 либо наполняется инертной насадкой, либо имеет внутри устройство для перемешивяния.

15 0

50 дд

Из водяного бака 10 и бяка минерального масла 11 вода и масло подаются b колош.у 1 насосами 8 и 9 . срез I ëïîoo:,;åííèê 7 и нагреватель б.

Вывод 4 для очищенного масла и вывод 5 для серусодер>кащей перегретой воды подсоединяются трубами через теплообменник 7 к устройству стабилизации давления, соединенному с насосами 9 и 8. Эти два трубопровода соединены с приемным баком 13 для обессеренного масла и с приемным баком 12 для серусодержащей воды, поступающей в бак через теплообменник.

Поскольку соединения серы не могут оставаться в растворенном состоянии в воде или водном растворе при пони>кении температуры, они выделяются из водной фазы и образуют самостоятельную жидкую фазу.

Воду или водный раствор и серусодержащее минеральное масло, хранящиеся соответственно в баке 10 и баке 11, вводят насосами 8 и 9 в теплообменник 7, где они предварительно нагреваются в результате теплообмена с обессеренным минеральным маслом и серусодержащей перегретой водой или серусодержащим водным раствором, которые выходят из экстракционной колонны 1. Затем опи направляются в нагреватель б, где нагреваются до соответственной температуры экстракции и подаются в колонну 1 через ввод 2 перегретой воды и ввод 3 горячего минерального масла при давлении, определяемом насосами 8 и 9.

Перегретая вода или перегретый водный раствор, а также горячее минеральное масло, подаваемые в экстракционную колонну 1, контактируют в условиях противотока и через выводы 4 и 5 и теплообменник 7 направляются в приемный бак 13 обессеренного масла и в приемный бак 12 серусодержащей воды для хранения.

Поскольку при экстракции применяется высокое давление, одной из отличительных особенностей предлагаемого способа является возврат энергии, которая имеет место за счет давления жидкостей, выходящих из колонны.

Для этого служит устройство для стабилизации давления обессеренного минерального масла и серусодержащей перегретой воды или серусодержащего перегретого водного раствора, поступающих из выводов 4 и 5 и выходящих из теплообменника 7.

Это устройство устанавливается в нагнетательных насосах 8 и 9 и является, например турбиной, работающей под давлением жидкостей, выходящих из колонны.

Турбина может подсоединяться через передачу к моторам насосов 8 и 9 в целях сбережения энергии, необходимой для моторов нагнетательных насосов.

Для того чтобы экономить электроэнергию для нагнетательных насосов, можно использовать указанное давление для создания электрической энергии посредством возбуждения отдельно устанавливаемого генератора энергии.

488420

Формула изобретения

1Î

Составитель В. Матишев

Редактор Л. Емельянова

Текред А. Камышникова Корректор Н. Аук

"""..:аз 3395, 10 Изд. М 1947 Тираж 593 Г1одписиос

LjI1ИИПИ Государственного комитета Совета Минисгров СССР по делам изобретений и открытии!

13035, Чосква, )К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типогра< ия, ир Сапунова, 2

Пример 1. Тяжелое масло с содержанием серы 3,4 и удельным весом 0,97 загружают в автоклав вместе с водой, количество которой вдвое больше количества тяжелого масла.

После перемешивания в течение примерно

20 мин при 300 С смесь отстаивают так, чтобы произошло разделение фаз. При этом содержание серы в масляной фазе составляет 2,0 /о и снижается примерно до 40о/о от исходного значения.

Путем дополнительной экстракции в автоклаве более 50% серы, содержащейся в тяжелом масле, может быть удалено посредством непрерывной обработки противотоком.

Пример 2. Вакуумный газойль (343 —: —:537 С), с содержанием серы 2,5% и удельным весом 0,92, экстрагируют в лабораторных условиях перегретой водой при температуре

230 С в экстракционной колонне в условиях противотока.

Содержание серы в легком масле после обработки составляет 1,5 /о.

Прим ер 3. Тяжелое масло, имеющее содержание серы 4,4 и удельный вес 0,99, смешивают с легким маслом в равных количествах для приготовления минерального масла с общим содержанием серы 2,5о/о и удельным весом 0,93.

Такое смешанное масло является наиболее подходящим для непрерывной экстракции противотоком, чем исходное тяжелое масло. Гго обрабатывают в устройстве, показанном на чертеже, солевым водным раствором при

300 С.

В результате дистилляции обработанного смешанного масла получают тяжелое масло, в котором содержание серы уменьшается на

50 /о по сравнению с исходным.

1. Способ очистки минеральных масел от сернистых соединений путем обработки масел экстрагентом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и упрощения процесса, экстракцию осуществляют перегретой водой, имеющей температуру выше

100 С.

2. Способ по п. 1, отлич ающийс я тем, - 0 что экстракцию проводят водой, имеющей температуру 100 — 350 С.

3. Способ по п. 1, отлич ающийся тем, что, с целью регулирования удельного веса экстрагента, к нему добавляют водораствори25 мые неорганические вещества и/или вещества, образующие коллоидные растворы.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью регулирования удельного веса очищаемого масла, к нему добавляют масла

30 другого удельного веса или удаляют легкую ч асть его дистилляцпсй.