RU2680145C1 - Способ каталитического фотоокисления серосодержащих органических веществ - Google Patents
Способ каталитического фотоокисления серосодержащих органических веществ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680145C1 RU2680145C1 RU2018121780A RU2018121780A RU2680145C1 RU 2680145 C1 RU2680145 C1 RU 2680145C1 RU 2018121780 A RU2018121780 A RU 2018121780A RU 2018121780 A RU2018121780 A RU 2018121780A RU 2680145 C1 RU2680145 C1 RU 2680145C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- diesel
- fraction
- catalytic
- sulfur
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 230000003351 photoxidation Effects 0.000 title 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 7
- PBCJIPOGFJYBJE-UHFFFAOYSA-N acetonitrile;hydrate Chemical compound O.CC#N PBCJIPOGFJYBJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 125000001741 organic sulfur group Chemical group 0.000 abstract 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 15
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 4
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 4
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003302 UV-light treatment Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G32/00—Refining of hydrocarbon oils by electric or magnetic means, by irradiation, or by using microorganisms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G27/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by oxidation
- C10G27/04—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by oxidation with oxygen or compounds generating oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G29/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
- C10G29/16—Metal oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу фотоокисления органических серосодержащих соединений в дизельной фракции нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Способ каталитического фотоокисления включает перемешивание дизельной фракции с порошком диоксида титана; подачу полученной суспензии в реактор, куда подается воздух; воздействие УФ-света с длиной волны 320-385 нм на суспензию с последующей циркуляцией реакционной смеси между реактором и резервуаром; а также экстракцию раствором ацетонитрил-вода, причем серосодержащие вещества содержатся в дизельной фракции нефти. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к способу фотоокисления органических соединений серы (ОСС), содержащихся в дизельной фракции нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Существуют ряд методов обессеривания нефтяного сырья, используемых для удаления (ОСС) из жидких топлив: демеркаптанизация, биодесульфуризация, гидроочистка, экстракционные и адсорбционные методы, окислительное обессеривание. Способы удаления серы из нефтяного сырья делятся на:
- связанные с разрушением сернистых соединений и удалением их из сырья (гидроочистка, биодесульфуризация);
- способы, связанные с выделением ОСС и одновременной очисткой сырья (экстракция, окислительное обессеривание).
Наиболее надежными и доступными способами выделения ОСС являются окисление различными окислителями, адсорбция на силикагеле и оксиде алюминия, сернокислотная и щелочная экстракция, а также каталитические методы: гидроочистка и биодесульфуризация (Сираева И.Н. Особенности переработки сернистых нефтей // Нефтегазовое дело. – 2011. – №5. – С. 318–322). Существенными недостатками почти всех этих способов являются низкий коэффициент использования сырья, малая производительность устройств и нерентабельность при реализации их для крупномасштабных производств.
Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, основанный на проведении процессов гетерогенного фотокатализа при очистке питьевой воды и вообще водной среды от органических соединений. При проведении фотокатализа воду обрабатывают с помощью источника УФ-света с длиной волны 330-380 нм в присутствии катализатора - диоксида титана, использующегося в виде микросфер с диаметром 0,15 мм, причем микросферы непрерывно перемешивают барботированием окислительного газа, в качестве которого используют кислород или воздух (Патент РФ № 2033970, МПК С02F1/32, опубл. 30.04.1995). Описанный способ принят за прототип изобретения.
Недостатком прототипа является то, что рассматривается обработка фотокатализом только водной среды, сточных вод. При этом не уточняется природа примесей, которые претерпевают изменения.
Изобретение относится к способу фотоокисления ОСС, содержащихся в дизельной фракции нефти, при ее обработки УФ-светом с длиной волны из диапазона 320-385 нм в присутствии катализатора и воздуха. В качестве катализатора используют диоксид титана, реакцию проводят при температуре 20°С. Изобретение позволяет упростить, и удешевить процесс окисления ОСС дизельной фракции до сульфоксидов (сульфонов) за счет снижения затрат на реагенты, реакционных объемов, и осуществлять процесс в промышленных масштабах.
В основу предлагаемого изобретения положен принцип гетерогенного фотокаталитического окисления ОСС, содержащихся в дизельной фракции нефти, при ее обработке УФ-светом в присутствии воздуха (кислорода).
Целью изобретения является окисление ОСС до сульфоксидов (сульфонов) для очистки дизельной фракции нефти.
Поставленная задача решается способом каталитического фотоокисления ОСС, входящих в состав углеводородного сырья, включающим их окисление при воздействии УФ-света в присутствии катализатора и воздуха, разделение смеси, полученной в результате фотоокисления, с получением очищенного углеводородного сырья и экстракта окисленых ОСС. В настоящем изобретении используют реактор, который представляет собой полую трубку из стекла, в верхней части расположен светодиодный чип «Epistar» мощностью 10 ватт, который излучает свет с заданной длиной волны из диапазона 320-385 нм. В нижнюю часть реактора от компрессора подается воздух со скоростью 100-150 мл/мин. Реактор имеет диаметр 5 см и высоту 100 см. По существу он состоит из оболочки, внутри которой течет реакционная смесь. По внутренней стенке реактора установлена спираль, которая образуют принудительную траекторию для реакционной смеси, увеличивая время нахождения ее во внутренней части реактора с тем, чтобы содействовать взаимодействию реакционной смеси (дизельной фракции) с излучением, генерированным лампой. Реакционная смесь – дизельная фракция, содержащая ОСС, в присутствии двуокиси титана в качестве катализатора, подвергалась постоянной циркуляции внутри полого пространства реактора, которое продувалось воздухом. Обработку в условиях реакции фотокаталитического окисления продолжают необходимое количество времени для окисления ОСС. Это достигается путем соединения реактора с соответствующим резервуаром и обеспечения циркуляции реакционной смеси через реактор и резервуар посредством насоса. Значительным преимуществом настоящего изобретения является использование обработки УФ-светом в присутствии катализатора - диоксида титана, которое позволяет легче и удобнее окислять ОСС дизельной фракции, с последующим удалением образующихся продуктов окисления (сульфоксидов, сульфонов) экстракцией ацетонитрил-вода. Процесс фотоокисления ведут при температуре 20оС, с продувкой воздухом. Тем самым увеличивая безопасность самого процесса окисления. Кроме того, процесс фотоокисления можно проводить непрерывно и перерабатывать большие объемы сырья.
Сущность изобретения заключается в обработке дизельной фракции нефти с помощью источника УФ-света с длиной волны, выбранной из диапазона 320-385 нм, в присутствии воздуха и катализатора - диоксида титана.
Пример. К дизельной фракции объемом 100 мл добавляли 0,8 г (1%мас.) порошка диоксида титана, все тщательно перемешивается на магнитной мешалке. При помощи насоса приготовленная суспензия подается сверху в реактор со светодиодной лампой, устройство которого описано выше. Внутрь реактора подается воздух. Полученная суспензия медленно по спирали спускается вниз реактора, при этом происходит воздействие УФ-света заданной длиной волны. На выходе из реактора суспензия собирается в другой резервуар. Затем снова подается в реактор. Циркуляцию реакционной смеси между реактором и резервуаром посредством насоса проводят 4 раза.
В качестве катализатора в способе согласно настоящему изобретению использовалась порошкообразная двуокись титана TiO2, которая после введения в дизельную фракцию и тщательного перемешивания образует коллоидную суспензию. Катализатор отделялся в конце процесса путем центрифугирования.
Окисленные ОСС (сульфоксиды, сульфоны) из дизельной фракции извлекали однократной экстракцией раствором ацетонитрил-вода (вода 5%об.), в объемном соотношении дизельная фракция : ацетонитрил-вода 1:2. Содержание серы в исходной и очищенной дизельных фракциях определялось методом сжигания в лампе по ГОСТ 19121-73.
Результаты очистки дизельной фракции с использованием метода каталитического фотоокисления приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Результаты очистки дизельной фракции с использованием метода каталитического фотоокисления
Температура процесса 20±2оС; катализатор: порошок диоксид титан, объем сырья 100мл, содержание катализатора 1%мас.
Как видно из анализа представленных в таблице данных, содержание серы в дизельной фракции снизилось с 0,22 до 0,09 % мас. при обработке УФ-светом с длиной волны 380-385 нм.
Таким образом, предложенный способ каталитического фотоокисления органических веществ позволяет эффективно и просто произвести окисление серосодержащих соединений, входящих в состав нефтепродуктов, и произвести тем самым очистку нефтепродуктов от нежелательных компонентов. Предложенный способ обладает высокой эффективностью и является менее энергозатратным.
Claims (2)
1. Способ каталитического фотоокисления серосодержащих соединений, включающий перемешивание дизельной фракции с порошком диоксида титана; подачу полученной суспензии в реактор, куда подается воздух; воздействие УФ-света с длиной волны 320-385 нм на суспензию с последующей циркуляцией реакционной смеси между реактором и резервуаром; а также экстракцию раствором ацетонитрил-вода, причем серосодержащие вещества содержатся в дизельной фракции нефти.
2. Способ по п. 1, отличается тем, что используют мелкодисперсный порошок диоксида титана с содержанием фазы рутил 98,5%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018121780A RU2680145C1 (ru) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | Способ каталитического фотоокисления серосодержащих органических веществ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018121780A RU2680145C1 (ru) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | Способ каталитического фотоокисления серосодержащих органических веществ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2680145C1 true RU2680145C1 (ru) | 2019-02-18 |
Family
ID=65442706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018121780A RU2680145C1 (ru) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | Способ каталитического фотоокисления серосодержащих органических веществ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680145C1 (ru) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2033970C1 (ru) * | 1989-05-11 | 1995-04-30 | Эниричерке С.П.А. | Способ каталитического фотоокисления органических веществ, содержащихся в воде |
-
2018
- 2018-06-15 RU RU2018121780A patent/RU2680145C1/ru active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2033970C1 (ru) * | 1989-05-11 | 1995-04-30 | Эниричерке С.П.А. | Способ каталитического фотоокисления органических веществ, содержащихся в воде |
Non-Patent Citations (6)
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Akbari et al. | Investigation of process variables and intensification effects of ultrasound applied in oxidative desulfurization of model diesel over MoO3/Al2O3 catalyst | |
| US10501693B2 (en) | Process for manufacture of liquid fuel components from renewable sources | |
| JP6913214B2 (ja) | 酸化法 | |
| RU2565594C2 (ru) | Реакционная система и получаемые в ней продукты | |
| CS264323B2 (en) | Device for doctoring hydrocarbons | |
| More et al. | Intensified approach for desulfurization of simulated fuel containing thiophene based on ultrasonic flow cell and oxidizing agents | |
| JP2006514145A (ja) | 有機硫黄の酸化方法 | |
| US3038855A (en) | Process for the oxidation of mercaptans | |
| US5723039A (en) | Process for removal of organo-sulfur compounds from liquid hydrocarbons | |
| RU2680145C1 (ru) | Способ каталитического фотоокисления серосодержащих органических веществ | |
| Sinhmar et al. | Ultra-deep desulfurization of crude sulfated turpentine using oxidation, adsorption and novel combination approach | |
| Østergaard et al. | Abatement of oil residues from produced water using a thermocatalytic packed bed reactor | |
| JP5120942B2 (ja) | 反応速度差を利用する燃料油の酸化脱硫方法及びそのための装置 | |
| Mohammad et al. | Pt/ZrO2: an efficient catalyst for aerobic oxidation of toluene in aqueous solution | |
| CN111422970A (zh) | 一种三相鼓泡淤浆臭氧催化氧化装置及方法 | |
| US5266540A (en) | Process for the regeneration of active carbon | |
| RU2087521C1 (ru) | Способ очистки нефти и газоконденсата от низкомолекулярных меркаптанов | |
| US3216951A (en) | Solids contact apparatus and method for effecting the contact | |
| KR100615515B1 (ko) | 광촉매의 고정화 방법 및 이 방법을 이용한 광촉매 흡착제 | |
| Adhami et al. | Novel Method for Desulfurization of Mixed Fuel via Microbubble Oxidation Followed by Microtube Extraction | |
| RU2817086C1 (ru) | Способ очистки сульфидно-щелочных стоков с получением коллоидной серы | |
| RU2699020C1 (ru) | Способ очистки высококипящих углеводородных фракций от меркаптанов | |
| RU2749593C2 (ru) | Установка для очистки сернисто-щелочных стоков | |
| RU2381257C1 (ru) | Способ демеркаптанизации керосиновых фракций | |
| BR102016014409B1 (pt) | Processo de pré-tratamento de efluentes, reator de catálise homogênea, e sistema compreendendo o reator de catálise homogênea |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20191112 Effective date: 20191112 |