RU2669803C1 - Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов - Google Patents

Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов Download PDF

Info

Publication number
RU2669803C1
RU2669803C1 RU2018119052A RU2018119052A RU2669803C1 RU 2669803 C1 RU2669803 C1 RU 2669803C1 RU 2018119052 A RU2018119052 A RU 2018119052A RU 2018119052 A RU2018119052 A RU 2018119052A RU 2669803 C1 RU2669803 C1 RU 2669803C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
sorbent
mixture
heteroatomic
components
Prior art date
Application number
RU2018119052A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгения Борисовна Голушкова
Андрей Владимирович Мостовщиков
Александр Петрович Ильин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2018119052A priority Critical patent/RU2669803C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2669803C1 publication Critical patent/RU2669803C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G25/00Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G29/00Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
    • C10G29/16Metal oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G31/00Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by methods not otherwise provided for

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области очистки нефтей и нефтепродуктов, от серо-, азот- и кислородсодержащих соединений путем контактирования с неорганическим сорбентом и обработки ультразвуком, и может быть использовано в подготовке нефти к транспортировке и/или в цикле подготовки сырой нефти к переработке или очистке нефтепродуктов перед использованием. Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов включает использование сорбента в виде смеси порошков оксидов: NiO:CuO:CoO:CaO в соотношении 1,0:2,0:1,0:(0,5-0,7) массовых частей, которую перемешивают с нефтью в соотношении 1:5 при атмосферном давлении. Полученную смесь сорбента с нефтью подвергают воздействию ультразвука с частотой 22 кГц и интенсивностью 0,15 Вт/мпри времени обработки не более 10 мин, фильтруют. Остатки нефти с сорбента смывают смесью растворителей гексан-бензол-этанол, с последующей его отгонкой при атмосферном давлении. Обработанную нефть направляют на переработку. Использованный сорбент промывают смесью растворителей бензол-диметилкетон для удаления сорбированных гетероатомных соединений. Технический результат: уменьшение содержания в нефти гетероатомных компонентов на 5,28-5,34%, снижение кинематической вязкости нефти до 50 мм/с. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр., 2 ил.

Description

Изобретение относится к области очистки нефтей и нефтепродуктов, от серо-, азот- и кислородсодержащих соединений путем контактирования с неорганическим сорбентом и обработки ультразвуком, и может быть использовано в подготовке нефти к транспортировке и/или в цикле подготовки сырой нефти к переработке или очистке нефтепродуктов перед использованием.
Известен способ очистки нефтепродуктов (керосиновой и дизельной фракций) от серосодержащих соединений [RU 2171826 С1, МПК (2000.01) C10G 25/00, C10G 25/05, опубл. 10.08.2001] посредством адсорбции в центробежном поле (во вращающемся барабане) путем совместного вращения адсорбента и исходного нефтепродукта в роторе при массовом соотношении адсорбента и нефтепродукта, которое поддерживают в пределах (1,5-2,0):1. Число оборотов вращения ротора барабана составляет 2000-2500 об/мин. Время вращения ротора 30-40 минут. В качестве адсорбента используют: силикагель марки АСК или оксид алюминия марки К-6.
Этим способом возможна переработка только нефтепродуктов, а не самой нефти.
Известен способ очистки сероводород- и меркаптансодержащей нефти [RU 2510640 С1, МПК C10G 27/04 (2006.01), опубл. 10.04.2014], включающий физическую очистку нефти от сероводорода и меркаптанов за счет концентрирования удаляемых компонентов в газовой фазе с выведением жидкого остатка в качестве товарной нефти и химическую очистку удаленных компонентов. Причем, физическую очистку осуществляют путем отдувки нефти циркулирующим газом в колонном аппарате при температуре отдувки и давлении 0,05÷0,099 МПа абс. с получением товарной нефти и газа отдувки. Химическую очистку осуществляют путем прямого каталитического окисления сероводорода и меркаптанов в газе отдувки кислородом воздуха с последующей подачей по меньшей мере части продуктов окисления на отдувку в качестве циркулирущего газа и промывкой балансовой части продуктов окисления товарной нефтью с получением очищенного газа.
Способ является многостадийным и его применение для очистки нефти ограничивается составом удаляемых соединений, а именно, только соединениями серы.
Известен способ очистки нефти и нефтепродуктов от соединений серы [RU 2394874 С1, МПК (2006.01) C10G 29/04, C10G 32/02, опубл. 20.07.2010], путем контактирования с осажденной медью на железной загрузке, отделения загрузки и последующего растворения выделенных соединений серы в растворителе и регенерации активности медного компонента загрузки и растворителя. Очистку производят в противотоке потока нефти или нефтепродуктов, подаваемого «снизу-вверх», и потока железной загрузки с осажденной медью, подаваемого «сверху-вниз». Образующуюся динамическую гетерогенную систему «жидкость-твердое» обрабатывают ультразвуком с частотой 10-25 кГц и мощностью 1-3 кВт. Массовое количество меди в загрузке к массовому количеству общей серы в нефти или нефтепродуктах варьируют в пределах: Сuв загрузке : Sобщая : (1,5-2,0):1,0. Этот способ выбран в качестве прототипа.
Данный способ может быть использован для очистки нефти с высоким содержанием серы (более 5% масс.) только от соединений серы.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание способа очистки нефти не только от соединений серы, но и от других гетероатомных компонентов.
Предложенный способ очистки нефти от гетероатомных компонентов, также как в прототипе, включает обработку ультразвуком с частотой 22 кГц.
Согласно изобретению используют сорбент в виде смеси порошков оксидов: NiO:CuO:CoO:CaO в соотношении 1,0:2,0:1,0:(0,5-0,7) массовых частей, которую перемешивают с нефтью в соотношении 1:5 при атмосферном давлении. Полученную смесь сорбента с нефтью подвергают воздействию ультразвука интенсивностью 0,15 Вт/м2 при времени обработки не более 10 мин, затем фильтруют. Остатки нефти с сорбента смывают смесью растворителей гексан-бензол-этанол, с последующей его отгонкой при атмосферном давлении. Обработанную нефть направляют на переработку.
Использованный сорбент промывают смесью растворителей бензол-диметилкетон для удаления сорбированных гетероатомных компонентов.
В способе предусматривается физико-химическая очистка нефти для удаления гетероатомных соединений за счет использования неорганического сорбента сложного состава, включающего оксиды металлов и продукты их высокотемпературного взаимодействия.
Использование сорбента предложенного состава позволяет уменьшить содержание в нефти гетероатомных компонентов на 5,28÷5,34%. Кроме того, за счет уменьшения содержания гетероатомных компонентов происходит снижение кинематической вязкости нефти с 85 мм2/с до 50 мм2/с.
В таблице 1 представлены результаты очистки нефти от гетероатомных компонентов.
На фиг. 1 представлена термограмма используемого в способе сорбента до обработки нефтью, где кривая 1 отражает динамику изменения веса при нагревании, кривая 2 - разность температур между образцом и эталоном прибора (α-Al2O3), кривая 3 - тепловой поток при нагревании.
На фиг. 2 приведена термограмма используемого в способе сорбента после обработки нефтью, где кривая 1 отражает изменение веса образца при нагревании, кривая 2 - разность температур между образцом и эталоном прибора (α-Al2O3), кривая 3 - тепловой поток при нагревании.
Пример
Использовали готовые микронные порошки оксидов металлов NiO, CuO, СоО, СаО, полученные термическим разложением оксалатов в предельных углеводородах [RU 2468892 С1, опубл. 10.12.2012], которые смешали в пропорции 1,0:2,0:1,0:(0,5-0,7) массовых частей (таблица 1).
Образцы сорбента смешивали со сборной товарной нефтью в соотношении 1:5 (по массе) механическим путем и подвергали воздействию ультразвука с частотой 22 кГц и интенсивностью 0,15 Вт/м2 в ультразвуковой ванне ПСБ-4035-05 в течение времени не более 10 минут. Затем смесь отфильтровали с помощью бумажного фильтра. Обработанный сорбент после фильтрования промыли смесью растворителей гексан-бензол-этанол в соотношении 1:2:4 (по объему), отделив нефть. Затем для удаления гетероатомных соединений, сорбированных на сорбенте, промыли смесью растворителей бензол-диметилкетон в соотношении 1:2 (по объему).
После обработки сорбентом и фильтрования определяли содержание в нефти гетероатомных компонентов и ее вязкость.
Элементный состав нефти определяли с использованием CHNS-анализатора «Vario EL Cube». Идентификацию гетероатомных соединений проводили с использованием ИК- и ЯМР 1Н - спектроскопии и хроматомасс-спектрометрии. ИК-спектры регистрировали с помощью FT-IR спектрометра «Nicolet 5700» в диапазоне 4000-400 см-1. Спектры ЯМР 1Н получали с использованием ЯМР-Фурье спектрометра «AVANCE AV 300» фирмы Bruker при 300 МГц в растворах CDCl3. Хроматомасс-спектрометрический анализ осуществляли с использованием магнитного хроматомасс-спектрометра DFS фирмы «Thermo Scientific» (Германия). Кинематическую вязкость нефти определяли вискозиметром Штабингера при 20°С.
Для количественной оценки работы сорбента часть сорбента до смешения с нефтью и после фильтрования нефти с адсорбированными веществами подвергали дифференциальному термическому анализу, который проводили с использованием термоанализатора SDT Q600.
Гетероатомные соединения в исследуемой нефти представлены сложной смесью ароматических гетероциклических компонентов. В составе сернистых соединений идентифицированы бензо-, дибензо- и нафтобензотиофены и их алкилпроизводные, среди которых преобладают дибензотиофеновые структуры. Среди азотистых соединений установлено присутствие карбазола и его алкилгомологов, алкилпроизводных пиридина, хинолина и тиофенохинолина.
Исходное содержание в нефти серосодержащих соединений составляло 1,42 мас. %, азотистых - 0,34 мас. %, кислородных - 2,30 мас. %. После обработки сорбентом содержание в нефти сернистых соединений составило 0,90 мас. % (уменьшилось на 20,00%), азотистых - 1,28 мас. % (уменьшилось на 15,00%), кислородных - 2,28 мас. % (практически не изменилось). После обработки сорбентом вязкость нефти снизилась в 1,7 раза (указана кинематическая вязкость с 85 мм2/с до 50 мм2/с).
Результаты дифференциального термического анализа, полученные для образцов сорбента до и после смешивания с нефтью, представлены на фиг. 1 и фиг. 2 соответственно. Из фиг. 2 видно, что после 600°С вес уменьшился на 5,3%, т.е. сорбция на сорбенте прошла более эффективно (в 1,7 раза) в сравнении с образцом сорбента до сорбции (фиг. 1).
Технический результат изобретения заключается также в снижении вязкости нефти в 1,7 раза, что приводит к повышению производительности при транспортировке нефти по трубопроводу. Кроме того, при реализации изобретения нарабатывается товарная продукция - органические гетероатомные соединения. В способе концентрат гетероатомных соединений, удаленных с поверхности сорбента, направляют также в качестве коммерческого продукта для использования в технологиях тонкого органического синтеза.
Figure 00000001

Claims (2)

1. Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов, включающий обработку ультразвуком с частотой 22 кГц, отличающийся тем, что используют сорбент в виде смеси порошков оксидов: NiO:CuO:CoO:CaO в соотношении 1,0:2,0:1,0:(0,5-0,7) массовых частей, которую перемешивают с нефтью в соотношении 1:5 при атмосферном давлении, полученную смесь сорбента с нефтью подвергают воздействию ультразвука интенсивностью 0,15 Вт/м2 при времени обработки не более 10 мин, затем фильтруют, остатки нефти с сорбента смывают смесью растворителей гексан-бензол-этанол, с последующей его отгонкой при атмосферном давлении, обработанную нефть направляют на переработку.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что использованный сорбент промывают смесью растворителей бензол-диметилкетон для удаления сорбированных гетероатомных соединений.
RU2018119052A 2018-05-23 2018-05-23 Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов RU2669803C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119052A RU2669803C1 (ru) 2018-05-23 2018-05-23 Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018119052A RU2669803C1 (ru) 2018-05-23 2018-05-23 Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2669803C1 true RU2669803C1 (ru) 2018-10-16

Family

ID=63862551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018119052A RU2669803C1 (ru) 2018-05-23 2018-05-23 Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2669803C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2776294C1 (ru) * 2021-06-10 2022-07-18 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0097055A2 (en) * 1982-06-15 1983-12-28 REI Technologies Inc. Process for purifying hydrocarbonaceous oils
SU1089105A1 (ru) * 1982-07-15 1984-04-30 Институт химии нефти СО АН СССР Способ очистки нефти и нефтепродуктов
RU2171826C1 (ru) * 2000-08-09 2001-08-10 ООО "Мембрана" Способ выделения сераорганических соединений нефти из нефтепродуктов
RU2394874C1 (ru) * 2008-12-26 2010-07-20 Юрий Алексеевич Колпаков Способ очистки нефти и нефтепродуктов от соединений серы
RU2468892C1 (ru) * 2011-09-20 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ получения ультрадисперсных порошков металлов термическим разложением оксалатов в предельных углеводородах
RU2510640C1 (ru) * 2013-01-10 2014-04-10 Андрей Владиславович Курочкин Способ очистки сероводород-и меркаптансодержащей нефти

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0097055A2 (en) * 1982-06-15 1983-12-28 REI Technologies Inc. Process for purifying hydrocarbonaceous oils
SU1089105A1 (ru) * 1982-07-15 1984-04-30 Институт химии нефти СО АН СССР Способ очистки нефти и нефтепродуктов
RU2171826C1 (ru) * 2000-08-09 2001-08-10 ООО "Мембрана" Способ выделения сераорганических соединений нефти из нефтепродуктов
RU2394874C1 (ru) * 2008-12-26 2010-07-20 Юрий Алексеевич Колпаков Способ очистки нефти и нефтепродуктов от соединений серы
RU2468892C1 (ru) * 2011-09-20 2012-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ получения ультрадисперсных порошков металлов термическим разложением оксалатов в предельных углеводородах
RU2510640C1 (ru) * 2013-01-10 2014-04-10 Андрей Владиславович Курочкин Способ очистки сероводород-и меркаптансодержащей нефти

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2776294C1 (ru) * 2021-06-10 2022-07-18 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006525401A (ja) 原料炭化水素流からの汚染物質の抽出酸化方法
Aghaei et al. Regeneration of different extractive solvents for the oxidative desulfurization process: An experimental investigation
US8404106B2 (en) Regeneration of alkali metal reagent
BR112014020503B1 (pt) Processo para remover compostos de nitrogênio de um combustível
Palaić et al. Oxidative desulphurization of diesel fuels
Syntyhaki et al. Oxidative and extractive desulfurization of petroleum middle distillates, using imidazole ionic liquids
RU2669803C1 (ru) Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов
Zhou et al. Removal of basic nitrogen compounds from fuel oil with [Hnmp] H2PO4 ionic liquid
CN109437116B (zh) 从含硫废渣中提取硫磺的装置和方法
US10954468B2 (en) Method for regeneration of used lubricating oils
AU2010216134A1 (en) Mercury removal from hydrocarbons
US4255252A (en) Procedure for the reprocessing of used lubricating oils
RU2776294C1 (ru) Способ очистки нефти от гетероатомных компонентов
WO2011059661A1 (en) Mercury removal with amine sorbents
US2852438A (en) Acid-clay treatment of petroleum fractions using centrifugal force
US2009366A (en) Process of purification of hydrocarbons
RU2312884C1 (ru) Способ очистки нефтепродуктов от примесей серы
CN110484346B (zh) 基于超临界co2再生废润滑油的方法
RU2203306C2 (ru) Способ подготовки сырья для процессов каталитического крекинга и гидрокрекинга
CN113105937A (zh) 废矿物油的处理系统及处理方法
CN106221791A (zh) 一种基础油废白土选择性脱油方法及其装置
JPH01113492A (ja) 接触酸化によりスイートニングしたジェット燃料の熱安定性向上法
Yury et al. Heat Treatment Condition Influence on Novokuibyshevsk Vacuum Residue Component Composition
CN112209893B (zh) 苯磺酰基含硫小分子化合物的应用
JPS63221808A (ja) 吸着プロセスによる潤滑留出物からの芳香族及びワックスの同時除去