22. Процессы очистки нефти и н/п: защелачивание основные реакции очистки н/п, демеркаптанизация, процесс «Мерокс», основные реакции очистки н/п.

Процессы очистки топлив

Задача любой очистки топлив - это удаление из них (или превращение) вред­ных примесей, к числу которых относятся:

• органические кислоты;

• серо- и азоторганические соединения;

• металлоорганические соединения;

• ароматические углеводороды и смолы;

• м-парафиновые углеводороды.

Соответственно, существующие процессы очистки от этих примесей - заще-лачивание, демеркаптанизация, гидроочистка, гидродеметаллизация и гидроде-ароматизация, а также депарафинизация.

Защелачивание

Защелачивание - это очень простой процесс обработки нефтепродукта рас­твором щелочи. В результате интенсивного контакта щелочи с нефтепродуктом органические кислоты превращаются в натровые мыла, вымываемые затем во­дой из нефтепродукта. Частично удаляются также легкие меркаптаны, превра­щаясь в меркаптиды. При этом протекают следующие реакции:

R - СООН + NaОН = RСОONa + Н₂О,

R-SH + NaОН = RSNa + Н₂О.

Мыла и меркаптиды переходят в водный раствор щелочи и выводятся из нефтепродукта.

На рис. показана схема щелочной очистки. Интенсивный контакт про­дукта и щелочи достигается смешением в насосе, а затем завершается в отстой­нике 1 (щелочь циркулирует). В контакторе 2 свежей водой отмываются остатки мыл и меркаптидов, и затем продукт проходит через электроразделитель 3, где осушается до содержания влаги 0,1 %.

Для защелачивания используется свежий 10 %-й раствор NaОН. По мере его срабатывания (загрязнение мылами, попадание реакционной воды и снижение концентрации) он заменяется новым или подпитывается свежим с соответст­вующим выводом отработанного. Температура процесса очистки зависит от того, какой нефтепродукт очища­ют: сжиженный газ (20-30 °С), бензин (40-50 °С), керосин (60-70 °С) или дизельное топливо (80-90 °С). При более низких температурах затруднен отстой щелочи и повышается опасность образования эмульсии. Расход щелочи зависит от начального содержания примесей и степени ее срабатывания (по конечной концентрации щелочи) и составляет:

• для сжиженного газа - 0,5-1,0 кг/т;

• для бензина - 0,3-0,5 кг/т;

• для дизельного топлива- 0,1-0,4 кг/т.

Степень очистки определяют пробой на медную пластину; по этой пробе оп­ределяют также срабатывание щелочи и необходимость ее замены.

Крупный недостаток щелочной очистки - безвозвратный расход щелочи (на современной крупной АВТ - до 1500 кг/сут) и большое количество щелочного стока в виде отработанной щелочи и отработанной промывной воды. Очистка же их на современном НПЗ представляет большие трудности. Тем не менее защелачивание светлых нефтепродуктов широко используется на современных заводах, так как является наиболее простым способом предварительной очистки топлив.

Демеркаптанизация

Специальный каталитический процесс окисления меркаптанов (процесс "Ме-рокс") был разработан для легких нефтепродуктов.

Катализатором является раствор органических солей кобальта в щелочи (он называется также раствором "Мерокс").

Процесс основан на том, что меркаптаны, соединяясь со щелочью, переходят в меркаптиды, а последние под воздействие кислорода воздуха и в присутствии воды переходят в дисульфиды по следующей схеме:

R - SН + NaОН = R - SNa + Н₂0,

2R-SNa + ½ O₂ + H₂O = R-S-S-R + 2NaOH

Рис. Принципиальная схема про­цесса демеркаптанизации "Мерокс"

1 - экстрактор для извлечения меркапта­нов; 2 - реактор окисления тяжелых мер­каптанов; 3 - реактор окисления раст­вора "Мерокс"; 4,5 - емкости-отстойни­ки;

потоки:I- очищаемый дистиллят; II -раствор "Мерокс"; III - бензин со следа­ми меркаптанов; IV - концентрат меркап­танов; V - очищенный бензин; VI- ди­сульфиды; VII-свежий воздух; VIII - от­работанный воздух

Схематически процесс показан на рис. 4.40. В экстракторе 1 раствор "Ме­рокс" поглощает меркаптаны, которые затем воздухом окисляют до дисульфи­дов и удаляют.

Тяжелые меркаптаны в бензине также окисляют и раствор возвращают в про­цесс.

Процесс предназначен для очистки сжиженного газа, бензина и керосина до остаточного содержания меркаптанов 5 мг/кг при начальном их содержании:

• в сжиженном газе - 1500 мг/кг;

• в бензине - 200 мг/кг;

• в керосине - 100 мг/кг.

Расход катализатора составляет 0,5-1,0 г/т. Мощность установок "Мерокс" -от 2 до 6 млн т/год.