Способ очистки мазута от сероводорода
Владельцы патента RU 2727882:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет", ФГБОУ ВО "АГТУ" (RU)
Изобретение описывает способ очистки мазута от сероводорода, включающий нагрев мазута, отличающийся тем, что процесс очистки ведут при давлении 0 ати, нагрев мазута осуществляют до температуры 60-75°С, затем на поток мазута последовательно воздействуют ультразвуком частотой 20-60 кГц и постоянным магнитным полем индукцией 0,05-0,4 Тл и затем направляют в резервуар-приемник, где происходит выделение сероводорода в газовую фазу. Технический результат – очищение мазута от сероводорода и сокращение длительности технологического процесса за счет использования волновых воздействий. 5 пр., 1 табл.
Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к очистке мазута от сероводорода с целью получения товарного мазута и газа, содержащего сернистые компоненты для нефтехимического синтеза.
Известен способ очистки углеводородных сред от сероводорода и меркаптанов посредством введения нейтрализатора. В состав нейтрализатора входит азотсодержащее органическое основание и/или гидроксид щелочного металла 0,5-15% мас., параформальдегид 1-45% мас. и формалинометанольная смесь (ФМС) - остальное (см. патент РФ №2 522459, 2014). Недостатком указанного способа является применение токсичных, легкоиспаряющихся и дурнопахнущих реагентов, а также увеличение содержания сернистых соединений - продуктов реакции нейтрализации в мазуте и высокая стоимость присадок, приводящая к удорожанию производственного процесса.
Известен безреагентный способ для очистки сырой нефти от загрязнений с применением волнового воздействия - гидродинамической Кавитаций и смешения нефти с водой (см. патент US №9,481,853, 2016). Недостатком указанного способа является обводнение нефти, образование сточных вод и невозможность применения этого способа для мазута.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является способ очистки от сероводорода мазута и нефтяных фракций - компонентов мазута, включающий продувку их газом при температуре не менее 80°С, при этом процесс проводят в массообменном аппарате, снабженном контактными устройствами в количестве 1-20 теоретических тарелок, путем подачи противотоком: очищаемых компонентов в верхнюю часть аппарата, а продувочного газа - под контактные устройства аппарата, при этом в качестве продувочного газа используют либо инертный газ, либо водород, либо углеводородные газы первичной перегонки нефти, процесс очистки проводят при давлении 0-3 ати, температуре, не превышающей температуру начала разложения сернистых соединений очищаемых фракции, и при объемном соотношении продувочный газ: сырье 1-25:1 (см. патент РФ №2 417 248, 2016).
Недостатком указанного способа является Сложность в аппаратурном оформлении, необходимость подачи газа для продувки и организация его очистки для циркуляции, значительная продолжительность продувки, увеличение капитальных и эксплуатационных затрат.
Техническая задача - разработка эффективного способа очистки мазута от сероводорода, лишенного указанных выше Недостатков, С целью получения товарного мазута, а также газа, содержащего сероводород для дальнейшей утилизации в Полезные сераорганические соединения.
Технический результат - сокращение длительности технологического процесса за счет использования волновых воздействий.
Он достигается тем, что в известном способе, включающем нагрев мазута, процесс очистки ведут при давлении 0 ати, нагрев мазута проводят до температуры 60-75°С, затем на поток мазута последовательно воздействуют ультразвуком частотой 20-60 кГц и постоянным магнитным полем индукцией 0,05-0,4 Тл и затем направляют в резервуар-приемник, где происходит выделение сероводорода в газовую фазу.
Волновые низкоэнергетические воздействия преобразуют структуру нефтяных дисперсных систем, в результате чего интенсифицируются процессы коагуляции газовых пузырьков и высвобождение растворенных сероводорода и меркаптанов. Это позволяет эффективно извлекать из мазута сероводород и легкие меркаптаны в газовую фазу резервуара, из которой они вытесняются по известным схемам в системы сбора газа или в поглотитель, в котором поглощаются N-метил пиррол и доном для дальнейшей утилизации в полезные сераорганические соединения.
Содержание сероводорода в мазуте после осуществления Предложенного способа соответствует требованиям нормативных регламентирующих документов - менее 10 ppm (TP ТС 013/2011).
При реализации предлагаемого способа не требуется отпарной колонны с контактными устройствами с 1-20 теоретическими тарелками, газа для продувки, подаваемого снизу отпарной колонны, компрессора, системы для очистки сероводородсодержащего газа (холодильника, сепаратора, абсорбера). При этом газ, содержащий сероводород и летучие меркаптаны (метил- и этил меркаптаны) из газового пространства резервуара вытесняется при заполнении резервуара по известным схемам в системы сбора газа или в поглотитель с N-метилпирролидоном. В Последнем случае сероводород и летучие меркаптаны из газовой фазы резервуара концентрируется в N-метилпирролидоне благодаря высокой селективной растворяющей способности по отношению к сероводороду и летучим меркаптанам (см. Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементорганических соединений. СПб, 2002). Насыщенный N-метилпирролидон заменяют свежим, при этом Насыщенный N-метилпирролидон используют в нефтехимическом синтезе Для поглощенных сероводорода и летучие меркаптанов в ценные серосодержащих соединения.
Воздействие ультразвуком осуществляли с помощью ультразвукового технологического аппарата серии «Волна» УЗТА-0,4/22-ОМ и лабораторного комплекса модели ЛУК-0,125/50-О (см. Патент РФ №2403085, 2010), а воздействие постоянным магнитным полем проводили в магнитном туннеле (Патент РФ №2167824, 2001).
Для анализа содержания сероводорода в мазуте использован метод газовой хроматографии.
Исходный мазут, отобранный снизу атмосферной ректификационной колонны содержал 28 ppm сероводорода и 92 ppm летучих меркаптанов (метил- и этилмеркаптанов).
Способ осуществляется следующим образом:
Мазут нагревают до температуры 60-75°С и воздействуют на поток мазута ультразвуком частотой 20-60 кГц, а затем постоянным магнитным полем индукцией 0,05-0,4 Тл, далее мазут направляют в резервуар-приемник, где происходит выделение сероводорода и летучих меркаптанов в газовую фазу, вытесняемую по мере наполнения резервуара-приемника по известным схемам в системы сбора газа или в поглотитель с N-метилпирролидоном, в котором сероводород и летучие меркаптаны поглощаются для дальнейшей утилизации в полезные сераорганические соединения.
Пример 1
Мазут нагревают до температуры 65°С при атмосферном давлении, после чего на поток мазута последовательно воздействуют ультразвуком (частота 22 кГц), затем постоянным магнитным полем (магнитная индукция 0,1 Тл) и направляют в приемник-резервуар, где сероводород выделяется В газовое Пространство. Содержание сероводорода в мазуте 10 ppm.
Пример 2
Мазут нагревают до температуры 75°С при атмосферном давлении, после чего на поток мазута последовательно воздействуют ультразвуком (частота 40 кГц), затем постоянным магнитным полем (магнитная индукция 0,1 Тл) и направляют в приемник-резервуар, где сероводород выделяется в газовое пространство. Содержание сероводорода в мазуте 6 ppm.
Пример 3
Мазут нагревают до температуры 75°С при атмосферном давлении, после чего на поток мазута последовательно воздействуют ультразвуком (частота 40 кГц), затем постоянным магнитным полем (магнитная индукция 0,3 Тл) и направляют в приемник-резервуар, где сероводород выделяется в газовое пространство. Содержание сероводорода в мазуте 2 ppm.
Пример 4
Мазут нагревают до температуры 65°С при атмосферном Давлении, после чего на поток мазута последовательно воздействуют ультразвуком (частота 40 кГц), затем постоянным магнитным полем (магнитная индукция 0,4 Тл) и направляют в приемник-резервуар, где сероводород выделяется в газовое Пространство. Содержание сероводорода в мазуте 2 ppm.
Пример 5
Мазут нагревают до температуры 75°С при атмосферном давлении, после чего направляют в приемник-резервуар, где сероводород выделяется в газовое пространство. Содержание сероводорода в мазуте 22 ppm.
Сравнительные показатели проведения очистки мазута от сероводорода по известному и предлагаемому способу приведены в таблице
Из таблицы видно, что при достижении равной степени очистки (до 2 ppm), воздействие ультразвуковым и магнитным полями на поток нагретого мазута по предлагаемому способу позволяет проводить очистку мазута без использования сложной многоступенчатой схемы, сложного оборудования в виде аппаратов колонного типа, снабженном контактными устройствами, Продувочного газа, его очистки аминами. При этом возможно поглощение сероводорода, вытесняемого из газовой фазы резервуара в поглотитель с N-метилпирролидоном для использования поглощенных сероводорода и меркаптанов в нефтехимическом синтезе с целью получения ценных сераорганических соединении.
Предлагаемый способ не требует значительных энергозатрат и капитальных вложений.
Способ очистки мазута от сероводорода, включающий нагрев мазута, отличающийся тем, что процесс очистки ведут при давлении 0 ати, нагрев мазута осуществляют до температуры 60-75°С, затем на поток мазута последовательно воздействуют ультразвуком частотой 20-60 кГц и постоянным магнитным полем индукцией 0,05-0,4 Тл и затем направляют в резервуар-приемник, где происходит выделение сероводорода в газовую фазу.
