PL93289B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania weglowodorów, obrobionych mikrobiologicznie lub enzymatycznie.Podczas stosowania frakcji ropy naftowej jako surowca w procesach mikrobiologicznych lub enzymatycznych, w których tylko czesc wzglednie okreslone skladniki tych frakcji sa zuzywane w procesie, stwierdzono, ze w niezuzytych czesciach skladowych tych frakcji gromadza sie swoiste dla tej obróbki, przeszkadzajace substancje skladowe, niekorzystne zmieniajace wlasciwosci tej czesci frakcji.Jesli te niezuzyte czesci frakcji maja byc dalej stosowane (np. jako paliwa do silników wysokopreznych), to te czesci frakcji musza byc poddawane intensywnemu oczyszczaniu.Jako swoiste dla obróbki, przeszkadzajace substancje skladowe wystepuja z reguly substancje powierzchniowo-czynne, produkty przemiany materii, produkty reakcji, mikroorganizmy oraz substancje popiolotwórcze w postaci „wolnych" kationów i anionów nieorganicznych i zwiazków metaloorganicznych, takie jak addukty polietylenotlenkowopolipropylenotlenkowe, mono-, dwu i trójglicerydy, kwasy tluszczowe i sole kwasów tluszczowych.Wiadomo, ze oddzielanie niezuzytych swoistych dla obróbki substancji skladowych osiaga sie droga wprowadzenia tych zanieczyszczonych frakcji ropy naftowej do procesu hydrorafinacji.Z powodu wysokiej zawartosci skladników nieorganicznych wystepuje jednak silne osadzanie popiolu na katalizatorach hydrorafinacji, sprowadzajace koniecznosc regeneracji tych katalizatorów po nadzwyczaj krótkotrwalym okresie eksploatacji. Ponadto zgromadzone w frakcjach ropy naftowej wskutek procesu mikrobiologicznego substancje, np. kwasy organiczne, wywoluja objawy korozyjne urzadzen rafinacyjnych. Tym samym frakcje ropy naftowej obrobione mikrobiologicznie lub enzymatycznie nie nadaja sie bez dodatkowej obróbki w celu oddzielenia skladników popiolotwórczych i substancji nagromadzonych we frakcji ropy naftowej wskutek procesu mikrobiologicznego, do zastosowania w wielkoprzemyslowych urzadzeniach hydrorafinacyjnych.2 93 289 •Innym rozwiazaniem jest oczyszczanie dokonywane na drodze przemywania kaustycznego lub obróbki za pomoca kwasnych rozpuszczalników, zwlaszcza kwasem solnym lub siarkowym.Zgodnie z tym sposobem zadaje sie oczyszczane weglowodory wodorotlenkami lub weglanami metali ziem alkalicznych, które sa w stanie zhydrolizowac substancje powierzchniowo-czynne, miesza sie w ciagu dluzszego okresu czasu a nastepnie rozdziela sie warstwy. Za pomoca tego sposobu mozna usunac wieksza czesc zanieczyszczen. Tak obrobione weglowodory nie sa jednak odpowiednie do dalszego stosowania.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu oczyszczania niezuzytych czesci skladowych frakcji ropy naftowej, który polepszalby jakosc tych czesci frakcji w takiej mierze, aby mozliwe bylo dalsze przetwarzanie lub stosowanie tych czesci frakcji. W tym celu nalezy rozwiazac zagadnienie takiego uksztaltowania sposobu oczyszczania, aby swoiste dla obróbki substancje skladowe byly usuwane z niezuzytych czesci skladowych frakcji ropy naftowej mozliwie najdokladniej.Sposób oczyszczania weglowodorów obrobionych mikrobiologicznie lub enzymatycznie, w którym weglowodory przed przemywaniem lugiem lub woda poddaje sie traktowaniu za pomoca kwasnych rozpuszczalników wobec lub bez dodatku pomocniczych wspólrozpuszczalników, polega wedlug wynalazku na tym, ze w celu usuniecia swoistych dla obróbki substancji skladowych, zaklócajacych dalsze stosowanie lub przetwarzanie, weglowodory przed lub po przemywaniu lugiem wzglednie woda poddaje sie ekstrakcji ciecz — ciecz za pomoca kwasu fosforowego jako ekstrahenta, przy czym kwas fosforowy obciazony swoistymi dla obróbki substancjami skladowymi, zawraca sie do procesu mikrobiologicznego lub enzymatycznego, albo poddaje sie innej dalszej obróbce lub dalszemu stosowaniu. Tym dalszym stosowaniem moze byc np. wytwarzanie nawozów fosforowych lub innych zwiazków fosforowych.Poniewaz za pomoca zaproponowanego rozwiazania usuwa sie takie skladniki metaliczne, które sa wprowadzane z osrodkiem pozywkowym, moga tak obrobione weglowodory byc bez dalszej obróbki poddawane hydrorafinacji.Podwyzszenie wspólczynników podzialu wzgledem swoistych dla obróbki substancji skladowych, decydujace o ich podziale miedzy warstwa weglowodorowa a kwasowa osiaga sie dzieki stosowaniu kwasów mineralnych, zwlaszcza kwasu fosforowego. Wazki efekt sposobu wedlug wynalazku, obejmujacego usuwanie swoistych dla obróbki substancji skladowych, zaklócajacych dalsze stosowanie mikrobiologicznie lub enzymatycznie obrobionego weglowodoru, spoczywa zatem w tym, ze dzieki stosowaniu kwasów mineralnych, korzystnie kwasu fosforowego, dokladniej i pelniej na drodze ekstrakcji ciecz-ciecz usuwane sa swoiste dla obróbki substancje skladowe niz w przypadku stosowania wody lub wodnych roztworów alkalicznych. To korzystne stosowanie kwasu fosforowego jest uzasadnione tym, ze unika sie niepozadanego naruszania lub przemiany weglowodoru a kwas fosforowy, obciazony ekstraktem, mozna stosowac jako zródlo fosforu w procesie mikrobiologicznym lub enzymatycznym.Jako ekstrahent stosuje sie wszystkie kwasy mineralne, zarówno w postaci stezonych jak i rozcienczonych roztworów wodnych.Przeprowadzone próby z kwasem siarkowym, solnym i fosforowym, o róznych stezeniach wykazuja, ze za pomoca kwasu fosforowego jako ekstrahenta osiaga sie najkorzystniejsze wyniki, co potwierdza tablica 1.Korzystnie jest do kwasów dodanie rozpuszczalników organicznych jako srodków ulatwiajacych rozpuszczanie. W wyborze kwasu kierujemy sie przede wszystkim kryteriami ekonomicznymi. Tym samym w wielu przypadkach korzystne jest stosowanie kwasu fosforowego, poniewaz przy wielu procesach mikrobiologicznych zródlem fosforu jest kwas fosforowy. Otrzymany wiec w wyniku procesu ekstrakcji kwas fosforowy dodaje sie do procesu mikrobiologicznego jako zródlo fosforu.W wiekszosci przypadków konieczne jest zakanczanie ekstrakcji kwasnej dodatkowym przemywaniem lugiem i woda dla przeprowadzenia zobojetnienia kwasów wzglednie kwasnych produktów przemiany lub reakcji. Takie postepowanie jest jednak ogólnie znanym sposobem.Jako aparaty ekstrakcyjne stosuje sie ogólnie stosowane typy ekstraktorów, np. ekstraktory z tarczami obrotowymi, ekstrakty pulsacyjne z kolumnami z wypelnieniem itd.Ustalenie konkretnych warunków ekstrakcji: temperatury, stosunku srodka ekstrahujacego i jego stezenia, czasu kontaktu, zasady ekstrakcji, aparatury ekstrakcyjnej itd. zalezy kazdorazowo od specyfiki procesu mikrobiologicznego lub enzymatycznego i wynikajacej z tej specyfiki charakterystyki wsadu weglowodoru, jak oraz od warunków jakosciowych stawianych produktowi koncowemu, i jest problemem technicznej " i ekonomicznej optymalnosci w zaleznosci od postawionych zadan.Wybór stosunku srodka ekstrahujacego do wsadu frakcji weglowodorowej jest w duzym stopnia zalezny od wybranej zasady ekstrakcji i od bedacej do dyspozycji aparatury ekstrakcyjnej.Przeprowadzone próby wykonano w ekstraktorze z obrotowymi tarczami przy temperaturze ekstrakcji -90°C.93 289 3 Stosunek wagowy srodka ekstrakcyjnego do frakcji weglowodorowej waha sie pomiedzyl : 1 i 1 :300.Przy zastosowaniu 75% kwasu fosforowego jako srodka ekstrakcyjnego przy stosunku równym 1 :200 otrzymano ekstrahowane weglowodory o wystarczajacej jakosci.Przy zawracaniu poekstrakcyjnego kwasu fosforowego odzyskuje sie duza czesc zwiazków powierzchniowo-czynnych, koniecznych przy procesie mikrobiologicznym i w fazie procesu oddzielania frakcji weglowodorów. W ten sposób powstaja znaczne ekonomiczne korzysci.Poniewaz przy wielu procesach mikrobiologicznych kwas fosforowy i fosforany sa wprowadzane jako zródlo fosforu, powstaja w wyniku zawracania poekstrakcyjnego kwasu fosforowego do procesu mikrobiologicznego dalsze korzysci ekonomiczne.Celowe jest ustalenie takiej ilosci zuzytego do ekstrakcji kwasu fosforowego, aby w zawracanym kwasie fosforowym zostalo pokryte zapotrzebowanie fermentu na fosfor, a wiec nie bylo koniecznosci dodawania dodatkowych ilosci kwasu fosforowego lub fosforanów.Ekstrakcja za pomoca kwasu fosforowego moze laczyc sie tez z rafinacja za pomoca wodnego roztworu amoniaku. Przy tym w zaleznosci od zawartosci kwasu tluszczowego dodaje sie co najmniej równowazna ilosc amoniaku, przyczym obie fazy musza byc starannie mieszane. Temperature rafinacji utrzymuje sie w zakresie —50°Ca z powodu wysokiej preznosci par amoniaku korzystnie w temperaturze 20°C. Warstwe wodna oddziela sie od warstwy rafinowanej a otrzymany tak rafinat od rozpuszczonego amoniaku uwalnia sie nastepnie na drodze przemywania woda w temperaturze 5—50°C, korzystnie w ttinperaturze 20°C lub ogrzewania do temperatury 200°C.Zawierajacy amoniak srodek rafinacyjny, który jest obciazony ekstrahowanymi kwasami w postaci ich soli i/lub zawierajace amoniak popluczyny rafinatu zawraca sie do procesu mikrobiologicznego lub enzymatycznego jako zródla azotu i wegla i/lub w celu regulacji wartosci pH. Podane nizej przyklady objasniaja blizej sposób wedlug wynalazku, nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad I. 1 litr oleju napedowego surowego (o zakresie temperatur wrzenia 240—360°C), wydzielonego przez wielostopniowe rozdzielanie w temperaturze normalnej, z mieszaniny reakcyjnej otrzymanej przy fermentacji z dodatkiem powierzchniowo-czynnych zwiazków (np. produktu przylaczenia tlenku etylenu do propylenu), zadaje sie 500 ml kwasnego srodka ekstrakcyjnego i dziala sie w czasie 10 minut w 25°C i nastepnie przemywa sie 1% woda amoniakalna i w koncu woda do odczynu obojetnego. Po calkowitym opadnieciu wody oznacza sie wlasnosci charakterystyczne, zebrane w tablicy 2.Przyklad II. 1 litr surowego oleju napedowego (o zakresie temperatur wrzenia 240—360°C) otrzymanego przez wydzielenie w temperaturze 70—90°C z mieszaniny pofermentacyjnej, zadaje sie 1 I kwasnego roztworu ekstrakcyjnego. Dla polepszenia rozdzielania dodaje sie dodatkowo zwiazków powierzchniowo-czynnych (np. produktu przylaczenia tlenku etylenu do propylenu). Wyniki podaje tablica 3. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oczyszczania weglowodorów, obrobionych mikrobiologicznie lub enzymatycznie, w którym weglowodory przed przemywaniem lugiem lub woda poddaje sie traktowaniu za pomoca kwasnych rozpuszczalników wobec lub bez dodatku pomocniczych wspólrozpuszczalników, znamienny tym, ze w celu usuniecia swoistych dla obróbki substancji skladowych zaklócajacych dalsze stosowanie lub dalsze przetwarzanie, weglowodory przed lub po przemywaniu lugiem wzglednie woda poddaje sie ekstrakcji ciecz-ciecz za pomoca kwasu fosforowego jako ekstrahenta, przy czym kwas fosforowy, obciazony swoistymi dla obróbki substancjami skladowymi, zawraca sie do procesu mikrobiologicznego lub enzymatycznego, albo poddaje sie innej obróbce lub dalszemu stosowaniu.
2. 2. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kwas fosforowy stosuje sie w postaci 2—100% kwasu, korzystnie w postaci 10—80% kwasu.
3. 3. Sposób, wedlug zastrz. 1, z n,a mienny tym, ze ekstrakcje przeprowadza sie w temperaturze 10-90°C.
4. 4. Sposób, wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze utrzymuje sie wagowy stosunek ekstrahenta do frakcji weglowodorowej w przedziale od 1 :1 do 1 : 300.;93 289 T a b I i c a 1 Zastosowany weglowodór Pofermentacyjny surowy olej napedowy (o temperaturze wrzenia w granicach 240-360°C.) Temperatura Srodek estrahujacy Czas sklarowania Sklarowanie po ponownym zmetnieniu po wstrzasaniu z woda klarownego oleju napedowego Suma produktów przemiany i reakcji mg/1 Liczba kwasowa (mg KOH/100ml) 25°C 75% H3P04 1 minut 10% H3P04 7 minut 50% H2S04 3 minift 10% H2S04 41 minut 10% HCI 53 minut 4 minut 11 minut 8 minut 18 minut 17 minut 52 110 56 122 108 3 2 3 3 2 T a b I i c a 2 Srodek ekstrahujacy Czas sklarowania Sklarowanie po ponownym zmetnieniu po wstrzasaniu z woda klarownego oleju napedowego Suma produktów przemiany i reakcji mg/1 Liczba kwasowa (mg KOH/100ml) 75% 10% 50% 10% 10% H3P04 H3P04 H2S04 H2S04 HCI 8 minut 21 minut 9 minut 14 minut 21 minut 7 minut 21 minut 10 minut 13 minut 23 minut 73 114 45 112 109 2,5 3 3 4 3 T a b I i c a 3, Srodek ekstrahujacy Czas sklarowania Sklarowania po ponownym zmetnieniu po wstrzasaniu z woda klarownego oleju napedowego Suma produktów przemiany i reakcji mg/l Liczba kwasowa (mg KOH/100ml) 75% 10% 50% 10% 10% H3P04 H3P04 H2S04 H2S04 HCI 8 minut 14 minut 7 minut 14 minut 8 minut 7 minut 15 minut 7 minut 12 minut 13 minut "51 87 52 93 98 4 7 3 11 1
5. 5. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl PL