способ переработки кислых гудронов

Формула изобретения

Способ переработки кислых гудронов, включающий нейтрализацию содержащейся в них серной кислоты негашеной известью и отгонку из полученного продукта органических веществ, отличающийся тем, что пары отгоняемых органических веществ дополнительно пропускают через гранулированную негашеную известь при температуре 550-700^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к переработке кислых гудронов.

Для очистки и осветления нефтепродуктов длительное время использовался сернокислотный метод, который привел к накоплению значительного количества отходов, содержащих свободную серную кислоту, сульфокислоты, парафиновые, нафтеновые, ароматические углеводороды и другие органические вещества.

Проблема переработки и утилизации этих отходов, получивших название кислых гудронов и содержащих множество ценных компонентов, представляется весьма актуальной экологической и экономической задачей.

Известен способ переработки кислых гудронов, включающий их взаимодействие с негашеной известью и перегонку полученного продукта при температуре 100-600^oС [Японская заявка, кл./8В9, (C 10 G 19/00) 51-111207, заявл. 26.03.75, 50-37109, опубл. 01.10.76; РЖХ 4, 1978, реферат 4 П 171 П]. При внесении негашеной извести в кислый гудрон происходит нейтрализация содержащейся в нем свободной серной кислоты с образованием твердого продукта - сульфата кальция и маслообразной фракции, состоящей из смеси органических продуктов. Эту маслообразную фракцию отделяют от твердого продукта перегонкой при температуре 100-600^oС. В результате такой перегонки получают печное топливо и другие продукты.

Этот известный способ выбран в качестве прототипа предлагаемого изобретения как наиболее близкий к нему по назначению, технической сущности и достигаемому эффекту.

Недостатками прототипа являются низкое содержание в продуктах переработки жидких углеводородов, пригодных для использования в качестве моторного и котельного топлива, а также их высокая загрязненность серосодержащими соединениями.

Низкий выход жидких компонентов обусловлен малым их содержанием в образующейся маслообразной фракции, поскольку при перегонке в соответствии с прототипом ее углеводородный состав не изменяется.

Источником серосодержащих загрязнений являются остающиеся в маслообразной фракции сульфокислоты, которые, в отличие от серной кислоты, не образуют с негашеной известью твердых нелетучих продуктов в ходе нейтрализации.

Целью предлагаемого изобретения является повышение выхода жидких углеводородов и уменьшение количества содержащейся в них серы в процессе переработки кислого гудрона.

Поставленная цель достигается тем, что по сравнению с известным способом переработки кислого гудрона, включающим нейтрализацию содержащейся в нем серной кислоты негашеной известью и отгонку от продуктов нейтрализации маслообразной фракции, пары отгоняемых из этой фракции органических веществ дополнительно пропускают через гранулированную негашеную известь, нагретую до температуры 550-700^oС.

При этом на поверхности гранул оксида кальция (негашеной извести) происходит термический крекинг органических веществ, отгоняемых от маслообразной фракции, в результате чего изменяется ее углеводородный состав. Крекинг, катализируемый развитой и активной поверхностью оксида кальция, приводит к реакциям конденсации наиболее легких углеводородов и термического разложения наиболее тяжелых из них, что обеспечивает увеличение доли продуктов среднего молекулярного веса. Именно эти продукты и являются жидкими углеводородами, пригодными в качестве моторного и котельного топлива. Одновременно с этим происходит высокотемпературное взаимодействие с оксидом кальция отгоняемых от маслообразной фракции сульфокислот, которое приводит к связыванию содержащейся в них серы в виде нелетучих соединений - сульфата, сульфита и сульфида кальция. Поэтому получаемые в результате дополнительной обработки паров негашеной известью топливные компоненты содержат меньше серы и характеризуются более высокими потребительскими свойствами.

При переработке кислого гудрона в соответствии с прототипом тоже реализуется контакт органических веществ, входящих в его состав, с негашеной известью. Однако это происходит при температуре, постепенно (ступенчато) возрастающей от 100 до 600^oС в соответствии с температурами кипения отгоняемых фракций. В результате значительная часть исходного продукта контактирует с негашеной известью при температуре, недостаточной для его крекинга. И лишь тогда, когда в перегоняемой массе остаются наиболее тяжелые компоненты, наряду с отгонкой может происходить и их крекинг, а также связывание серосодержащих веществ. При этом ступенчатый температурный профиль процесса перегонки по прототипу, не обеспечивающий оптимальных условий (550-700^oС) и препятствующий заметной деструкции сырья с образованием жидких и очищенных от серы топливных компонентов, объективно определяется свойствами самой разгоняемой смеси.

В результате количество жидких топливных углеводородов, выделяемых из кислого гудрона в процессе его переработки по прототипу, в лучшем случае соответствует их исходному количеству, а качество бывает достаточно низким из-за большого содержания серы.

Дополнительное же пропускание всех отгоняемых от маслообразной фракции паров через негашеную известь, нагретую до 550-700^oС в соответствии с предлагаемым изобретением обеспечивает их высокотемпературный контакт, сопровождающийся крекингом и химическим преобразованием в сторону образования жидких углеводородов и их очистки от серы. При этом через высокотемпературную зону, наполненную каталитически активным веществом - оксидом кальция (негашеной известью) и находящуюся в оптимальных для крекинга температурных условиях (550-700^oС), проходят все отгоняемые компоненты: легкие при этом конденсируются в соединения с большей молекулярной массой, а тяжелые термически разлагаются, увеличивая выход жидких углеводородов и снижая концентрацию в них серы. Поэтому предложенный технологический прием - дополнительное пропускание паров, образующихся при перегонке кислого гудрона через негашеную известь при температуре 550-700^oС, является существенным признаком предлагаемого изобретения, обеспечивающим повышение выхода топливных компонентов и уменьшение содержания в них серы. Данный признак не известен из открытых источников научно-технической информации и является новым.

Предлагаемое изобретение осуществляют на установке периодического действия, включающей реактор (куб), в котором происходит нейтрализация серной кислоты; колонку, наполненную гранулированной негашеной известью; конденсатор, охлаждаемый проточной водой; приемник "паук" для раздельного сбора отгоняемых компонентов. Куб и колонная часть аппарата снабжены электронагревателями, служащими для их раздельного нагрева до температуры 100-500^oС и 550-700^oС соответственно.

Переработка в соответствии с предлагаемым изобретением осуществляется следующим образом. В реактор загружается порция кислого гудрона. Затем туда же вносится негашеная известь в количестве, обеспечивающем ее полную нейтрализацию до рН 7. После этого включают обогрев колонной части аппарата и температура ее доводится до 550-700^oС. Наконец включается электрообогрев реактора и при температуре 100-500^oС из него полностью отгоняется маслообразная фракция. Отгоняемые и подвергнутые крекингу продукты конденсируются в холодильнике и раздельно собираются в приемные емкости. Твердые продукты пераработки - сульфаты и сульфиды кальция, а также кокс остаются в кубе и колонной части аппарата, откуда они периодически удаляются.

В таблице представлены конкретные примеры осуществления предлагаемого изобретения и прототипа с численными данными о материальном балансе процесса.

Из таблицы видно, что предлагаемое изобретение в 3-4 раза повышает выход жидких углеводородов и более чем на порядок снижает содержание в них серы, что позволяет использовать их в качестве моторного топлива.