BR112013026498B1

BR112013026498B1 - Métodos para isolamento e purificação de sulfeto de sódio

Info

Publication number: BR112013026498B1
Application number: BR112013026498-5A
Authority: BR
Inventors: Sandeep Vasant Chavan; Harshad Ravindra Kini
Original assignee: Aditya Birla Science & Technology Co. Ltd.
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2020-12-15
Also published as: JP2014517798A; CN106904641A; CA2833208A1; EP2696954B1; WO2012147097A3; RU2561625C2; CN106904641B; MX2013012042A; ES2897456T3; CN103635241B; MX356615B; US9114988B2; RU2013150805A; EP2696954A2; EP2696954A4; CA2833208C; KR101897454B1; WO2012147097A2; KR20140026450A; CN103635241A

Abstract

métodos para isolamento e purificação de sulfeto de sódio, e para recuperar na2s e óleo de uma borra a presente revelação provê um método para isolamento e purificação de sulfito de sódio (na2s) formado durante dessulfurização de resíduo de petróleo. o processo envolve tratar uma borra contendo na2s obtida durante dessulfurização de resíduo de petróleo com uma mistura de pelo menos um solvente orgânico e água.

Description

CAMPO DA REVELAÇÃO

[001] A presente revelação se refere a um processo para separação e purificação de sulfeto de sódio obtido durante dessulfurização de óleo bruto de petróleo e óleos pesados.

ANTECEDENTES

[002] Compostos contendo enxofre estão presentes em um ponto maior ou menor em petróleo e nos produtos refinados de petróleo. Compostos de enxofre orgânico são indesejáveis em produtos de petróleo por vários motivos. Eles podem envenenar catalisadores utilizados em refino de petróleo. Além disso, quanto maior a quantidade de compostos de enxofre orgânico em combustíveis de hidrocarboneto, tal como gasolina e óleo de aquecimento, maior o potencial para poluição quando estes combustíveis são queimados. Vários métodos foram desenvolvidos durante os anos para lidar com os problemas apresentados por compostos de enxofre orgânico em petróleo. Esses variam de tratamentos simples dirigidos a tornar menos ofensivos os compostos de enxofre de odor ruim, até processos mais complexos para reduzir ou remover os compostos de enxofre. Os vários métodos utilizados incluem absorção, extração, oxidação hidrodessulfurização, etc.

[003] A dessulfurização de óleos pesados ou óleos brutos de petróleo utilizando sódio metálico foi revelada em vários processos da técnica anterior.

[004] A patente US 3565792 revela um processo integrado para a dessulfurização de óleo bruto ou frações de hidrocarboneto virgem similares em que uma dispersão de sódio metálico é empregada para reagir com os contaminantes de enxofre presentes em tal óleo bruto para formar um precipitado de sulfeto de sódio eliminado a partir do óleo bruto tratado através de centrifugação. O sistema integrado é fornecido reagindo o precipitado de sulfeto de sódio com ácido clorídrico para produzir cloreto de sódio que após recuperação pode ser empregado através de eletrólise para fornecer o sódio necessário para dessulfurização do óleo bruto.

[005] A patente US 3755149 revela um processo para dessulfurizar partes inferiores de vácuo de um resíduo curto que consiste em contatar o resíduo com sódio metálico em uma temperatura de aproximadamente 250°C a aproximadamente 400°C e em uma pressão de hidrogênio de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 atmosferas, extrair o produto contendo borra desse modo produzido com um hidrocarboneto alifático, separar a borra a partir do extrato de hidrocarboneto e remover o hidrocarboneto para fornecer um resíduo dessufurizado.

[006] A US 6210564 revela um processo para dessulfurização de alimentações de petróleo utilizando metal sódio. Alimentações de petróleo contendo enxofre são dessufurizadas por contatar as alimentações com adição em etapas de metal de sódio em temperaturas de pelo menos aproximadamente 250°C na presença de hidrogênio em excesso ao metal de sódio. A formação de Na2S é substancialmente suprimida e a formação de NaSH é promovida no processo de dessulfurização.

[007] A US 2005145545 revela dessulfurização de fluxos de petróleo utilizando sódio metálico. O método de remover enxofre a partir de uma alimentação de hidrocarboneto envolve as etapas de dissolver sódio metálico em um solvente e combinar a solução de solvente/sódio com uma alimentação de hidrocarboneto líquido contendo uma espécie de organoenxofre. A pressão de combinação está acima da pressão de vapor do solvente. A solução de solvente e alimentação de hidrocarboneto combinadas são colocadas em um ambiente de baixa pressão para vaporizar o solvente. O fluxo resultante é combinado com gás hidrogênio e esse fluxo é aquecido e pressurizado para formar um produto de hidrocarboneto líquido contendo sulfeto de sódio. Este produto é, então, resfriado e o sulfeto de sódio é extraído.

[008] Um pedido de patente indiana copendente 845/MUM/2011 revela um processo aperfeiçoado de dessulfurização de resíduo de petróleo por meio de adição de um solvente orgânico apropriado ao óleo de alimentação de petróleo antes da reação de dessulfurização. O processo resulta na formação de sulfeto de sódio (Na2S) como um subproduto principal.

[009] Em geral, o Na2S formado é filtrado e separado do óleo de alimentação dessulfurizado e é, então, dissolvido em água ou submetido à recuperação de Na por processo de eletrólise. Esse subproduto obtido está essencialmente na forma de uma borra aderente e pode conter impurezas como Na não reagido, óleo de alimentação residual e outros sais de sódio orgânico.

[0010] Um dos principais desafios é a separação e a filtração do subproduto daquele do óleo dessulfurizado. Uma quantidade substancial do óleo de alimentação permanece associada a esse subproduto de Na2S. A adição de água diretamente para a recuperação de subproduto não resulta em dissolução total de Na2S devido a um revestimento impenetrável de água do óleo de alimentação residual no subproduto. Este óleo de alimentação permanecendo associado ao Na2S resulta na formação de emulsão em adição de água, provavelmente devido à viscosidade elevada e natureza aderente de óleo de alimentação de petróleo e gravidades específicas similares de água e óleo. Isso leva à formação de uma massa não separável que resulta em perda de óleo de alimentação valioso que permanece associado ao subproduto, bem como contaminação de solução de Na2S pelo óleo de alimentação. Além disso, a recuperação de óleo da borra de subproduto pode ser realizada por meio de um solvente orgânico capaz de dissolver o óleo. Entretanto, um processo de multietapas é necessário com adição do solvente orgânico novo em cada etapa. Isso resulta em uso de grandes quantidades de solvente orgânico e desse modo aumentando o custo de recuperação de solvente por destilação além da perda de solvente associada aos processos de destilação e separação.

[0011] Ainda adicionalmente, o solvente é incapaz de recuperar totalmente o óleo mesmo por meio que aumenta as etapas de extração. Isso é porque à medida que o solvente dissolve o óleo, superfícies de Na2S novo são expostas que não são solúveis nos solventes orgânicos. Desse modo, o óleo que permaneceu retido pela superfície de Na2S sólido não é exposto ao solvente orgânico e consequentemente a eficiência de dissolução cai drasticamente.

[0012] Por conseguinte, é desejável desenvolver um processo simples para separação e purificação de sulfeto de sódio obtido como um subproduto principal a partir do processo de dessulfurização de óleos de petróleo.

[0013] Além disso, é sabido que o uso do subproduto de Na2S em geral é no sentido de regeneração de Na por meio de processos eletrolíticos apropriados. A presente revelação também é direcionada a adição de valor a esse subproduto de Na2S por meio de oxidação em Na2SO3 que é um produto de valor mais elevado.

[0014] Alguns dos documentos de patente representativos que revelam métodos para converter sulfeto de sódio em sulfito de sódio são descritos abaixo.

[0015] A US 3165378 revela um método de converter sulfeto de sódio produzido por tratamento preliminar de licor usado que é recuperado a partir da solução química utilizada na produção de polpa de papel a partir de madeira e similar e que contém compostos de enxofre. O processo compreende passar uma solução aquosa contendo sulfeto de sódio através de uma zona de reação em uma atmosfera de vapor saturado e ar sob pressão substancialmente constante na faixa de 60 a 125 libras por polegada quadrada.

[0016] A US 3657064 revela conversão oxidativa direta de sulfeto de sódio em sulfito de sódio por absorver o calor de reação em um sistema de leito fluidificado utilizando resfriamento adiabático.

[0017] A US 36988660 revela um processo para converter sulfeto de sódio na fusão resultando da queima de licor negro a partir de digestores de polpa semiquímica e polpa de sulfito para sulfito de sódio por oxidação e recuperar o último como produto químico de digestão de polpa, que compreende misturar as partículas de fusão com água, adicionar às mesmas uma quantidade menor de hidróxido de sódio formando a mistura em partículas e introduzir as partículas em um conversor acondicionado com pó seco de sulfito de sódio, carbonato de sódio, etc., não contendo sulfeto de sódio, o processo sendo realizado do início ao fim como um processo úmido.

[0018] Os processos revelados nos documentos de patente da técnica anterior são complexos e demorados. Por conseguinte, é desejável desenvolver um método simples para converter sulfeto de sódio em sulfito de sódio que evita a utilização de catalisador.

OBJETIVOS DA REVELAÇÃO

[0019] Alguns dos objetivos da presente revelação são descritos abaixo:

[0020] É um objetivo de a presente revelação fornecer um processo para isolamento e purificação de sulfeto de sódio (Na2S) formado durante dessulfurização de resíduo de petróleo.

[0021] É outro objetivo da presente revelação fornecer um processo para obter sulfito de sódio (Na2SO3) a partir de Na2S formado durante dessulfurização de resíduo de petróleo.

SUMÁRIO DA REVELAÇÃO

[0022] De acordo com a presente revelação é fornecido um método para isolamento e purificação de sulfeto de sódio (Na2S) formado durante dessulfurização de resíduo de petróleo; o método compreendendo tratar uma borra contendo subproduto de Na2S obtido durante dessulfurização de resíduo de petróleo com uma mistura de pelo menos um solvente orgânico capaz de dissolver o resíduo de petróleo e água; permitir que a borra tratada separe em uma fase orgânica contendo óleo de petróleo e uma fase aquosa contendo Na2S; e destilar a fase aquosa para obter Na2S isolado seguida por purificação.

[0023] Tipicamente, o solvente orgânico é selecionado do grupo que consiste em alcanos, hidrocarbonetos aromáticos, alcenos, alcenos cíclicos, alcinos e misturas dos mesmos.

[0024] De acordo com uma das modalidades da presente revelação o solvente orgânico é pelo menos um solvente de hidrocarboneto selecionado do grupo que consiste em xileno, n-hexano, ciclo-hexano, heptano, hexano, hepteno, octano e tolueno.

[0025] Preferivelmente, o solvente orgânico é xileno.

[0026] Tipicamente, a proporção do solvente orgânico para água é de 0,5:1 a 2:1.

[0027] De acordo com outra modalidade da presente revelação é fornecido um método para recuperar Na2S e óleo a partir de uma borra resultando de dessulfurização de resíduo de petróleo; o método compreendendo as seguintes etapas: - preparar uma mistura de pelo menos um solvente orgânico e água; - adicionar a mistura à borra em uma temperatura de aproximadamente 25 a 100°C por um período de aproximadamente 20 minutos a 2 horas sob agitação e opcionalmente resfriando para obter uma solução; - transferir a solução para um funil de separação e deixando de lado para obter uma mistura contendo uma fase aquosa contendo Na2S e uma fase orgânica contendo óleo de petróleo; e - destilar cada das duas fases separadamente para recuperar o solvente orgânico e o óleo a partir da fase orgânica e água e Na2S da fase aquosa, respectivamente.

[0028] De acordo com outra modalidade da presente revelação é fornecido um método para separação e purificação de sulfeto de sódio (Na2S) formado durante dessulfurização de resíduo de petróleo; o método compreendendo submeter uma borra contendo Na2S obtido durante dessulfurização de resíduo de petróleo para lavar com pelo menos um solvente orgânico seguido por tratamento com água.

[0029] De acordo com outro aspecto da presente revelação é fornecido um processo para a preparação de sulfito de sódio (Na2SO3) a partir do sulfeto de sódio (Na2S) que é obtido pelo processo da presente revelação; o processo compreendendo oxidação de sulfeto de sódio (Na2S).

[0030] Tipicamente, a oxidação de sulfeto de sódio (Na2S) compreende dissolver sulfeto de sódio em água destilada para obter uma solução; submeter a refluxo a solução em uma temperatura de aproximadamente 50 a 80°C; purgar ar comprimido através da solução por um período de aproximadamente 20 minutos a 120 minutos; e aquecer a solução em uma temperatura de aproximadamente 140 a 180°C para obter pó de sulfito de sódio sólido.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA REVELAÇÃO

[0031] De acordo com a presente revelação é fornecido um método para isolamento e purificação de sulfeto de sódio (Na2S) formado durante dessulfurização de resíduo de petróleo. O processo é descrito abaixo em detalhe. Inicialmente, uma borra contendo Na2S que é obtida durante dessulfurização de resíduo de petróleo é tratada com uma mistura de pelo menos um solvente orgânico capaz de dissolver o resíduo de petróleo e água. Na etapa seguinte, a borra tratada é deixada separar em uma fase orgânica contendo óleo de petróleo e uma fase aquosa contendo Na2S. Finalmente, a fase aquosa é submetida à destilação para obter Na2S isolado seguida por purificação.

[0032] De acordo com a presente revelação o solvente orgânico utilizado para tratar a borra inclui, porém não é limitado a alcanos, hidrocarbonetos aromáticos, alcenos, alcenos cíclicos, alcinos e misturas dos mesmos.

[0033] De acordo com uma das modalidades da presente revelação o solvente orgânico é pelo menos um solvente de hidrocarboneto selecionado do grupo que consiste em xileno, n-hexano, ciclo-hexano, heptano, hexano, hepteno, octano e tolueno.

[0034] De acordo com a modalidade preferida da presente revelação o solvente orgânico utilizado para tratar a borra é xileno.

[0035] Tipicamente, a proporção do solvente orgânico para água é de 0,5:1 a 2:1.

[0036] De acordo com outra modalidade da presente revelação é fornecido um método para recuperar Na2S e óleo a partir de uma borra resultando de dessulfurização de resíduo de petróleo. O método é descrito abaixo:

[0037] Inicialmente, uma mistura de pelo menos um solvente orgânico e água é preparada. A mistura de solvente orgânico e água é, então, adicionada à borra em uma temperatura entre 25 a 100 graus C por um período de aproximadamente 20 minutos a 2 horas sob agitação que é então opcionalmente resfriado para obter uma solução. A solução obtida é transferida para um funil de separação. É então deixada assentar para obter uma mistura contendo uma fase aquosa que contém Na2S e uma fase orgânica contendo óleo.

[0038] Na etapa seguinte, a fase orgânica é submetida à destilação para isolar solvente orgânico e óleo. Separadamente, a fase aquosa também é submetida à destilação para isolar água e Na2S.

[0039] Tipicamente, o método compreende ainda uma etapa de método de reciclagem do solvente orgânico.

[0040] Os inventores da presente revelação verificaram que a adição de mistura de xileno - água resulta em melhor separação do óleo de alimentação tratado e Na2S bem como melhor dissolução de Na2S que resulta na formação de uma solução de Na2S.

[0041] A presença de xileno resulta em remoção contínua e dissolução de óleo de alimentação residual ligado ao Na2S, desse modo expondo superfícies de Na2S novo que, então, prontamente é dissolvido em água. O Na2S dissolvido, por sua vez, leva à liberação de óleo de alimentação que é adicionalmente capturado por xileno. Desse modo, esses dois processos caminham juntos e resultam em melhor separação de óleo de alimentação residual e Na2S.

[0042] Outra vantagem da presente revelação é que o solvente orgânico como xileno utilizado no processo é capaz de separar a fase aquosa (contendo Na2S) e a fase orgânica (contendo óleo de alimentação), desse modo eliminando a necessidade de qualquer unidade de filtração adicional.

[0043] De acordo com outra modalidade da presente revelação, a adição de uma mistura contendo pelo menos um solvente orgânico e água é realizada imediatamente após o processo de dessulfurização e filtração de produto de Na2S.

[0044] De acordo com a presente revelação é também fornecido um método alternativo para separação e purificação de sulfeto de sódio (Na2S) formado durante dessulfurização de resíduo de petróleo. O método envolve submeter uma borra contendo Na2S obtido durante dessulfurização de resíduo de petróleo a lavagem com pelo menos um solvente orgânico seguido por tratamento com água.

[0045] A solução de Na2S obtida pode não estar na forma pura e pode conter NaOH, NaxSy juntamente com outras impurezas inorgânicas e orgânicas a partir do óleo de alimentação. Portanto, a solução é purificada por filtrar a mesma através de carvão ativado para obter uma solução clara.

[0046] De acordo com aspecto adicional da presente revelação é fornecido um processo para a preparação de sulfito de sódio a partir de sulfeto de sódio (Na2S) obtido pelo processo como descrito acima. O processo de preparar sulfeto de sódio envolve oxidação de sulfeto de sódio (Na2S). O processo de oxidação é descrito abaixo.

[0047] Na primeira etapa, sulfeto de sódio é dissolvido em água destilada para obter uma solução que é submetida a refluxo em uma temperatura de aproximadamente 50 a 80°C. Ar comprimido é, então, purgado através da solução por um período de aproximadamente 20 a 120 minutos. A solução é aquecida a uma temperatura de aproximadamente 140°C a 180°C para obter pó de sulfito de sódio sólido.

[0048] A vantagem do processo de oxidação da presente revelação é que é realizado na ausência de catalisador.

[0049] Os processos são descritos abaixo em detalhe com a ajuda dos seguintes exemplos não limitadores. Os exemplos são meramente ilustrativos da revelação e não devem ser interpretados como limitadores.

EXEMPLOS

[0050] Os exemplos de dessulfurização descritos abaixo foram realizados em Óleo de Alimentação de Negro de Fumo (CBFO) que é um representativo da fração de óleo de petróleo (resíduo), especialmente conhecido como óleo pesado ou óleo residual. Os experimentos de dessulfurização de CBFO foram realizados utilizando metal sódio. A descrição detalhada do processo de dessulfurização é dada no pedido de patente indiana copendente 845/MUM/2011. Desse modo, a dessulfurização do CBFO foi principalmente realizada utilizando sódio, entretanto, envolvendo variantes de processo em termos de hidrogênio e o solvente orgânico xileno como os componentes auxiliares. Desse modo, para estudar o efeito de hidrogênio e xileno no processo de dessulfurização em termos de rendimento e formação de subproduto, os seguintes esquemas foram pesquisados:

[0051] Exemplo 1: dessulfurização com sódio na presença de xileno e na ausência de H2

[0052] Exemplo 2: dessulfurização com sódio na presença de xileno e na presença de H2

[0053] Exemplo 3: dessulfurização com sódio na ausência de xileno e na ausência de H2

[0054] Exemplo 4: dessulfurização com sódio na ausência de xileno e na presença de H2

Exemplo 1:

[0055] Aproximadamente 210 g de CBFO e 90 ml de xileno foram tomados em um reator de pressão elevada. Isso corresponde a uma razão de CBFO:xileno de 70:30 (peso:volume). Nenhum hidrogênio foi adicionado ao reator. A quantidade estequiométrica de metal sódio foi, então, adicionada ao reator. A reação foi, então, realizada em uma temperatura de aproximadamente 290°C com um tempo de permanecia de 1 h. Após a reação o conteúdo foi resfriado e decantado. Isso resultou na formação de duas fases distintas, aquela do CBFO dessulfurizado como uma fase líquida e uma borra de Na2S + CBFO como a fase semissólida. O CBFO decantado foi pesado e os rendimentos desse CBFO e aquele da borra são dados na Tabela 1.

Exemplo 2:

[0056] Aproximadamente 210 g de CBFO e 90 ml de xileno foram tomados em um reator de pressão elevada e aproximadamente 300 psig de hidrogênio foram adicionados ao reator.

Exemplo 3:

[0057] Aproximadamente 210 g de CBFO foram tomados e nenhum xileno ou hidrogênio foi adicionado.

Exemplo 4:

[0058] Aproximadamente 210 g de CBFO foram tomados e nenhum xileno foi adicionado, entretanto, aproximadamente 300 psig de hidrogênio foram adicionados ao reator.

[0059] Em todos os exemplos 2 a 4, a quantidade estequiométrica de metal sódio foi adicionada e as condições de reação e processos foram similares àquela dada no exemplo 1. Todos esses exemplos resultaram na formação de CBFO e borra (Na2S + CBFO) em proporções variáveis. O rendimento do CBFO decantado e a borra são fornecidos na tabela 1. Foi observado que nos exemplos (1 & 2) que utilizam xileno, o rendimento de CBFO foi mais elevado enquanto o rendimento de borra foi mais baixo em comparação com os exemplos (3 & 4) sem xileno. Tabela 1: rendimentos de CBFO e borra em esquemas de processo diferentes

[0060] Outro experimento de dessulfurização foi realizado utilizando quantidade inferior de xileno (5%) a fim de reduzir o teor de xileno para melhor economia de processo bem como aperfeiçoar a eficiência de processamento e dessulfurização. Os detalhes experimentais são dados no exemplo 5 abaixo. Exemplo 5: dessulfurização na presença de baixa quantidade de xileno (5%) e na presença de H2:

[0061] Nesse caso aproximadamente 285 g de CBFO e 15 ml de xileno foram tomados em um reator de pressão elevada e aproximadamente 300 psig de hidrogênio foram adicionados ao reator. A esse, a quantidade estequiométrica de metal sódio foi adicionada. A temperatura de reação foi mantida em aproximadamente 290°C por um tempo de permanência de 1 h. Desse modo, após a reação o CBFO foi resfriado e decantado. Esse esquema resultou também em quantidade substancial de fase de borra (Na2S + CBFO). O CBFO decantado foi pesado. O rendimento do CBFO e a borra é fornecido na Tabela 2. Tabela no. 2

[0062] Em todos os exemplos acima (1 a 5), a separação e purificação do Na2S presente na borra foram realizados, por meio de adição simultânea de um solvente orgânico e água a essa borra. O solvente orgânico utilizado de acordo com a modalidade preferida da presente revelação sendo xileno. Desse modo, uma mistura de (1:1) de Xileno e água foi preparada tomando 250 ml de Xileno e 250 ml de água. Pode ser observado que o termo mistura aqui se refere a xileno e água que foram tomados juntos em um béquer, entretanto, eles não eram uma mistura homogênea e eram de forma compreensível imiscíveis. Desse modo, uma mistura de 1:1 xileno:água foi adicionada aos 28% de borra formados no exemplo 1 e foi, então, aquecida a 100°C por 1 hora sob agitação vigorosa. O conteúdo foi, então, deixado resfriar e a solução inteira foi coletada em um béquer. Desse modo, foi observado que a borra contendo CBFO viscoso e Na2S sólido foi convertida no que pareceu ser uma solução uniforme sem nenhuma presença de sólido. Desse modo, não houve exigência adicional de filtração para a separação dos sólidos do óleo. A solução inteira foi, então, transferida para um funil de separação e deixada estabilizar. Isso resultou eventualmente em uma separação de fase clara de camada de água com Na2S dissolvido na mesma e uma camada de xileno com o CBFS residual dissolvido na mesma. Além disso, para os exemplos (2-4), as várias quantidades de borra foram tratadas com a mesma quantidade de mistura de xileno:água, e foram adicionalmente aquecidas a 100°C por 1 h, resfriadas e deixadas separar.

[0063] Após a separação em duas camadas, as camadas foram coletadas individualmente para cada dos exemplos (1-4). A camada de xileno + CBFO foi, então, submetida a um rotavapor para destilar o xileno a partir da mistura. O xileno puro foi então recuperado e foi coletado de volta, deixando para trás o CBFO residual. O xileno coletado poderia ser então reciclado para o processo de dessulfurização. O CBFO poderia ser adicionado de volta ao CBFO dessulfurizado, desse modo aumentando o rendimento total ou minimizando a perda. Similarmente, para a camada de água, a água foi destilada em um rotavapor e coletada de volta, deixando para trás o pó de sulfeto de sódio de cor amarela.

[0064] No exemplo 5, a separação e purificação de Na2S presente na borra foram realizadas no modo similar àquele do exemplo (1-4). A única alteração no processo foi a quantidade de mistura de xileno-água adicionada ao sistema. Nesse caso aproximadamente 100 ml de xileno e 100 ml de água foram adicionados aos 24% de borra formada durante o processo. Essa mistura foi então aquecida a 100°C por 1 hora e então o sistema foi deixado resfriar. A solução inteira que parece ser uniforme e miscível foi coletada em um béquer. Essa foi então deixada estabilizar em um funil de separação, que leva a uma separação de fase clara de camada de água com Na2S dissolvido na mesma e uma camada de xileno com o CBFS residual dissolvido na mesma. A camada de água e xileno foi, então, destilada como nos exemplos anteriores. A Tabela 3 resume as eficiências de dessulfurização para vários esquemas de exemplo bem como a quantidade de sólido Na2S recuperado. Tabela 3. Eficiências de dessulfurização para diferentes esquemas e quantidade de Na2S

[0065] A segunda parte da revelação com relação à purificação e conversão do Na2S em Na2SO3 é descrita abaixo com a ajuda dos seguintes exemplos.

Exemplo 6

[0066] 210 g de CBFO foram misturados com 90 ml de xileno. Isso resultou em uma mistura como CBFO:xileno = 70:30 (base de peso : volume). A mistura foi misturada completamente e, então, transferida para um reator de pressão elevada. A quantidade estequiométrica de metal de sódio foi pesada separadamente. O metal sódio foi, então, cortado em pequenos pedaços e adicionado à mistura de CBFO/xileno no reator. O reator foi, então, pressurizado com aproximadamente 300 psi de hidrogênio. O reator foi subseqüentemente aquecido a uma temperatura de 290°C por um período de 1 h. Após a reação, a solução inteira foi deixada resfriar até a temperatura ambiente e, então, o CBFO foi decantado. As quantidades de CBFO e borra foram separadas e pesadas. A percentagem de dessulfurização juntamente com a percentagem de rendimento do CBFO e borra é dada abaixo. Tabela 4

[0067] Nesse exemplo (6), a separação e purificação de Na2S presente na borra foram realizadas diferentemente, em que a borra foi submetida a uma lavagem de xileno com 100 ml de xileno a 60°C. Esse processo de lavagem de xileno foi repetido três vezes de modo a purificar o Na2S tanto quanto possível por meio de dissolver o CBFO ligado à borra no xileno. Após os tratamentos de lavagem de xileno, a massa sólida foi tratada com 200 ml de água a 90°C, que resultou na formação de uma solução de cor preta turva principalmente consistindo em sulfeto de sódio dissolvido e algumas impurezas de carbono sólidas. Essa solução obtida foi, então, filtrada utilizando carvão ativado, para remover as impurezas de carbono e obter uma solução de sulfeto de sódio de cor amarela clara, purificada. Além disso, água a partir dessa solução foi removida por desidratação térmica para obter um pó de sulfeto de sódio de cor amarela.

[0068] Esse produto de sulfeto de sódio sólido obtido a partir do processo de dessulfurização e purificação geral foi adicionalmente submetido a um processo de oxidação utilizando ar comprimido para formar sulfito de sódio.

[0069] Desse modo, aproximadamente 1,2 g de pó de sulfeto de sódio como obtidos no exemplo 6 foram tomados em um béquer e dissolvidos em 25 ml de água destilada.

[0070] Esta solução foi então transferida em um frasco de fundo redondo com 3 gargalos e foi aquecida na faixa de temperatura de 60 a 70°C com um refluxo. Ar comprimido foi então purgado para essa solução nessa temperatura por um período de 30 min. Após 30 minutos, a solução foi então transferida para o béquer e então aquecida adicionalmente a uma temperatura de 160°C. Isto resultou em evaporação da água em excesso e regeneração de pó de sulfito de sódio sólido.

[0071] Além disso, experimentos foram realizados para otimizar o processo da formação de sulfito de sódio. Estes estudos de otimização são discutidos no exemplo 7, 8 e 9. Os parâmetros/condições de processo são fornecidos na Tabela 5. Tabela 5: otimização de processo em tempo de residência diferente

[0072] A tabela acima descreve o efeito de tempo sobre a formação de produto de sulfito de sódio (Na2SO3). Desse modo, em cada caso, a quantidade de sulfeto de sódio (Na2S) e água exigida para dissolução foi mantida constante. As reações foram novamente realizadas em uma temperatura de 60 a 70°C com intervalos de residência diferentes de 30 min., 60 min., e 90 min., respectivamente. O sistema foi, então, resfriado e o material sólido regenerado foi então submetido à análise XRD para sua determinação de fase. Foi observado que a pureza do sulfito de sódio formado para cada dos casos foi similar independente dos intervalos de tempo de reação.

Exemplo 10:

[0073] Nesse exemplo, uma etapa de desidratação térmica como descrito no Exemplo 6 foi evitada, isto é, a solução de sulfito de sódio não foi convertida em sulfeto de sódio sólido. Em vez disso a camada de água obtida do exemplo 1 foi diretamente filtrada utilizando carvão ativado que resulta na formação de uma solução de cor amarela clara. Aproximadamente 25 ml dessa solução foram então tomadas em um frasco de fundo redondo de 3 gargalos e foram aquecidas em temperatura de 60 a 70°C com um refluxo. Ar comprimido foi, então, purgado nessa solução nessa temperatura por um período de 30 min. Após 30 min. a solução foi, então, transferida para o béquer e aquecida a 160°C para regenerar sulfeto de sódio sólido.

[0074] Em todo esse relatório descritivo a palavra “compreendem” ou variações como “compreende” ou “compreendendo” será entendida como indicando a inclusão de um elemento, inteiro ou etapa mencionada ou grupo de elementos, inteiros ou etapas, porém não a exclusão de qualquer elemento, inteiro ou etapa, ou grupo de elementos, inteiros ou etapas.

[0075] O uso da expressão “pelo menos” ou “pelo menos um” sugere o uso de um ou mais elementos ou ingredientes ou quantidades, visto que o uso pode ser na modalidade da revelação para obter um ou mais dos objetivos ou resultados desejados.

[0076] Qualquer discussão de documentos, atos, materiais, dispositivos, artigos ou similares que foi incluída nesse relatório descritivo é exclusivamente para fins de fornecer um contexto para a revelação. Não deve ser tomado como admissão de que todos ou quaisquer desses assuntos formem parte da base da técnica anterior ou fossem de conhecimento geral comum no campo relevante à revelação como existisse em qualquer lugar antes da data de prioridade desse pedido.

[0077] Os valores numéricos mencionados para os vários parâmetros físicos, dimensões ou quantidades são somente aproximações e é previsto que os valores mais elevados/mais baixos do que os valores numéricos atribuídos aos parâmetros, dimensões ou quantidades estão compreendidos no escopo da revelação, a menos que haja uma declaração no relatório descritivo específica ao contrário.

[0078] A descrição acima das modalidades específicas revelará desse modo totalmente a natureza geral das modalidades da presente invenção que outros podem, por aplicar conhecimento atual, prontamente modificar e/ou adaptar para várias aplicações tais modalidades específicas sem afastar do conceito genérico e, portanto, tais adaptações e modificações devem e pretendem ser abrangidas no significado e faixa de equivalentes das modalidades reveladas. Deve ser entendido que a fraseologia ou terminologia empregada aqui é para fins de descrição e não de limitação. Portanto, embora as modalidades da presente invenção tenham sido descritas em termos de modalidades preferidas, aqueles versados na técnica reconhecerão que as modalidades da presente invenção podem ser postas em prática com modificação compreendida no espírito e escopo das modalidades como descritas aqui.

Claims

1. Método para isolamento e purificação de sulfeto de sódio (Na2S) formado durante dessulfurização de resíduo de petróleo; o método caracterizado pelo fato de que compreende tratar uma borra contendo Na2S obtida durante dessulfurização de resíduo de petróleo com uma mistura de pelo menos um solvente orgânico capaz de dissolver o resíduo de petróleo e água; permitir que a borra tratada separe em uma fase orgânica contendo óleo de petróleo e uma fase aquosa contendo Na2S; e destilar a fase aquosa para obter Na2S isolado seguida por purificação.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: - preparar uma mistura de pelo menos um solvente orgânico e água; - adicionar a mistura à borra em uma temperatura de 25 a 100°C por um período de 20 min a 2 horas sob agitação e opcionalmente resfriamento para obter uma solução; - transferir a solução para um funil de separação e deixar de lado para obter uma mistura contendo uma fase aquosa contendo Na2S e uma fase orgânica contendo óleo de petróleo; e - destilar cada das duas fases separadamente para recuperar o solvente orgânico e o óleo da fase orgânica e água e Na2S da fase aquosa, respectivamente.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o solvente orgânico é selecionado do grupo que consiste em alcanos, hidrocarbonetos aromáticos, alcenos, alcenos cíclicos, alcinos e misturas dos mesmos.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o solvente orgânico é pelo menos um solvente de hidrocarboneto selecionado do grupo que consiste em xileno, n-hexano, ciclo-hexano, heptano, hexano, hepteno, octano e tolueno.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proporção do solvente orgânico para água é de 0,5:1 a 2:1.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sulfeto de sódio (Na2S) é adicionalmente oxidado para Na2SO3; a dita oxidação compreendendo dissolver Na2S em água destilada para obter uma solução; submeter a refluxo a solução em uma temperatura de 50 a 80°C; purgar ar comprimido através da solução por um período de 20 minutos a 120 minutos; e aquecer a solução em uma temperatura de 140°C a 180°C para obter pó de sulfito de sódio (Na2SO3) sólido.