Использование процессов экстракции

Наиболее эффективным физико-химическим ме­тодом обессеривания является экстракция ОСС мине­ральными и органическими кислотами. Этот способ представляет интерес для получения товарных продук­тов — сернистых концентратов. При этом очищенные нефтепродукты получаются побочно.

Сернокислотная очистка [5,14]. Это один из наиболее ста­рых методов очистки нефтепродуктов, заключается в том, что продукт смешивают с небольшим количеством серной кислоты (90—93% H₂SO₄) при обычной темпера­туре. Концентрированная серная кислота — сильный окислитель, поэтому ОСС сульфируются и окисляются [15, 16] меркаптаны до дисульфидов, сульфиды до сульфоксидов, тиофаны и тиофены до сульфоксидов.

Следует отметить, что применение концентриро­ванной серной кислоты для удаления сернистых со­единений затруднительно. Поэтому для выделения сернистых соеди­нений из нефти и нефтепродуктов применяется не концентрированная, а 50—80%-ная серная кислота. К недостаткам метода следует отнести деструкцию и по­терю сульфидов, а также большой расход серной кисло­ты. Более эффективным экстрагентом является хлорная кислота. Однако взрывоопасность и высокая стоимость хлорной кислоты не позволяют ей конкурировать с сер­ной кислотой.

При щелочной очистке [17, 18]. сероводород реагирует с образованием кислых и средних солей:

H₂S + NaOH ® NaHS + H₂O,

H₂S + 2NaOH ® Na₂S + 2H₂O,

H₂S + Na₂S ® 2NaHS.

Меркаптаны дают при взаимодействии со щело­чью меркаптиды:

RSH + NaOH « RSNa + H₂O.

Эти соли могут быть удалены из нефти путём многократной промывки водой.

Очистка топливных дистиллятов раствором щелочи с усилителями [5]. С увеличением доли переработки сернистых и высокосер­нистых нефтей стало невозможно получать высококачественные топлива без специальной их очистки от активных серосодержащих соединений, в частности от меркаптанов. Несмотря на то, что глу­бокого обессеривания легких дистиллятных топлив можно достиг­нуть только гидроочисткой, за рубежом широко применяют и дру­гие методы демеркаптанизации. Меркаптаны, содержащиеся в нефтяных фракциях, удаляют, переводя их (окислением в при­сутствии катализатора) в менее активные соединения – дисуль­фиды.

Одним из наиболее распространённых методов демеркаптанизации является процесс «Мерокс», осуществляемый в присутствии металлофталоцианиновых катализаторов.

На установке (рис. 2.2) бензин поступает в реактор 1, в который насосом 7 подается щелочной раствор, содержащий катализатор мерокс.

Рис. 2.2. Схема установки «Мерокс»:

1 – реактор для извлечения меркаптанов; 2 – реактор для окисления отработанного раство­ра мерокс; 3 – сепаратор; 4 – отстойник для выделения дисульфидов; 5 – реактор для демеркаптанизации окислением меркаптанов в дисульфиды; 6 – отстойник для выделения рас­твора мерокс; 7, 8 – насосы.

Линии: I – сернистый бензин (сырье); II – воздух; III – раствор мерокс; IV – избыток воз­духа; V – дисульфиды; VI – циркулирующий раствор мерокс; VII – очищенный бензин.

В реакторе очищаемый бензин контактирует с растворам мерокс. В результате из топлива удаляются низкомолекулярные меркап­таны. Очищенный бензин сверху реактора 1 направляется в реак­тор демеркаптанизации 5, где взаимодействует с воздухом и дополнительным количеством раствора мерокс (для перевода высо­комолекулярных меркаптанов в дисульфиды). Затем смесь разде­ляется в отстойнике 6, сверху этого отстойника уходит очищенный бензин VII, а снизу – циркулирующий раствор мерокс VI. Рас­твор мерокс с извлеченными меркаптанами снизу реактора 1 по­ступает через реактор 2, где смешивается с, воздухом, в сепара­тор 3. Сверху этого сепаратора выводится избыток воздуха, а снизу – раствор мерокс. Сверху отстойника 4 (декантатора) ухо­дят дисульфиды, а снизу –регенерированный раствор мерокс, ко­торый далее возвращается в реактор 1.

Дисульфиды, остающиеся в очищенных фракциях, не ухудшают эксплуатационные свойства топлив.

К недостаткам щелочной очистки следует отнести безвозвратную потерю дорогого реагента и образова­ние трудноутилизируемых сернисто-щелочных стоков.