Метод за почистване на дизелова фракция

Притежатели на патента RU 2429276:

Изобретението се отнася до нефтопреработвателната промишленост и може да се използва за получаване на дизелово гориво от дизелови фракции на високосъдържащи сяра масла с преобладаване на сулфидна сяра. Изобретението се отнася до метод за пречистване на дизелова фракция чрез течна екстракция на сярноорганични съединения и ароматни въглеводороди с два разтворителя - полярен и неполярен (хексан или хексанова фракция). Фенолът се използва като полярен разтворител, съдържащ 3-8 тегл.% Вода, с тегловно съотношение към изходна суровина 2-3: 1, съотношение на хексан към изходна суровина 0.5-1.0: 1. Концентрацията на сярноорганични съединения и ароматни въглеводороди в екстракта се извършва в колона за регенерация на фенол от екстракционната фаза в резултат на образуването на азеотропна смес фенол - вода - наситени въглеводороди на екстрактната фаза. Техническият резултат е пречистването на дизелови фракции от сярноорганични съединения и ароматни въглеводороди. 6 кал.

Изобретението се отнася до нефтопреработвателната промишленост и може да се използва при производството на дизелови горива от дизелови фракции на високосъдържащи сяра масла с преобладаване на сулфидна сяра (тиациклани, диалкилсулфиди) чрез екстракционно пречистване от серноорганични съединения и ароматни въглеводороди,

Процесът на хидроочистване обаче има следните недостатъци (вж. А. А. Гайле, Б. М. Сайфидинов. Алтернативни нехидрогениращи методи за подобряване на качеството на дизеловото гориво. - SPb.: SPbGTI (TU), 2009. - 112 стр.):

- използването на скъпи катализатори и водород, който става все по-оскъден в рафинериите;

- необходимостта от агрегати за пречистване на въглеводороди и водородсъдържащи газове от сероводород и инсталации за преработка на H2S до сяра или сярна киселина;

- отстраняване на почти всички хетероатомни съединения, способни да образуват защитни филми върху метални повърхности, което води до влошаване на противоизносните свойства на горивата;

- много тежки условия на процеса - високо парциално налягане и консумация на водород, ниска обемна скорост на подаване на суровини, висока температура, което води до големи капиталови инвестиции и специфична консумация на енергия;

- желанието за намаляване на края на кипене на дизеловата фракция и, като следствие, намаляване на ресурсите на дизеловото гориво;

- недостатъчно ефективно отстраняване на азотни съединения, които намаляват активността на катализаторите;

- съкращаване на живота на катализаторите с по-строги условия за процеса на хидропречистване;

- често недостатъчно намаляване на съдържанието на арените;

- леко увеличение или дори поддържане на същото ниво на цетаново число; леко увеличение на цетановия индекс на хидропречистената дизелова фракция се дължи на частичната изомеризация на n-алкани, както и на факта, че цетановото число леко се увеличава по време на хидрогенирането на арени (например цетановите числа на n-октилнафталина и n-октилдекалин са 20 и 35).

Отбелязаните недостатъци на процесите на хидрогениране водят до необходимостта от разработване на алтернативни методи за подобряване на качеството на дизеловите горива.

Недостатъците на този метод включват: сложността на диаграмата на технологичния процес, осигуряваща отделно регенериране на екстрагентите на всеки етап; необходимостта от високоефективни екстрактори, съответстващи на всеки от 16-те теоретични етапа на екстракция; високо общо съотношение на маса на екстрагентите и измиващия парафинов разтворител към суровините съответно 5,5: 1 и 1,0: 1; сложността на метода за регенериране на екстрагенти от рафината и екстрактиращата фаза, осигуряваща измиване на фурфурол с вода и фенол с 2% разтвор на NaOH, което е свързано с висока консумация на вода, предвид слабата разтворимост на фурфурол и фенол в тя, с неутрализиране на фенолно-алкални разтвори, висока консумация на топлина за изпаряване на водата, с пречистване на отпадъчни води.

Известният метод за пречистване на дизеловата фракция осигурява увеличаване на селективността на процеса на екстракция и улеснява регенерирането на екстрагента за отделяне на ароматни въглеводороди от хидропречистената дизелова фракция. Известният метод се използва за пречистване на дизеловата фракция със съдържание на сяра 0,03 тегл.%.

Известният метод ви позволява едновременно да получите екологично чисти дизелово гориво и ароматен разтворител. Известният метод обаче е предназначен за отстраняване на ароматни въглеводороди от дизелови фракции, съдържащи малко количество сяра (0,05-0,2 тегл.%).

Целта на предложеното техническо решение беше разработването на такъв метод за пречистване на дизеловата фракция, който да осигури екстракционно пречистване на дизелови фракции с високо съдържание на сяра, при които сярноорганичните съединения са представени главно от сулфиди, от серноорганични съединения и ароматни въглеводороди.

Проблемът се решава от факта, че методът за пречистване на дизеловата фракция включва течна екстракция на сярноорганични съединения и ароматни въглеводороди с полярни и неполярни разтворители, докато хексан или хексанова фракция се използват като неполярен разтворител, фенол, съдържащ 3- 8 тегл.% От водата се използва като полярен разтворител, с масово съотношение към изходна суровина 2-3: 1, съотношение на хексан или хексанова фракция към изходна суровина от 0,5-1,0: 1 и концентрация на сярноорганични съединения и ароматни въглеводороди в екстракта се извършва във фенолна регенерационна колона чрез азеотропна ректификация на екстракционната фаза с полярен разтворител, присъстващ във фазата на екстракта.

Методът съгласно изобретението е едноетапен процес на противотокова екстракция с фенол в присъствието на парафинов разтворител (хексан или хексанова фракция) и използва способността на фенола да образува азеотропни смеси с наситени въглеводороди от екстракта за увеличаване на добива на рафинат и концентрат сярноорганични съединения и арени в екстракта по време на регенерация на фенол от екстракционната фаза. По този начин, съгласно заявения метод, се осигурява комбиниран процес на екстракция и автоазеотропна ректификация по време на регенерацията на екстрагента от екстракционната фаза.

Изобретеният метод за почистване на дизеловата фракция е илюстриран с чертежи, където:

фигура 1 в таблица 1 показва показателите на първоначалната дизелова фракция;

фигура 2 в таблица 2 дава параметрите на екстракционното почистване на дизеловата фракция с фенол при 40 ° C;

фигура 3 в таблица 3 показва характеристиките на рафинатите и екстрактите, получени при едноетапно екстракционно пречистване на дизеловата фракция с фенол и екстракционната система фенол - вода - хексан;

фигура 4 в таблица 4 дава технологичните параметри на седемстепенната противотокова екстракция на сярноорганични съединения и ароматни въглеводороди от дизеловата фракция;

фигура 5 в таблица 5 показва резултатите от седемстепенно почистване на противотока за извличане на дизеловата фракция;

Фиг. 6 показва схематична диаграма на предлагания метод за пречистване на дизеловата фракция.

Инсталацията за пречистване на дизеловата фракция по заявения метод включва екстрактор 1 с разхлабена опаковка от типа пръстени на Raschig, екстрактор 2, колона 3 за дестилация на хексан от екстракционната фаза; тръбна пещ 4, колона 5 за отстраняване на азеотропната вода - фенол - наситени въглеводороди от фазата на екстракта, колона 6 за отстраняване на фенол от фазата на екстракта, сепаратор 7, колона 8 за отстраняване на фенолни остатъци от екстракта с инертен газ, газов сепаратор 9, колона 10 за отстраняване на хексан от рафинатните фази, тръбна пещ 11, колона 12 за отстраняване на азеотропния фенол - наситени въглеводороди от фазата на рафината, екстракционна колона 13 с пръстени Raschig за измиване на фенолни примеси от "допълнителния рафинат" с вода, топлина обменници 14. Римски цифри I-XXIII означават потоците, циркулиращи в инсталацията.

Характеристиките на суровините са показани на фиг. 1 в таблица 1.

- ниско начало на кипене на дизеловата фракция;

- нисък цетанов индекс.

Условията за едноетапно екстракционно пречистване на дизеловата фракция с фенол без използване на неполярен разтворител и в присъствието на хексан са представени на фиг. 2 в таблица 2.

Резултатите от едноетапната екстракция са показани на фигура 3 в таблица 3.

Въз основа на резултатите от едноетапната екстракция могат да се направят следните заключения:

- екстракция с фенол с 3 тегл.% вода дава възможност да се постигне достатъчно висока степен на екстракция както на сяра органо, така и на сулфонирани съединения, но добивът на рафинат е твърде нисък - под 50 тегл.%;

- увеличаването на водното съдържание във воден фенол до 8 тегл.% води до значително увеличаване на добива на рафинат с леко понижаване на неговото качество и степента на извличане на нежелани компоненти в дизеловото гориво;

- използването на ректификация при регенериране на фенол от екстракционната фаза с добавяне на компоненти на дизелова фракция, изолирани от азеотропни смеси, води до увеличаване на добива на комбинирания рафинат в сравнение с добива на рафината, получен чрез промиване на фенол с 2% Разтвор на NaOH, с 4-5 тегл.% От разхода на суровина, добивът на екстракта се намалява с 9-12% относително, което е от съществено значение за увеличаване на избора на рафинирано дизелово гориво;

- извършването на екстракция с фенол с 3 тегл.% вода в присъствието на хексан значително увеличава добива на рафинат с по-малко намаляване на степента на екстракция на нежелани компоненти в сравнение с използването на фенол с 9 тегл.% вода, обаче, за поддържане на високото качество на рафината е необходимо повишено съотношение на фенол към суровина.

Параметрите на процеса на седемстепенното почистване на противотоковото извличане на дизеловата фракция са показани на фиг. 4 в таблица 4.

Пример 1 (експеримент № 9, извършен в съответствие с методологията, предложена в патент RU N 392725, който се използва в промишлеността). Дизеловата фракция (дебит 100 g/h) и n-хексан (дебит 50 g/h) се подават в долната част на екстракционната колона с ефективност от 7 теоретични етапа и фенол с 8 тегловни% вода (дебит 300 g/h). В резултат на противотоковото извличане, след достигане на стабилен режим, фазите на рафинат (91,0 g) и екстракция (359,0 g) се вземат едновременно. 6.1 g фенол се отстраняват от фазата на рафината чрез промиване с 2% разтвор на NaOH и след това с дестилирана вода, а 269.9 g фенол се отстраняват от фазата на екстракта по същия начин, докато се отстрани напълно от екстракта. След това, чрез ректификация върху колона с ефективност от 15 теоретични плаки, 25,6 g хексан се дестилират от дефенолната рафинатна фаза, за да се получат 58,8 g рафинат в дънния остатък. От фазата на дефенолния екстракт се дестилират 24,4 g хексан, като се получават 41,2 g екстракт в дънния остатък. Характеристиките на рафината и екстракта са представени на фигура 5 в таблица 5.

Пример 2 (експеримент No 10). Скоростта на потока на потоците, подавани към екстрактора и получените фази на рафинат и екстракт, както и параметрите на процеса на екстракция съответстват на описаните в пример 1. От фазата на рафината се дестилират 25,6 g хексан с 0,5 g вода, след това 6,1 g фенол с примеси на наситени въглеводороди ... От екстракционната фаза чрез дестилация се дестилират 24,4 g хексан и 1,5 g вода, след това под формата на азеотропна смес 22 g вода, 29 g фенол и 13,8 g наситени въглеводороди. Азеотропната смес се комбинира с фенол, отстранен от рафинатната фаза и съдържащ примеси от наситени въглеводороди, и след това се разделя в сепаратор. От въглеводородния слой фенолните примеси се отмиват с вода и въглеводородите се комбинират с дънния остатък, получен след дестилация на фенол от рафината фаза. Добивът на комбинирания рафинат е 72,6 g, добивът на екстракта (концентрат на сярноорганични съединения и ароматни въглеводороди) е 27,4 g. Характеристиките на комбинирания рафинат и екстракт са показани на фиг. 5 в таблица 5.

Метод за пречистване на дизелова фракция чрез течна екстракция на сярноорганични съединения и ароматни въглеводороди с полярни и неполярни разтворители, докато хексан или хексанова фракция се използват като неполярен разтворител, използва се фенол, съдържащ 3-8 тегл.% Вода като полярен разтворител, при тегловно съотношение към изходната суровина 2-3: 1, съотношението на хексан към фураж е 0,5-1,0: 1, а концентрацията на сярноорганични съединения и ароматни въглеводороди в екстракта се извършва при фенолна регенерация колона чрез азеотропно коригиране на фазата на екстракта с полярен разтворител, присъстващ във фазата на екстракта.