ES2897456T3 - Un procedimiento para la separación y purificación del sulfuro sódico - Google Patents
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Abstract
Un método para el aislamiento y la purificación de Na2S formado durante la desulfuración de residuo de petróleo; comprendiendo dicho método tratar un lodo que contiene Na2S obtenido durante la desulfuración de residuo de petróleo con una mezcla de al menos un disolvente orgánico capaz de disolver el residuo de petróleo y agua; permitir que el lodo tratado se separe en una fase orgánica que contiene aceite de petróleo y una fase acuosa que contiene Na2S; y destilar la fase acuosa para obtener Na2S aislado, seguido de purificación.
Description
DESCRIPCIÓN
Un procedimiento para la separación y purificación de sulfuro sódico
Campo de la invención
La presente divulgación se refiere a un procedimiento para la separación y purificación de sulfuro sódico obtenido durante la desulfuración de aceite en bruto de petróleo y aceites pesados.
Estado de la técnica
Los compuestos que contienen azufre están presentes en mayor o menor medida en el petróleo y en los productos refinados del petróleo. Los compuestos orgánicos de azufre son indeseables en los productos del petróleo por varias razones. Pueden envenenar los catalizadores utilizados en la refinación de petróleo. Además, cuanto mayor sea la cantidad de compuestos orgánicos de azufre en los combustibles de hidrocarburos, tales como gasolina y aceite de calentamiento, mayor será el potencial de contaminación cuando se queman estos combustibles. Se han desarrollado varios métodos a lo largo de los años para hacer frente a los problemas que plantean los compuestos orgánicos de azufre en el petróleo. Estos van desde tratamientos sencillos destinados a hacer menos ofensivos los compuestos de azufre malolientes, a procedimientos más complejos para reducir o retirar los compuestos de azufre. Los diversos métodos usados incluyen absorción, extracción, oxidación, hidrodesulfuración, etc.
La desulfuración de aceites pesados o aceites en bruto de petróleo usando sodio metálico se ha descrito en varios procedimientos de la técnica anterior.
La Patente de EE.UU. N.° 3565792 describe un procedimiento integrado para la desulfuración de aceite en bruto o fracciones de hidrocarburos vírgenes similares en donde se emplea una dispersión de sodio metálico para reaccionar con los contaminantes de azufre presentes en dicho aceite en bruto para formar un precipitado de sulfuro sódico eliminado del producto en bruto tratado mediante centrifugación. El sistema integrado se proporciona haciendo reaccionar el precipitado de sulfuro sódico con ácido clorhídrico para producir cloruro sódico que, después de la recuperación, puede emplearse mediante electrólisis para proporcionar el sodio necesario para la desulfuración del aceite en bruto.
La Patente de EE.UU. N.° 3755149 describe un procedimiento para desulfurar fondos de vacío de un residuo corto que consiste en poner en contacto dicho residuo con sodio metálico a una temperatura de aproximadamente 250 °C a aproximadamente 400 °C y a una presión de hidrógeno de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 atmósferas, extraer el producto que contiene lodos producido de esta manera con un hidrocarburo alifático, separar el lodo del extracto de hidrocarburo y retirar dicho hidrocarburo para producir un residuo desulfurado.
El documento US6210564 describe un procedimiento para la desulfuración de suministros de petróleo usando sodio metálico. Los suministros de petróleo que contienen azufre se desulfuran poniendo en contacto los suministros con la adición escalonada de sodio metálico a temperaturas de al menos aproximadamente 250 °C en presencia de un exceso de hidrógeno con respecto a sodio metálico. La formación de Na2S se suprime sustancialmente y se promueve la formación de NaSH en el procedimiento de desulfuración.
El documento US2005145545 describe la desulfuración de corrientes de petróleo usando sodio metálico. El método para retirar el azufre de un suministro de hidrocarburos implica las etapas de disolver el sodio metálico en un disolvente y combinar la solución de sodio/disolvente con un suministro de hidrocarburo líquido que contiene una especie de organoazufre. La presión de combinación está por encima de la presión de vapor del disolvente. El suministro de hidrocarburos combinado y la solución de disolvente se colocan en un entorno de baja presión para vaporizar el disolvente. La corriente resultante se combina con hidrógeno gaseoso y esta corriente se calienta y se presuriza para formar un producto de hidrocarburo líquido que contiene sulfuro sódico. A continuación, este producto se enfría y se extrae el sulfuro sódico.
Una solicitud de Patente india co-pendiente N.° 845/MUM/2011 publicada el 21 de marzo de 2014 y posteriormente concedida el 31 de octubre de 2018 como Patente india N.° 302730 describe un procedimiento mejorado de desulfuración de residuos de petróleo mediante la adición de un disolvente orgánico al aceite de suministro de petróleo antes de la reacción de desulfuración. El procedimiento da como resultado la formación de sulfuro sódico (Na2S) como un subproducto principal.
En general, el Na2S formado se filtra y se separa del aceite de suministro desulfurado y después se disuelve en agua o bien se somete a recuperación de Na mediante un procedimiento de electrólisis. Este subproducto obtenido se encuentra esencialmente en forma de un lodo pegajoso y puede contener impurezas tales como Na sin reaccionar, aceite de suministro residual y otras sales orgánicas de sodio.
Uno de los principales desafíos es la separación y filtración del subproducto del aceite desulfurado. Una cantidad sustancial del aceite de suministro permanece asociada a este subproducto de Na2S. La adición de agua directamente para la recuperación de subproductos, no resulta en la disolución completa de Na2S debido a un recubrimiento impenetrable al agua del aceite de suministro residual sobre el subproducto. Este aceite de suministro restante asociado al Na2S, da como resultado la formación de una emulsión tras la adición de agua, probablemente debido a la alta viscosidad y la naturaleza pegajosa del aceite de suministro de petróleo y las densidades específicas similares del agua y el aceite. Esto conduce a la formación de una masa no separable que da como resultado la pérdida del valioso aceite de suministro que queda asociado al subproducto, así como la contaminación de la solución de Na2S por el aceite de suministro. Además, la recuperación de aceite del lodo subproducto puede llevarse a cabo por medio de un disolvente orgánico capaz de disolver el aceite. Sin embargo, se requiere un procedimiento de múltiples etapas con la adición de disolvente orgánico reciente en cada etapa. Esto da como resultado el uso de grandes cantidades de disolvente orgánico y, por lo tanto, aumenta el coste de la recuperación del disolvente por destilación además de la pérdida de disolvente asociada a los procedimientos de separación y destilación.
Aun así, además, el solvente es incapaz de recuperar completamente el aceite incluso aumentando las etapas de extracción. Esto se debe a que a medida que el disolvente disuelve el aceite, se exponen superficies de Na2S nuevas que no son solubles en los disolventes orgánicos. Por lo tanto, el aceite que ha quedado atrapado por la superficie de Na2S sólido no queda expuesta al disolvente orgánico y, por tanto, la eficiencia de disolución disminuye drásticamente. En consecuencia, es deseable desarrollar un procedimiento sencillo para la separación y purificación del sulfuro sódico obtenido como un subproducto principal del procedimiento de desulfuración de aceites de petróleo.
Además, se sabe que el uso del subproducto de Na2S en general está destinado a la regeneración de Na por medio de procedimientos electrolíticos adecuados. La presente descripción también tiene como objeto la adición de valor a este subproducto de Na2S por medio de oxidación a Na2SO3 que es un producto valor más alto.
Algunos de los documentos de patente representativos que describen métodos para convertir sulfuro sódico en sulfito sódico se describen a continuación en el presente documento.
El documento US 3165378 describe un método para convertir sulfuro sódico producido por tratamiento preliminar de licor gastado que se recupera de la solución química usada en la producción de pulpa de papel a partir de madera y similares y que contiene compuestos de azufre. El procedimiento comprende hacer pasar una solución acuosa que contiene sulfuro sódico a través de una zona de reacción en una atmósfera de vapor saturado y aire bajo una presión sustancialmente constante dentro del intervalo de 413,68 a 861,84 kilopascales (60 a 125 libras por pulgada cuadrada).
El documento US3657064 describe la conversión oxidativa directa de sulfuro sódico en sulfito sódico absorbiendo el calor de reacción en un sistema de lecho fluidizado usando enfriamiento adiabático.
El documento US3698860 describe un procedimiento para convertir sulfuro sódico en el fundido resultante de la quema de licor negro de digestores de pulpa semiquímica y pulpa de sulfito en sulfito sódico por oxidación y recuperar este último como producto químico de digestión de pulpa, que comprende mezclar las partículas fundidas con agua, añadir una pequeña cantidad de hidróxido sódico formando la mezcla en partículas e introducir las partículas en un convertidor envasado con polvo seco de sulfito sódico, carbonato sódico, etc., que no contiene sulfuro sódico, realizándose el procedimiento en su totalidad como un procedimiento húmedo.
Los procedimientos descritos en los documentos de patente de la técnica anterior son complejos y requieren mucho tiempo. En consecuencia, es deseable desarrollar un método sencillo para convertir sulfuro sódico en sulfito sódico que evite la utilización de catalizador.
Objetos de la invención
Algunos de los objetos de la presente descripción se describen a continuación en el presente documento:
Es un objeto de la presente descripción proporcionar un procedimiento para el aislamiento y purificación de sulfuro sódico (Na2S) formado durante la desulfuración de residuo de petróleo.
Es otro objeto de la presente descripción proporcionar un procedimiento para obtener sulfito sódico (Na2SO3) a partir del Na2S formado durante la desulfuración de residuos de petróleo.
Breve explicación de la invención
De acuerdo con la presente descripción, se proporciona un método para el aislamiento y purificación de sulfuro sódico (Na2S) formado durante la desulfuración de residuos de petróleo; comprendiendo dicho método tratar un lodo que contiene subproducto Na2S obtenido durante la desulfuración de residuo de petróleo con una mezcla de al menos un
disolvente orgánico capaz de disolver el residuo de petróleo y agua; permitir que el lodo tratado se separe en una fase orgánica que contiene aceite de petróleo y una fase acuosa que contiene Na2S; y destilar la fase acuosa para obtener Na2S aislado seguido de purificación.
Normalmente, el disolvente orgánico se selecciona del grupo que consiste en alcanos, hidrocarburos aromáticos, alquenos, alquenos cíclicos, alquinos y mezclas de los mismos.
De acuerdo con una de las realizaciones de la presente descripción el disolvente orgánico es al menos un disolvente de hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste en xileno, n-hexano, ciclohexano, heptano, hexano, hepteno, octano y tolueno.
Preferentemente, el disolvente orgánico es xileno.
Normalmente, la proporción de disolvente orgánico a agua es de 0,5:1 a 2:1.
De acuerdo con otra realización de la presente descripción, se proporciona un método para recuperar Na2S y aceite de un lodo resultante de la desulfuración de residuos de petróleo; comprendiendo dicho método las siguientes etapas: - preparar una mezcla de al menos un disolvente orgánico y agua;
- añadir la mezcla al lodo a una temperatura de 25 -100 °C durante un período de 20 minutos a 2 horas con agitación y opcionalmente enfriar para obtener una solución;
- transferir la solución a un embudo de decantación y dejarla a un lado para obtener una mezcla que contiene una fase acuosa que contiene Na2S y una fase orgánica que contiene aceite de petróleo; y
- destilar cada una de las dos fases por separado para recuperar el disolvente orgánico y el aceite de la fase orgánica y agua y Na2S de la fase acuosa respectivamente.
De acuerdo con otro aspecto de la presente descripción se proporciona un procedimiento para la preparación de sulfito sódico (Na2SO3) de sulfuro sódico (Na2S) que se obtiene mediante el procedimiento de la presente descripción; comprendiendo dicho procedimiento la oxidación de sulfuro sódico (Na2S).
Normalmente, la oxidación del sulfuro sódico (Na2S) comprende disolver sulfuro sódico en agua destilada para obtener una solución; calentar la solución a reflujo a una temperatura de 50 a 80 °C; purgar aire comprimido a través de la solución durante un período de 20 minutos a 120 minutos; y calentar la solución a una temperatura de 140 a 180 °C para obtener polvo de sulfito sódico sólido.
Descripción detallada de la invención
De acuerdo con la presente descripción, se proporciona un método para el aislamiento y purificación de sulfuro sódico (Na2S) formado durante la desulfuración de residuos de petróleo. El procedimiento se describe en el presente documento en detalle a continuación. Inicialmente, un lodo que contiene Na2S que se obtiene durante la desulfuración de residuo de petróleo se trata con una mezcla de al menos un disolvente orgánico capaz de disolver el residuo de petróleo y agua. En la etapa siguiente, se permite que el lodo tratado se separe en una fase orgánica que contiene aceite de petróleo y una fase acuosa que contiene Na2S. Finalmente, la fase acuosa se somete a destilación para obtener Na2S aislado seguido de purificación.
De acuerdo con la presente descripción el disolvente orgánico usado para tratar el lodo incluye pero no se limita a alcanos, hidrocarburos aromáticos, alquenos, alquenos cíclicos, alquinos y mezclas de los mismos.
De acuerdo con una de las realizaciones de la presente descripción el disolvente orgánico es al menos un disolvente de hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste en xileno, n-hexano, ciclohexano, heptano, hexano, hepteno, octano y tolueno.
De acuerdo con la realización preferida de la presente descripción el disolvente orgánico usado para tratar el lodo es xileno.
Normalmente, la proporción de disolvente orgánico a agua es de 0,5:1 a 2:1.
De acuerdo con otra realización de la presente descripción, se proporciona un método para recuperar Na2S y aceite de un lodo resultante de la desulfuración de residuos de petróleo. El método se describe en el presente documento a continuación: Inicialmente, se prepara una mezcla de al menos un disolvente orgánico y agua.
La mezcla de disolvente orgánico y agua se añade a continuación al lodo a una temperatura entre 25 -100 grados C durante un período de 20 minutos a 2 horas en agitación que a continuación se enfría opcionalmente para obtener una solución. La solución obtenida se transfiere a un embudo de decantación. A continuación se deja reposar para obtener una mezcla que contiene una fase acuosa que contiene Na2S y una fase orgánica que contiene aceite. En la siguiente etapa, la fase orgánica se somete a destilación para aislar el disolvente orgánico y el aceite. Por separado, la fase acuosa también se somete a destilación para aislar agua y Na2S.
Normalmente, el método comprende además una etapa de método de reciclado del disolvente orgánico.
Los inventores de la presente descripción encontraron que la adición de una mezcla de xileno - agua da como resultado una mejor separación del aceite de suministro tratado y Na2S así como una mejor disolución de Na2S que resulta en la formación de una solución de Na2S.
La presencia de xileno da como resultado la retirada continua y la disolución del aceite de suministro residual unido al Na2S, exponiendo de esta manera superficies de Na2S nuevas que después se disuelven fácilmente en agua. El Na2S disuelto a su vez conduce a la liberación de aceite de suministro que a continuación se captura por el xileno. Por lo tanto, estos dos procedimientos van de la mano y dan como resultado una mejor separación del aceite de suministro residual y el Na2S.
Otra ventaja de la presente descripción es que el disolvente orgánico tal como el xileno usado en el procedimiento es capaz de separar la fase acuosa (que contiene Na2S) y la fase orgánica (que contiene aceite de suministro), eliminando de esta manera la necesidad de cualquier unidad de filtración adicional.
De acuerdo con otra realización preferida de la presente descripción, la adición de una mezcla que contiene al menos un disolvente orgánico y agua se lleva a cabo inmediatamente después del procedimiento de desulfuración y filtración del producto Na2S.
La solución de Na2S obtenida puede no estar en forma pura y puede contener NaOH, NaxSy junto con otras impurezas orgánicas e inorgánicas del aceite de suministro. Por lo tanto, la solución se purifica filtrándola a través de carbón activo para obtener una solución transparente.
De acuerdo con otro aspecto de la presente descripción, se proporciona un procedimiento para la preparación de sulfito sódico a partir de sulfuro sódico (Na2S) obtenido mediante el procedimiento descrito anteriormente en el presente documento. El procedimiento de preparación de sulfito sódico implica la oxidación de sulfuro sódico (Na2S). El procedimiento de oxidación se describe a continuación en el presente documento.
En la primera etapa, se disuelve sulfuro sódico en agua destilada para obtener una solución que se calienta a reflujo a una temperatura de 50 a 80 °C. A continuación se purga el aire comprimido a través de la solución durante un período de 20 -120 minutos. La solución se calienta a una temperatura de 140 °C-180 °C para obtener polvo de sulfito sódico sólido.
La ventaja del procedimiento de oxidación de la presente descripción es que se lleva a cabo en ausencia de catalizador.
Los procedimientos se describen en detalle a continuación en el presente documento con la ayuda de los siguientes ejemplos no limitantes. Los siguientes ejemplos son meramente ilustrativos de la descripción y no deben interpretarse como limitantes.
Ejemplos
Los ejemplos de desulfuración descritos a continuación se llevaron a cabo en aceite de suministro de negro de carbono (CBFO, por sus siglas en inglés), que es un representante de la fracción de aceite de petróleo (residuo), especialmente conocido como aceite pesado o aceite residual. Los experimentos de desulfuración de CBFO se llevaron a cabo usando sodio metálico. La descripción detallada del procedimiento de desulfuración se proporciona en la solicitud de patente india co-pendiente N.° 845/MUM/2011. Por lo tanto, la desulfuración del CBFO se llevó a cabo principalmente usando sodio, sin embargo, implicando variantes del procedimiento en términos de hidrógeno y el disolvente orgánico xileno como los componentes auxiliares. Por lo tanto, para estudiar el efecto del hidrógeno y el xileno en el procedimiento de desulfuración en términos de rendimiento y formación de subproductos, se investigaron los siguientes esquemas:
Ejemplo 1: Desulfuración con sodio en presencia de xileno y en ausencia de H2
Ejemplo 2: Desulfuración con sodio en presencia de xileno y en presencia de H2
Ejemplo 3: Desulfuración con sodio en ausencia de xileno y en ausencia de H2
Ejemplo 4: Desulfuración con sodio en ausencia de xileno y en presencia de H2
Ejemplo 1:
Aproximadamente 210 g de CBFO y 90 ml de xileno se tomaron en un reactor de alta presión. Esto corresponde a una relación de CBFO: xileno de 70:30 (peso:volumen). No se añadió hidrógeno al reactor. Después se añadió al reactor una cantidad estequiométrica de sodio metálico. La reacción se llevó a cabo a continuación a una temperatura de aproximadamente 290 °C con un tiempo de residencia de 1 h. Después de la reacción los contenidos se enfriaron y se decantaron. Esto dio como resultado la formación de dos fases distintas, la del CBFO desulfurado como una fase líquida y un lodo de Na2S CBFO como la fase semisólida. Se pesó el CBFO decantado y los rendimientos de este CBFO y los de los lodos se dan en la Tabla-1.
Ejemplo 2:
Aproximadamente 210 g de CBFO y 90 ml de xileno se tomaron en un reactor de alta presión y se añadieron al reactor aproximadamente 2.068,43 kPa (300 psig) de hidrógeno.
Ejemplo 3:
Se tomaron aproximadamente 210 g de CBFO y no se añadió ni xileno ni hidrógeno.
Ejemplo 4:
Se tomaron aproximadamente 210 g de CBFO y no se añadió xileno, sin embargo, se añadieron al reactor aproximadamente 2.068,43 kPa (300 psig) de hidrógeno.
En todos los ejemplos 2-4, se añadió una cantidad estequiométrica de sodio metálico y las condiciones de reacción y los procedimientos fueron similares a los dados en el ejemplo-1. Todos estos ejemplos dieron como resultado la formación de CBFO y lodos (Na2S CBFO) en proporciones variables. El rendimiento del CBFO decantado y el lodo se proporcionan en la Tabla-1. Se observó que los ejemplos (1 y 2) que usan xileno, el rendimiento de CBFO fue mayor mientras que el rendimiento de lodo fue menor en comparación con los ejemplos (3 y 4) sin xileno.
T l -1: BF r n imi n l r if r n m r imi n
Se llevó a cabo otro experimento de desulfuración usando una cantidad menor de xileno (5 %) con el fin de reducir el contenido de xileno para una mejor economía del procedimiento, así como para mejorar la desulfuración y la eficiencia de procesamiento. Los detalles experimentales se dan en el ejemplo 5 a continuación.
Ejemplo 5: Desulfuración en presencia de baja cantidad de xileno (5 %) y en presencia de H2:
En este caso aproximadamente 285 g de CBFO y 15 ml de xileno se tomaron en un reactor de alta presión y se añadieron al reactor aproximadamente 2.068,43 kPa (300 psig) de hidrógeno. A esto, se añadió una cantidad estequiométrica de sodio metálico. La temperatura de reacción se mantuvo a aproximadamente 290 °C durante un tiempo de residencia de 1 h. Por lo tanto, después de la reacción el CBFO se enfrió y se decantó. Este esquema también dio como resultado una cantidad sustancial de fase lodo (Na2S CBFO). Se pesó el CBFO decantado. El rendimiento del CBFO y los lodos se proporciona en la tabla n.° 2
Tabla N.° 2
En todos los ejemplos anteriores (1-5), la separación y purificación del Na2S presente en el lodo se llevó a cabo, por medio de la adición simultánea de un disolvente orgánico y agua a este lodo. Siendo xileno el disolvente orgánico usado de acuerdo con la realización preferida de la presente descripción. Por lo tanto se preparó una mezcla (1:1) de xileno y agua tomando 250 ml de xileno y 250 ml de agua. Cabe señalar que el término mezcla aquí se refiere a xileno y agua que se tomaron juntos en un vaso de precipitados, sin embargo, no eran una mezcla homogénea y, comprensiblemente, eran inmiscibles. Por lo tanto se añadió una mezcla de xileno:agua 1:1 al 28 % de lodo formado en el ejemplo 1 y después se calentó a 100 °C durante 1 hora con agitación vigorosa. Los contenidos se dejaron enfriar a continuación y se recogió la solución completa en un vaso de precipitados. Por lo tanto, se observó que los lodos
que contienen CBFO viscoso y Na2S sólido se convirtieron en lo que parecía ser una solución uniforme sin ninguna presencia sólida. Por lo tanto, no hubo más requisitos de filtración para la separación de los sólidos del aceite. A continuación la solución completa se transfirió a un embudo de separación y se dejó estabilizar. Esto finalmente dio como resultado una clara separación de fases de la capa de agua con Na2S disuelto en ella y una capa de xileno con el CBFS residual disuelto en él. Además, para los ejemplos (2-4), las diversas cantidades de lodo se trataron con la misma cantidad de mezcla de xileno:agua y se calentaron adicionalmente a 100 °C durante 1 h, se enfriaron y se dejó que se separaran.
Después de la separación en dos capas, las capas se recogieron individualmente para cada uno de los ejemplos (1 4). La capa de xileno CBFO se sometió después a un rotavapor para destilar el xileno de la mezcla. El xileno puro se recuperó después y se recogió de nuevo, dejando atrás el CBFO residual. El xileno recogido podría reciclarse después para el procedimiento de desulfuración. El CBFO podría volver a añadirse al CBFO desulfurado, aumentando de esta manera el rendimiento total o minimizando la pérdida. De forma similar, para la capa de agua, el agua se destiló en un rotavapor y se recogió de nuevo, dejando atrás el polvo de sulfuro sódico de color amarillo.
En el ejemplo 5, la separación y purificación de Na2S presente en el lodo se llevó a cabo de manera similar a la del ejemplo (1-4). El único cambio en el procedimiento fue la cantidad de mezcla de agua y xileno añadida al sistema. En este caso, se añadieron aproximadamente 100 ml de xileno y 100 ml de agua al 24 % de lodo formado durante el procedimiento. Esta mezcla se calentó después a 100 °C durante 1 hora y después se dejó enfriar el sistema. La solución completa, que parece ser uniforme y miscible, se recogió en un vaso de precipitados. Después se dejó que se estabilizara en un embudo de separación, que conduce a una clara separación de fases de la capa de agua con Na2S disuelto en ella y una capa de xileno con el CBFS residual disuelto en él. La capa de xileno y agua se destiló luego como en los ejemplos anteriores. La tabla N.° 3 resume las eficiencias de desulfuración para diversos esquemas de ejemplo así como la cantidad de Na2S sólido recuperado.
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La segunda parte de la descripción con respecto a la purificación y conversión del Na2S a Na2SO3 se describe en el presente documento a continuación con la ayuda de los siguientes ejemplos.
Ejemplo 6
Se mezclaron 210 g de CBFO con 90 ml de xileno. Esto dio como resultado una mezcla como CBFO:Xileno = 70:30 (base en peso:volumen). La mezcla se mezcló minuciosamente y después se transfirió a un reactor de alta presión. Se pesó por separado la cantidad estequiométrica de sodio metálico. El sodio metálico se cortó después en trozos pequeños y se añadió a la mezcla de CBFO/xileno en el reactor. El reactor se presurizó después con aproximadamente 2.068,43 kPa (300 psi) de hidrógeno. El reactor se calentó después a una temperatura de 290 °C durante un período de 1 h. Después de la reacción, se dejó enfriar toda la solución a temperatura ambiente y después se decantó el CBFO. El CBFO y las cantidades de lodo se separaron y se pesaron. El porcentaje de desulfuración junto con el porcentaje de rendimiento del CBFO y el lodo se dan a continuación.
Tabla 4
En este ejemplo (6), la separación y purificación de Na2S presente en el lodo se llevó a cabo de manera diferente, en donde el lodo se sometió a un lavado con xileno con 100 ml de xileno a 60 °C. Este procedimiento de lavado con xileno se repitió tres veces para purificar el Na2S tanto como sea posible por medio de la disolución del CBFO adherido al lodo en el xileno. Después de los tratamientos de lavado con xileno, la masa sólida se trató con 200 ml de agua a 90 °C, que dio como resultado la formación de una solución de color negro turbio que consiste principalmente en sulfuro sódico disuelto y algunas impurezas de carbón sólido. Esta solución obtenida se filtró después usando carbón activo, para retirar las impurezas de carbono y obtener una solución purificada de sulfuro sódico de color amarillo claro. Además, el agua de esta solución se eliminó por deshidratación térmica para obtener un polvo de sulfuro sódico de color amarillo.
Este producto de sulfuro sódico sólido obtenido del procedimiento general de desulfuración y purificación se sometió además a un procedimiento de oxidación usando aire comprimido para formar sulfito sódico.
Por lo tanto, se tomaron en un vaso de precipitados aproximadamente 1,2 g de sulfuro sódico en polvo obtenido en el ejemplo 6 y se disolvieron en 25 ml de agua destilada.
A continuación, esta solución se transfirió a un matraz de fondo redondo de 3 bocas y se calentó a un intervalo de temperatura de 60-70 °C, con reflujo. Se purgó aire comprimido después en esta solución a esta temperatura durante un período de 30 minutos. Después de 30 minutos, la solución se transfirió después al vaso de precipitados y después se calentó más a una temperatura de 160 °C. Esto dio como resultado la evaporación del exceso de agua y la regeneración del polvo de sulfito sódico sólido.
Además, se llevaron a cabo experimentos para optimizar el procedimiento de formación de sulfito sódico. Estos estudios de optimización se analizan en los ejemplos 7, 8 y 9. Las condiciones/parámetros del procedimiento se proporcionan en la Tabla N.° 5.
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La Tabla anterior describe el efecto del tiempo sobre la formación del producto sulfito sódico (Na2SO3). Por lo tanto, en cada caso, la cantidad de sulfuro sódico (Na2S) y el agua necesaria para la disolución se mantuvo constante. Las reacciones se llevaron a cabo nuevamente a una temperatura de 60-70 °C con diferentes intervalos de residencia de 30 min, 60 min y 90 min, respectivamente. El sistema se enfrió a continuación y el material sólido regenerado se sometió a análisis XRD para su determinación de fase.
Se observó que la pureza del sulfito sódico formado para cada uno de los casos fue similar independientemente de los intervalos de tiempo de reacción.
Ejemplo 10:
En este ejemplo, se evitó una etapa de deshidratación térmica como se describe en el Ejemplo 6, es decir, la solución de sulfuro sódico no se convirtió en sulfuro sódico sólido. En lugar de eso, la capa de agua obtenida del ejemplo 1 se filtró directamente usando carbón activo que da como resultado la formación de una solución de color amarillo claro. Aproximadamente 25 ml de esta solución se tomaron después en un matraz de fondo redondo de 3 bocas y se calentó a una temperatura de 60-70 °C con reflujo. Después se purgó aire comprimido en esta solución a esta temperatura durante un período de 30 min. Después de 30 min, la solución se transfirió al vaso de precipitados y se calentó a 160 °C para regenerar el sulfuro sódico sólido.
A lo largo de la presente memoria descriptiva, la palabra "comprender", o variaciones tales como "comprende", o "que comprende", se entenderá que implican la inclusión de un elemento, número entero o etapa, o grupo de elementos, números enteros o etapas, pero no la exclusión de cualquier otro elemento, número entero o etapa, o grupo de elementos, números enteros o etapas.
El uso de la expresión "al menos" o "al menos uno" sugiere el uso de uno o más elementos o ingredientes o cantidades, ya que el uso puede ser en la realización de la descripción para conseguir uno o más de los objetos o resultados deseados.
Cualquier análisis de documentos, actas, materiales, dispositivos, artículos o similares que se haya incluido en la presente memoria descriptiva tiene el único fin de proporcionar un contexto para la descripción. No debe tomarse como una admisión de que alguno o todos estos asuntos formen parte de la base de la técnica anterior o sean de conocimiento general común en el campo pertinente a la descripción como si existiera en cualquier parte antes de la fecha de prioridad de la presente solicitud.
Los valores numéricos mencionados para los diversos parámetros físicos, dimensiones o cantidades son solo aproximaciones y se prevé que los valores superiores/inferiores a los valores numéricos asignados a los parámetros, dimensiones o cantidades pertenezcan alcance de la descripción, a menos que haya una declaración específica de lo contrario en la memoria descriptiva.
Debe apreciarse que la fraseología o terminología empleadas en el presente documento son con fines descriptivos y no limitantes. Por lo tanto, aunque las realizaciones del presente documento se han descrito en términos de realizaciones preferidas, los expertos en la materia reconocerán que las realizaciones en el presente documento pueden practicarse con modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones.
Claims (8)
1. Un método para el aislamiento y la purificación de Na2S formado durante la desulfuración de residuo de petróleo; comprendiendo dicho método tratar un lodo que contiene Na2S obtenido durante la desulfuración de residuo de petróleo con una mezcla de al menos un disolvente orgánico capaz de disolver el residuo de petróleo y agua; permitir que el lodo tratado se separe en una fase orgánica que contiene aceite de petróleo y una fase acuosa que contiene Na2S; y destilar la fase acuosa para obtener Na2S aislado, seguido de purificación.
2. Un método para recuperar Na2S y aceite de un lodo resultante de la desulfuración de residuo de petróleo; comprendiendo dicho método las siguientes etapas:
- preparar una mezcla de al menos un disolvente orgánico y agua;
- añadir la mezcla al lodo a una temperatura de 25 a 100 °C durante un período de 20 min a 2 horas con agitación y opcionalmente enfriar para obtener una solución;
-transferir la solución a un embudo de decantación y dejarla a un lado para obtener una mezcla que contiene una fase acuosa que contiene Na2S y una fase orgánica que contiene aceite de petróleo; y
- destilar cada una de las dos fases por separado para recuperar el disolvente orgánico y el aceite de la fase orgánica y agua y Na2S de la fase acuosa respectivamente.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde el disolvente orgánico se selecciona del grupo que consiste en alcanos, hidrocarburos aromáticos, alquenos, alquenos cíclicos, alquinos y mezclas de los mismos.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde el disolvente orgánico es al menos un disolvente de hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste en xileno, n-hexano, ciclohexano, heptano, hexano, heptano, octano y tolueno.
5. El método de la reivindicación 4, en donde el disolvente orgánico es xileno.
6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde la proporción de disolvente orgánico a agua es de 0,5:1 a 2:1.
7. El método de la reivindicación 1, donde la purificación se logra filtrando la solución destilada a través de carbón activo para obtener una solución transparente.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde Na2S se oxida además a Na2SO3 ; comprendiendo dicha oxidación disolver Na2S en agua destilada para obtener una solución; calentar la solución a reflujo a una temperatura de 50 a 80 °C; purgar aire comprimido a través de la solución durante un período de 20 minutos a 120 minutos; y calentar la solución a una temperatura de 140 °C a 180 °C para obtener Na2SO3 sólido en polvo.
REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN
Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.
Documentos de patente citados en la descripción
• US 3565792 A [0004] IN 302730 [0008]
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