RU2226542C2 - Method of treating oils to remove sulfur compounds - Google Patents

Abstract

FIELD: crude oil treatment. SUBSTANCE: removal of sulfur is accomplished by extraction of oil with polar aprotic solvents in centrifugal differential-contact-type extractor with phase jet mixing, rotor rotation speed being 100-320 s^-1. EFFECT: enabled treatment of oil with any sulfur content. 2 cl, 1 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к экстракционным способам очистки нефтей от сернистых соединений.The invention relates to extraction methods for the purification of oils from sulfur compounds.

В настоящее время актуальна проблема очистки нефтей с содержанием общей серы более 2,0 мас.%. Доля сернистых и высокосернистых нефтей в России в общем балансе добычи составляет две трети (Харлампиди Х.Э. Сероорганические соединения нефти, методы очистки и модификации. Соросовский образовательный журнал. 2000, том 6, № 7, с.42).Currently, the urgent problem of refining oils with a total sulfur content of more than 2.0 wt.%. The share of sulfur and sour crude oils in Russia in the total production balance is two-thirds (Kharlampidi H.E. Organo-sulfur compounds of oil, refining and modification methods. Soros Educational Journal. 2000, Volume 6, No. 7, p. 42).

Известен способ очистки нефтепродуктов от сернистых соединений с содержанием общей серы 1,37 вес.%, меркаптановой серы 0,65 вес.%. Экстракцию осуществляют в противотоке по методике Альдерса уксусным ангидридом с добавкой 5-10 вес.% воды.A known method of purification of petroleum products from sulfur compounds with a total sulfur content of 1.37 wt.%, Mercaptan sulfur 0.65 wt.%. The extraction is carried out in countercurrent according to the Alders procedure with acetic anhydride with the addition of 5-10 wt.% Water.

Образующийся растворитель - уксусный ангидрид:уксусная кислота:вода - обладает большей экстрагирующей способностью, чем уксусный ангидрид и кислота в отдельности.The resulting solvent - acetic anhydride: acetic acid: water - has a greater extracting ability than acetic anhydride and acid separately.

Недостатком данного способа является то, что он применим лишь для обработки нефтепродуктов с низким содержанием сернистых соединений, при этом использован высокоселективный растворитель. Кроме того, процесс осуществляется в экстракторе с большим количеством теоретических тарелок, что приводит к большим размерам аппарата (а.с. СССР № 536217, С 10 G 21/06).The disadvantage of this method is that it is applicable only for the processing of petroleum products with a low content of sulfur compounds, while a highly selective solvent is used. In addition, the process is carried out in an extractor with a large number of theoretical plates, which leads to large dimensions of the apparatus (AS USSR No. 536217, C 10 G 21/06).

Более близким к данному изобретению по сущности и достигаемому результату является способ очистки жидких углеводородов от сернистых соединений путем экстракции полярными апротонными растворителями, например диметилсульфоксидом, ацетонитрилом, диметилформамидом и др. (SU 819074, С 10 G 21/06, 07.04.1981).Closer to this invention in essence and the achieved result is a method of purification of liquid hydrocarbons from sulfur compounds by extraction with polar aprotic solvents, for example dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethylformamide and others (SU 819074, C 10 G 21/06, 04/07/1981).

Задачей данного технического решения является очистка нефти с содержанием общей серы свыше 2,0 мас.%, от сернистых соединений при повышении производительности процесса.The objective of this technical solution is the purification of oil with a total sulfur content of more than 2.0 wt.%, From sulfur compounds while increasing the productivity of the process.

Данный технический результат достигается тем, что процесс экстракции осуществляют полярными апротонными растворителями в центробежном экстракторе дифференциально-контактного типа со струйным смешением фаз, с частотой вращения ротора 100-320.This technical result is achieved in that the extraction process is carried out by polar aprotic solvents in a centrifugal extractor of differential contact type with jet mixing of phases, with a rotor speed of 100-320.

В качестве полярных апротонных растворителей используют диметилсульфоксид (СН₃)₂S0, ацетонитрил (СН₃)₂СОN, диметилформамид (CH₃)₂NCHO, диметилацетамид (СН₃)₃NОСН и т.п., а в качестве сырья используют нефти Татарстана с характеристиками, представленными в таблице.As polar aprotic solvents, dimethyl sulfoxide (CH ₃ ) ₂ S0, acetonitrile (CH ₃ ) ₂ CON, dimethylformamide (CH ₃ ) ₂ NCHO, dimethylacetamide (CH ₃ ) ₃ NOSH, etc. are used, and Tatarstan oils are used as raw materials with the characteristics presented in the table.

Способ осуществляется в экстракторе, представленном на чертеже.The method is carried out in the extractor shown in the drawing.

Экстрактор представляет собой цилиндрический вращающийся ротор 1 с контактной в верхней части и отстойной в нижней части зонами, в верхней части которого смонтировано телескопическое питающее устройство 2.The extractor is a cylindrical rotating rotor 1 with a contact in the upper part and settling zones in the lower part, in the upper part of which a telescopic feeding device 2 is mounted.

Контактная зона образована пакетом горизонтальных перегородок 3, 4, 5, жестко соединенных между собой, причем перегородка 3 имеет осевые перетоки 6. В перегородке 4 установлено кольцевое сопло 7, разделяющее объем между перегородками 4 и 5 на периферическую 8 и центральную 9 полости, а в перегородке 5 диффузор 10, при этом устье сопла 7 расположено над входной кромкой диффузора 10. В основании отстойной зоны расположены осевые перетоки для рафината 11 и экстракта 12, каждый из которых соединен с соответствующими зонами 13, 14 отбора рафината и экстракта.The contact zone is formed by a package of horizontal partitions 3, 4, 5, rigidly interconnected, and the partition 3 has axial flows 6. An annular nozzle 7 is installed in the partition 4, dividing the volume between the partitions 4 and 5 into a peripheral 8 and a central 9 cavity, and the partition 5 diffuser 10, while the mouth of the nozzle 7 is located above the inlet edge of the diffuser 10. At the base of the settling zone are axial flows for the raffinate 11 and extract 12, each of which is connected to the respective raffinate and extract selection zones 13, 14.

Процесс осуществляется следующим образом. После запуска ротора 1 одновременно через питающее устройство 2 подается исходное сырье (нефть) и экстрагент, которые попадают в контактную зону. При этом исходное сырье через осевые перетоки 6' опадает в периферическую полость 8, а через центральную трубу питающего устройства 2 в центральную полость 9, а экстрагент попадает в замкнутую полость, образованную перегородками 3 и 4, и далее в сопло 7, где происходит интенсивное диспергирование экстрагента и взаимодействие его с исходным сырьем во входной кромке диффузора 10. Последующий процесс экстракции осуществляется в объеме диффузора. Образовавшаяся эмульсия устремляется в отстойную зону, где под действием центробежного поля происходит ее сепарация. Рафинат через осевые перетоки 11 выводится из зоны 13, а экстрагент через перетоки 12 также выводится из зоны 14 экстрактора.The process is as follows. After starting the rotor 1 at the same time, feedstock (oil) and extractant are supplied through the feed device 2, which enter the contact zone. In this case, the feedstock through axial flows 6 'falls into the peripheral cavity 8, and through the central pipe of the feeding device 2 into the central cavity 9, and the extractant enters the closed cavity formed by the partitions 3 and 4, and then into the nozzle 7, where intense dispersion extractant and its interaction with the feedstock in the input edge of the diffuser 10. The subsequent extraction process is carried out in the volume of the diffuser. The resulting emulsion rushes into the settling zone, where, under the action of a centrifugal field, it separates. The raffinate through the axial overflow 11 is removed from zone 13, and the extractant through the overflow 12 is also removed from zone 14 of the extractor.

Примеры осуществления способа.Examples of the method.

Пример 1. Исходное сырье с содержанием серы 3,51 мас.% (образец 1) экстрагируют диметилсульфоксидом (массовое соотношение 1:1) при частоте вращения ротора 100 с^-1. Степень извлечения составляет 70%. При частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 81%.Example 1. The feedstock with a sulfur content of 3.51 wt.% (Sample 1) is extracted with dimethyl sulfoxide (mass ratio 1: 1) at a rotor speed of 100 s ^-1 . The degree of extraction is 70%. At a rotational speed of 320 s ^{-1, the} degree of recovery is 81%.

Пример 2. Исходное сырье с содержанием серы 5,4 мас.% (образец 2) экстрагируют диметилсульфоксидом (массовое соотношение 1:1) при частоте вращения ротора 100 с^-1. Степень извлечения составляет 73%, при частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 82%.Example 2. The feedstock with a sulfur content of 5.4 wt.% (Sample 2) is extracted with dimethyl sulfoxide (mass ratio 1: 1) at a rotor speed of 100 s ^-1 . The degree of extraction is 73%, at a speed of 320 s ^{-1 the} degree of extraction is 82%.

Пример 3. Исходное сырье с содержанием серы 3,51 мас.% экстрагируют диметилформамидом (массовое соотношение 1,5:1) при частоте вращения ротора 100 с^-1. Степень извлечения 77%. При частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 86%.Example 3. The feedstock with a sulfur content of 3.51 wt.% Extracted with dimethylformamide (mass ratio of 1.5: 1) at a rotational speed of 100 ^{r -1} . The degree of extraction of 77%. At a rotational speed of 320 s ^{-1, the} degree of extraction is 86%.

Пример 4. Исходное сырье с содержанием серы 5,4 мас.% экстрагируют диметилформамидом (массовое соотношение 1,5:1) при частоте вращения ротора 100^-1. Степень извлечения 83%. При частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 91%.Example 4. The feedstock with a sulfur content of 5.4 wt.% Is extracted with dimethylformamide (mass ratio 1.5: 1) at a rotor speed of 100 ^-1 . The degree of extraction of 83%. At a speed of 320 s ^{-1, the} degree of recovery is 91%.

Пример 5. Исходное сырье с содержанием серы 5,4 мас.% экстрагируют диметилацетамидом (массовое соотношение 1,5:1) при частоте вращения 100 с^-1. Степень извлечения 68%. При частоте вращения 320 с^-1 степень извлечения 72%.Example 5. The feedstock with a sulfur content of 5.4 wt.% Extracted with dimethylacetamide (mass ratio of 1.5: 1) at a speed of 100 s ^-1 . The degree of extraction of 68%. At a rotational speed of 320 s ^{-1, the} degree of recovery is 72%.

При частоте вращения ротора ниже 100 с^-1 экстрактор будет захлебываться, т.е. процесс невозможно осуществлять, а при частоте вращения ротора выше 320 с^-1 происходит образование стойкой нерасслаивающейся эмульсии, что также делает невозможным процесс извлечения серы из исходного раствора.If the rotor speed is below 100 s ^{-1, the} extractor will choke, i.e. the process cannot be carried out, and at a rotor speed higher than 320 s ^-1 a stable non-stratifying emulsion is formed, which also makes the process of sulfur recovery from the initial solution impossible.

Как показали результаты экспериментов, полярные апротонные растворители достаточно эффективно извлекают сернистые соединения из высокосернистых нефтей при соотношениях экстрагент:исходный раствор от 1,5 до 1, при этом процесс осуществлялся непрерывно в центробежном малогабаритном экстракторе дифференциально-контактного типа большой единичной мощности со струйным смешением фаз. Причем при большем содержании серы в нефти степень извлечения ее выше.As shown by the experimental results, polar aprotic solvents quite effectively extract sulfur compounds from high-sulfur oils with extractant: initial solution ratios from 1.5 to 1, while the process was carried out continuously in a centrifugal small-sized differential unit-type extractor of large unit power with jet phase mixing. Moreover, with a higher sulfur content in oil, its degree of extraction is higher.

ЛитератураLiterature

1. Харлампиди Х.Э. Сероорганические соединения нефти, методы очистки и модификации. Соросовский образовательный журнал. 2000, том 6, № 7, с-42.1. Harlampidi H.E. Organosulfur compounds of oil, purification and modification methods. Soros educational journal. 2000, volume 6, No. 7, s-42.

2. Авт. свид. 1525195, заявка 4365596/23-04 от 18.01.88, C 10 G 19/04.2. Auth. testimonial. 1525195, application 4365596 / 23-04 from 01/18/08, C 10 G 19/04.

3. Авт. свид. 536217, заявка 2140712/04 от 04.06.75, С 10 G 21/06.3. Auth. testimonial. 536217, application 2140712/04 dated 04.06.75, C 10 G 21/06.

Claims (2)

1. Способ очистки нефти от сернистых соединений методом экстракции полярными апротонными растворителями, отличающийся тем, что процесс осуществляют в центробежном экстракторе дифференциально-контактного типа со струйным смешением фаз при частоте вращения 100-320 с^-1.1. The method of purification of oil from sulfur compounds by the method of extraction with polar aprotic solvents, characterized in that the process is carried out in a centrifugal extractor of differential contact type with jet mixing of phases at a speed of 100-320 s ^-1 . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полярных апротонных растворителей используют диметилсульфоксид, ацетонитрил, диметилформамид, диметилацетамид.2. The method according to claim 1, characterized in that dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide are used as polar aprotic solvents.

Images