способ извлечения ванадилпорфиринов из неуглеводородных компонентов нефтей

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЛПОРФИРИНОВ ИЗ НЕУГЛЕВОДОРОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ НЕФТЕЙ путем жидкостной экстракции органическим растворителем, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют 5 - 30%-ный ацетоновый или спиртовый (С₃ - С₄)-раствор моно- или бифункционального карбонилсодержащего соединения, такого, как диацетоновый спирт, метилэтилкетон или эфир ацетоуксусной кислоты, ацетилацетон, при объемном соотношении неуглеводородные компоненты нефтей: растворитель, равном 1 : (50 - 300).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, а именно к выделению ванадилпорфиринов (ВП) из асфальтенов и смол, и может быть использовано для получения концентратов нативных (природных) металлопорфириновых комплексов.

Известны способы выделения порфириновых комплексов из нефтей кислотами, например фосфорной, однако при этом наблюдается частичная деструкция комплексов (деметаллизация) [1].

Известен способ извлечения ванадилпорфиринов из нефтей и нефтяных фракций экстракцией диметилформамидом, диметилсульфоксидом и рядом других растворителей, лучшим из которых является ДМФА. Однако способ используется только для аналитических целей [2].

Лучшим экстрагентом ВП из асфальтеновых компонентов, согласно [3] является ацетон (прототип, базовый объект), обладающий сравнительно высокой селективностью по ВП. Степень извлечения ВП из неуглеводородных компонентов нефтей при кипячении с ацетоном в течение 1 ч не превышает 34-36% от их потенциала в сырье. В табл.1 показаны результаты выделения ВП из асфальтенов ([ВП] = 220 мг/100 г) и смолисто-асфальтеновых компонентов (САК), содержащих 75% асфальтенов ([ВП] = 180 мг/100 г) при соотношении сырье:экстрагент = 1:50.

В табл. 2 приведены данные по влиянию соотношения реагентов на степень извлечения ВП из САК при экстракции ацетоном в течение 1 ч, 56^оС.

Целью изобретения является повышение степени выделения ВП из неуглеводородных компонентов нефтей, полученных в процессе деасфальтизации сырья без снижения чистоты концентрата (концентрация ВП в экстракте).

Поставленная цель достигается описываемым способом выделения ванадилпорфиринов с использованием в качестве экстрагента 5-30% спиртовых (С₃-С₄) или ацетоновых растворов моно- или бифункционального карбонилсодержащего соединения такого, как диацетоновый спирт, метилэтилкетон или эфир ацетоуксусной кислоты, ацетилацетон при соотношении сырье : экстрагент 1:(50-300).

П р и м е р. Способ выделения ванадилпорфиринов из САК.

В термостойкую круглодонную колбу с обратным водяным холодильником помещают навеску, равную 1 г САК, и добавляют 50 мл экстрагента, содержащего 5% ацетилацетона в ацетоне. Кипятят в течение 1 ч, после охлаждения экстракт отфильтровывают. Осадок на фильтре промывают 3 порциями экстрагента по 10 мл, растворитель отгоняют, экстракт высушивают. Получают 0,220 г экстракта, концентрация ВП в экстракте 381 мг/100 г продукта. Степень извлечения ВП 41,0% . Аналогично проведены другие опыты. Результаты приведены в табл. 3-7.

В табл. 3 приведены данные по выделению ВП из смолисто-асфальтеновых компонентов в одну стадию при соотношении реагентов 1:300.

Как следует из табл.3, индивидуальные бифункциональные карбонилсодержащие соединения и МЭК экстрагируют ВП из САК в 1,3-2,3 раза больше, чем ацетон, однако чистота получаемых продуктов ниже. Применение 5%-ных растворов указанных соединений позволяет повысить степень извлечения ВП на 2,3-6,4% (на 10-20% отн.) при равной чистоте продуктов. Однако при этом практически не изменяются экономические показатели процесса, в частности расход бифункциональных карбонилсодержащих соединений и энергозатраты.

В табл. 4 показано влияние состава экстрагента на степень извлечения ВП из асфальтенов при соотношении реагентов 1:50.

Как следует из табл.4, для каждой бинарной системы при определенном соотношении реагентов существует свой оптимальный состав. Оптимизация состава экстрагента позволяет повысить извлечение ВП в 1,3 раза за одну стадию. С повышением соотношения реагентов состав экстрагента нивелируется.

В табл.5 показано влияние состава экстрагента на степень извлечения ВП из асфальтенов при низких соотношениях реагентов (1:20).

Как следует из данных табл. 4 и 5 при соотношениях реагентов 1:50 и менее добавка карбонилсодержащих соединений к ацетону менее 10% не эффективна.

В табл.6 показано влияние составов экстрагента на степень извлечения ВП из асфальтенов при высоких соотношениях реагентов (1:300).

Как следует из табл.6, при высоких соотношениях реагентов достаточно добавки 5% карбонилсодержащих соединений к основному экстрагенту.

Таким образом, как следует из приведенных данных и чертежа, ВП следует выделять при соотношении реагентов 1:50-1:300 и добавкой к ацетону 5-30% моно- или бифункциональных карбонилсодержащих соединений, лучше ацетилацетона, причем при минимальных соотношениях реагентов необходимо использовать максимальное количество добавки к ацетону, и наоборот.

Для повышения безопасности процесса в качестве основного растворителя можно применять алифатические спирты С₃-С₄. Однако, при этом несколько увеличиваются энергозатраты, но уменьшаются потери экстрагента. В табл.7 приведены результаты извлечения ВП из САК спиртовыми растворами моно- и бифункциональных карбонилсодержащих соединений (1:300). Влияние состава экстрагента при разных соотношениях реагентов на степень извлечения ванадилпорфиринов из асфальтенов (где 1(0) - ацетон; 2( ) - ацетон + 5% МЭК; 3(х) - ацетон + 10% МЭК; 4( ) - ацетон + 15% МЭК.

Как следует из табл.7, добавка моно- и бифункциональных карбонилсодержащих соединений к алифатическим спиртам С₃-С₄ позволяет повысить степень извлечения ВП в 1,3-1,5 раза (на 30-50% отн.) при равном качестве, по сравнению с ацетоном.