RU2619950C2 - Method of removing sulfur oxides from ozonized petroleum or gas-condensate feedstock - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: method of removing sulphur oxides from ozonized petroleum or gas-condensate feedstock is carried out by rectification under vacuum with residual pressure of 58.0-95.5 kPa, in the presence of a stripping agent supplied to a column in the amount of 0.8 -2.5% moll. per feedstock, wherein exhaust of vacuum-creating booster steam jet pump is condensed, cooled and the resulting water steam condensate is used for absorption of sulphur oxides.

EFFECT: increased efficiency of sulphur oxide separation from ozonized hydrocarbon mixture by rectification method under vacuum.

1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности, в частности к способам очистки нефтяного и газоконденсатного сырья от оксидов серы.The invention relates to the oil and gas processing industry, in particular to methods for purification of oil and gas condensate feedstock from sulfur oxides.

Известен способ удаления кислых газообразных продуктов из жидких сред, включающий газовую десорбцию (отдувку кислых газов, содержащихся в жидкости) десорбирующим агентом - бессероводородным газом. Для удаления сероводорода из нефти последнюю подогревают и подают в верхнюю рабочую секцию десорбера, а отдувочный бессероводородный газ подают в его нижнюю секцию. Удаление сероводорода из нефти происходит за счет барботирования бессероводородного газа через слой нефти. Очищенная от сероводорода нефть отводится с низа колонны, а газ с сероводородом - с ее верха (см. ст. Городнов В.П., Каспарьянц К.С., Петров А.А. «Очистка нефти от сероводорода» // Нефтепромысловое дело, 1972, №7, С. 32-34).A known method of removing acidic gaseous products from liquid media, including gas desorption (blowing off the acid gases contained in a liquid) with a desorbing agent - hydrogen-free gas. To remove hydrogen sulfide from oil, the latter is heated and fed to the upper working section of the stripper, and stripping hydrogen-free gas is supplied to its lower section. The removal of hydrogen sulfide from oil occurs due to the bubbling of hydrogen-free gas through a layer of oil. Oil purified from hydrogen sulfide is discharged from the bottom of the column, and gas and hydrogen sulfide is removed from its top (see Art. Gorodnov V.P., Kasparyants K.S., Petrov A.A. “Refining oil from hydrogen sulfide” // Oilfield business, 1972, No. 7, S. 32-34).

Однако указанный способ, требует подогрева нефти до 25°С и значительных объемов закачиваемого газа - до 50 на один объем нефти. При фактической температуре добываемой нефти, равной 8-10°С, удовлетворительные результаты по качественной отдувке сероводорода недостижимы.However, this method requires heating the oil to 25 ° C and significant volumes of injected gas - up to 50 per volume of oil. At an actual temperature of oil produced equal to 8-10 ° С, satisfactory results on high-quality blowing of hydrogen sulfide are unattainable.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к предлагаемому изобретению, принятым за прототип, является способ обессеривания прямогонных мазутов озонированным воздухом, включающий озонирование сырья, последующий нагрев озонированной углеводородной смеси (см. ст. Казаков А.А., Тараканов Г.В., Ионов Н.Г. «Обессеривание прямогонных мазутов озонированным воздухом»//Технологии нефти и газа, 2013, №2, с. 23-26).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention, adopted as a prototype, is a method for desulphurization of straight-run fuel oil with ozonized air, including ozonation of raw materials, subsequent heating of the ozonated hydrocarbon mixture (see Art. Kazakov A.A., Tarakanov G.V., Ionov N.G. “Desulphurization of straight-run fuel oils with ozonized air” // Oil and Gas Technologies, 2013, No. 2, pp. 23-26).

Недостатком прототипа является неполное извлечение оксидов серы из озонированного мазута.The disadvantage of the prototype is the incomplete extraction of sulfur oxides from ozonated fuel oil.

Техническая задача предлагаемого изобретения - удаление оксидов серы из озонированного углеводородного сырья ректификацией под вакуумом.The technical task of the invention is the removal of sulfur oxides from ozonated hydrocarbons by distillation under vacuum.

Технический результат - повышение эффективности процесса разделения оксидов серы от озонированной углеводородной смеси методом ректификации под вакуумом.EFFECT: increased efficiency of the process of separation of sulfur oxides from ozonated hydrocarbon mixture by distillation method under vacuum.

Он достигается тем, что в известном способе, включающем озонирование углеводородного сырья, нагрев озонированной углеводородной смеси, углеводородную смесь подвергают ректификации под вакуумом при остаточном давлении 58,0-95,5 кПа, в присутствии отдувочного агента, подаваемого в колонну в количестве 0,8-2,5% мол. на сырье, при этом выхлоп вакуумсоздающего бустерного пароэжекторного насоса конденсируют, охлаждают и используют образовавшийся конденсат водяного пара для абсорбции оксидов серы.It is achieved by the fact that in the known method, including ozonation of hydrocarbon feeds, heating the ozonated hydrocarbon mixture, the hydrocarbon mixture is subjected to vacuum distillation at a residual pressure of 58.0-95.5 kPa, in the presence of a blowing agent supplied to the column in an amount of 0.8 -2.5 mol% raw materials, while the exhaust of the vacuum-generating booster steam jet pump is condensed, cooled, and the condensed water vapor is used to absorb sulfur oxides.

Способ осуществляется следующим образом. Углеводородное сырье подвергают озонированию, далее нагревают углеводородную смесь до температуры не менее 120°С и не более 200°С, в зависимости от вида сырья, и подают в вакуумную ректификационную колонну. Вакуум в колонне (остаточное давление 58,0-95,5 кПа) создается бустерным пароэжекторным насосом. В куб колонны вводят отдувочный агент - перегретый водяной пар (углеводородный или инертный газ) в количестве 0,8-2,5% мол. на сырье колонны. Выхлоп вакуумсоздающего бустерного пароэжекторного насоса конденсируют, охлаждают и используют образовавшийся конденсат водяного пара для абсорбции оксидов серы. С верхней части колонны выводят смесь паров воды (или газов) и оксидов серы. С нижней части колонны выводят очищенную углеводородную смесь, которую подают в теплообменно-холодильные аппараты, после этого ее направляют на дальнейшую переработку. Пары ректификата поступают в бустерный пароэжекторный насос, прокачиваются водяным паром в конденсационно-холодильные аппараты, после охлаждения смесь конденсата водяного пара и оксидов серы поступает в абсорбер, в котором в качестве абсорбента применяется вода. С верха абсорбера отводятся отдувочные газы на сжигание, с низа - кислая сернистая вода.The method is as follows. The hydrocarbon feed is subjected to ozonation, then the hydrocarbon mixture is heated to a temperature of at least 120 ° C and not more than 200 ° C, depending on the type of raw material, and fed to a vacuum distillation column. Vacuum in the column (residual pressure 58.0-95.5 kPa) is created by a booster steam jet pump. A stripping agent is introduced into the cube of the column — superheated water vapor (hydrocarbon or inert gas) in an amount of 0.8-2.5 mol%. on raw columns. The exhaust of the vacuum-generating booster steam jet pump is condensed, cooled, and the condensed water vapor is used to absorb sulfur oxides. A mixture of water vapor (or gas) and sulfur oxides is removed from the top of the column. From the bottom of the column, a purified hydrocarbon mixture is removed, which is fed to heat-exchanging refrigeration units, after which it is sent for further processing. Rectified vapors enter the booster steam ejection pump, are pumped with water vapor into condensation-refrigeration units, after cooling, the mixture of water vapor condensate and sulfur oxides enters the absorber, in which water is used as the absorbent. From the top of the absorber, off-gas is taken off for combustion, from the bottom - acidic sulphurous water.

Таким образом, отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что образующиеся в процессе озонирования оксиды серы удаляются из озонированной углеводородной смеси путем их отгонки в вакуумной ректификационной колонне с использованием отдувочного агента.Thus, the difference between the proposed method and the prototype is that the sulfur oxides formed during the ozonation process are removed from the ozonated hydrocarbon mixture by distillation in a vacuum distillation column using a blowing agent.

Пример 1 осуществления способа. Углеводородное сырье в количестве 100 кмоль/ч подвергали озонированию, далее нагревали углеводородную смесь до температуры 160°С и подавали поток в отпарную вакуумную ректификационную колонну. Вакуум в колонне (остаточное давление 80 кПа) создавали бустерным пароэжекторным насосом. В низ колонны вводили отдувочный агент - перегретый водяной пар в количестве 1,5% мол. (1,5 кмоль/ч). С верхней части ректификационной колонны выводили смесь паров воды и оксидов серы в количестве 4 кмоль/ч. С нижней части ректификационной колонны выводили очищенную углеводородную смесь в количестве 97,5 кмоль/ч, которую подавали в теплообменно-холодильные аппараты. Пары ректификата подавали в бустерный пароэжекторный насос и далее совместно с водяным паром в конденсатор-холодильник. После охлаждения в конденсаторе-холодильнике смесь воды и оксидов серы подавали в абсорбер. В качестве абсорбента использовали воду. С верхней части абсорбера отводили отдувочные газы на сжигание, а с нижней части - кислую сернистую воду.Example 1 of the method. Hydrocarbon feeds in an amount of 100 kmol / h were subjected to ozonation, then the hydrocarbon mixture was heated to a temperature of 160 ° C and the stream was fed to a stripping vacuum distillation column. Vacuum in the column (residual pressure of 80 kPa) was created by a booster steam jet pump. A stripping agent was introduced into the bottom of the column — superheated water vapor in an amount of 1.5 mol%. (1.5 kmol / h). A mixture of water vapor and sulfur oxides in an amount of 4 kmol / h was removed from the upper part of the distillation column. From the bottom of the distillation column, a purified hydrocarbon mixture was removed in an amount of 97.5 kmol / h, which was fed to heat-exchanging refrigeration units. The rectified vapor was fed into a booster steam ejector pump and then, together with water vapor, to a condenser-cooler. After cooling in a condenser-refrigerator, a mixture of water and sulfur oxides was fed into the absorber. As the absorbent used water. From the upper part of the absorber, exhaust gases were removed for combustion, and from the lower part, acidic sulfur water.

Пример 2 осуществления способа. Углеводородное сырье в количестве 100 кмоль/ч подвергали озонированию, далее нагревали углеводородную смесь до температуры 160°С и подавали поток в отпарную вакуумную ректификационную колонну. Вакуум в колонне (остаточное давление 80 кПа) создавали бустерным пароэжекторным насосом. В низ колонны вводили отдувочный агент - углеводородный газ в количестве 1,3% мол. (1,3 кмоль/ч). С верхней части ректификационной колонны выводили смесь углеводородного газа и оксидов серы в количестве 3,8 кмоль/ч. С нижней части ректификационной колонны выводили очищенную углеводородную смесь в количестве 97,5 кмоль/ч, которую подавали в теплообменно-холодильные аппараты. Пары ректификата подавали в бустерный пароэжекторный насос и далее совместно с водяным паром в конденсатор-холодильник. После охлаждения в конденсаторе-холодильнике смесь воды и оксидов серы подавали в абсорбер. В качестве абсорбента использовали воду. С верхней части абсорбера отводили отдувочные газы на сжигание, а с нижней части - кислую сернистую воду.Example 2 of the method. Hydrocarbon feeds in an amount of 100 kmol / h were subjected to ozonation, then the hydrocarbon mixture was heated to a temperature of 160 ° C and the stream was fed to a stripping vacuum distillation column. Vacuum in the column (residual pressure of 80 kPa) was created by a booster steam jet pump. At the bottom of the column was injected stripping agent - hydrocarbon gas in an amount of 1.3 mol%. (1.3 kmol / h). A mixture of hydrocarbon gas and sulfur oxides in the amount of 3.8 kmol / h was removed from the top of the distillation column. From the bottom of the distillation column, a purified hydrocarbon mixture was removed in an amount of 97.5 kmol / h, which was fed to heat-exchanging refrigeration units. The rectified vapor was fed into a booster steam ejector pump and then, together with water vapor, to a condenser-cooler. After cooling in a condenser-refrigerator, a mixture of water and sulfur oxides was fed into the absorber. As the absorbent used water. From the upper part of the absorber, exhaust gases were removed for combustion, and from the lower part, acidic sulfur water.

Пример 3 осуществления способа. Углеводородное сырье в количестве 100 кмоль/ч подвергали озонированию, далее нагревали углеводородную смесь до температуры 160°С и подавали поток в отпарную вакуумную ректификационную колонну. Вакуум в колонне (остаточное давление 80 кПа) создавали бустерным пароэжекторным насосом. В нижнюю часть колонны вводили отдувочный агент - инертный газ (азот) в количестве 2,3% мол. (2,3 кмоль/ч). С верхней части ректификационной колонны выводили смесь газа и оксидов серы в количестве 4,8 кмоль/ч. С нижней части ректификационной колонны выводили очищенную углеводородную смесь в количестве 97,5 кмоль/ч, которую подавали в теплообменно-холодильные аппараты. Пары ректификата подавали в бустерный пароэжекторный насос и далее совместно с водяным паром в конденсатор-холодильник. После охлаждения в конденсаторе-холодильнике смесь воды и оксидов серы подавали в абсорбер. В качестве абсорбента использовали воду. С верхней части абсорбера отводили отдувочные газы на сжигание, а с нижней части - кислую сернистую воду.Example 3 of the method. Hydrocarbon feeds in an amount of 100 kmol / h were subjected to ozonation, then the hydrocarbon mixture was heated to a temperature of 160 ° C and the stream was fed to a stripping vacuum distillation column. Vacuum in the column (residual pressure of 80 kPa) was created by a booster steam jet pump. In the lower part of the column was injected stripping agent inert gas (nitrogen) in an amount of 2.3 mol%. (2.3 kmol / h). A mixture of gas and sulfur oxides was removed from the top of the distillation column in an amount of 4.8 kmol / h. From the bottom of the distillation column, a purified hydrocarbon mixture was removed in an amount of 97.5 kmol / h, which was fed to heat-exchanging refrigeration units. The rectified vapor was fed into a booster steam ejector pump and then, together with water vapor, to a condenser-cooler. After cooling in a condenser-refrigerator, a mixture of water and sulfur oxides was fed into the absorber. As the absorbent used water. From the upper part of the absorber, exhaust gases were removed for combustion, and from the lower part, acidic sulfur water.

Разделение озонированной углеводородной смеси в ректификационной колонне под вакуумом при остаточном давлении 58,0-95,5 кПа, в присутствии отдувочного агента способствует интенсификации процесса разделения оксидов серы от углеводородной смеси.The separation of the ozonated hydrocarbon mixture in a distillation column under vacuum at a residual pressure of 58.0-95.5 kPa, in the presence of a blowing agent, helps to intensify the process of separation of sulfur oxides from the hydrocarbon mixture.

В табл. 1 представлены показатели работы установок удаления оксидов серы из озонированного сырья. Из табл.1 видно, что предлагаемый способ позволяет сократить расход условного топлива на нагрев озонированной углеводородной смеси и обеспечить при этом извлечение оксидов серы из озонированного углеводородного сырья.In the table. 1 shows the performance of installations for the removal of sulfur oxides from ozonized raw materials. From table 1 it is seen that the proposed method allows to reduce the consumption of fuel equivalent for heating the ozonized hydrocarbon mixture and to ensure the extraction of sulfur oxides from ozonated hydrocarbon feedstocks.

Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ перед известным способом и расширяет диапазон его использования на предприятиях.The proposed method has several advantages over the known method and expands the range of its use in enterprises.

Claims (1)

Способ удаления оксидов серы из озонированного нефтяного и газоконденсатного сырья путем ректификации под вакуумом при остаточном давлении 58,0-95,5 кПа, в присутствии отдувочного агента, подаваемого в колонну в количестве 0,8-2,5% мол. на сырье, при этом выхлоп вакуумсоздающего бустерного пароэжекторного насоса конденсируют, охлаждают и используют образовавшийся конденсат водяного пара для абсорбции оксидов серы.The method of removing sulfur oxides from ozonized oil and gas condensate feedstock by distillation under vacuum at a residual pressure of 58.0-95.5 kPa, in the presence of a blowing agent supplied to the column in an amount of 0.8-2.5 mol%. raw materials, while the exhaust of the vacuum-generating booster steam jet pump is condensed, cooled, and the condensed water vapor is used to absorb sulfur oxides.