Способ выделения микроэлементов из нефтебитуминозных пород высоковязких нефтей и углеродсодержащих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1807073 19) 5 С 10 0 53/1 ТЕНИ УГЛЕМИКРОЭЛЕОЗНЫХ ПОГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Казахский государственный университет им. С. М. Кирова(56) Надиров Н, К. и др. Новые нефти Казахстана и их использование, Металлы в нефтях, Алма-Ата, Наука, 1984 г, с. 145,Меликадзе А, Ф. и др, К изучению микроэлементов нефтей Грузии, Тбилиси, Мецниереба, 1976, с 104,(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯМЕНТОВ ИЗ НЕФТЕБИТУМИН Изобретение относится к области выделения микроэлементов из нефтебитуминозных пород, высоковязких нефтей и углеродсодержащих. материалов и может быть использовано в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и угольной отраслях промышленности,Целью изобретения является повышение эффективности выделения микроэлементов из нефтебитуминозных пород, высоковязких нефтей и углеродсодержащих материалов.Поставленная цель достигается предложенным способом выделения микроэлементов из нефтебитуминозных пород. высоковязких нефтей и углеродсодержащих материалов путем минералиэации предварительно облученных образцов с последующим выделением целевого продукта, отличающимся тем, что перед минералиэацией проводят облучение ионизирующим излучением с мощностью дозы 13 р/с вдиапаэоне доз облучения 0,01-0.1 Мрад и пробу РОД ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ РОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛО (57) Использование: нефтехимия, реработка, углехимия, Сущность: туминозные породы, высоковязк или углеродсодержащие материал ют ионизирующим излучением пр сти дозы 130 град/с в диапаз облучения 0,01 - 0,1 Мрад, затем по обработке ультразвуком в среде с ристовадородной и азотной кис тых в объемном соотношении температуре 90 С и выделяют из ного продукта микроэлементы на адсорбентах. 3 табл. нефтепе- нефтебиие нефти ы облучаи мощнооне доз двергают меси хлолот, взя:3, при получен- твердых разлагают ультразвуком в смеси кислот НС и НМОз при соотношении 1:3 и температуре 90"С, а затем выделяют микроэлементы на твердый реагент, например ТВЭКС-ТБФ (стиролтрибутилфосфат) или КУ-8 в Н- форме (стиролдивинилбензол), СОВ качестве источника ионизирующего излучения используют Со с энергией гамаа ма-квантов 1,2 МэВ. При разложении проб используют ультразвук средней частоты, С 2.6 МГц, 3 Вт.Энергия связи, как внутри-так и межмо д лекулярной, для исследуемого класса объектов изменяется в широких пределах, но, начиная с доз 1 10 рад, наблюдается ра 4 зукрупнение сложных молекул и накопление продуктов радиационного окисления, Поэтому исследования проводили в диа. пазоне доз облучения 0,01-0,1 Мрад при оптимальной мощности 13 р/с, Экспериментально установлено, что при меньших мощности и дозы облучения эффект выделения микроэлементов значительно слабее, 1807073 450 При последующем кислотном разложении наилучший эффект получен для смеси кислот НС и НЙОз (1:3) с одновременным воздействием ультразвука средней частоты 2,6 МГц, 3 Вт, Скорость разложения проб увеличивается в 15 раз, Если процесс разложения проводить при температуре 90 С, то скорость разложения увеличивается в 2 - .3 раза и составляет 4 мин,На конечной стадии выделения микроэлементов предлагается использование нового типа твердых экстрагентов - импрегнированных сорбентов ТВЭКС-ТБФ (стиролтрибутилфосфат), Из большего числа твердых экстрагентов, используемых в настоящее время, они отличаются большой универсальностью, доступны и дешевы. Аналогичный эффект был получен при использовании твердого экстрагента КУ - 2 - 8 в Н-форме (стиролдивинилбензол), Форма экстрагентов гранульная, размер зерен 0,1 - 0,2 мм.При разработке оптимальных условий выделения микроэлементов были использованы следующие образцы: нефтебитуминозная порода месторождения Мунайлы-Мола и Иманкара, неорганическая часть которых представлена окислами ЬЛ, Ре, Я, Са, имеющая в своем составе следующие микроэлементы: Яп, Мп, Т, М 9, РЬ, Р, Мо, Ве, Со, Яе, Ч, М, Сд, Сг, Лп, МЬ, В, Яе, Оа, Экибастузский уголь, отличающийся высокой зольностью, имеющий в своем составе следующие микроэлементы: Т, РЬ, Мо, ВI, Мп, М 9 Со, Сг, М. Ч, 7 п, МЬ, В, Сб, Оа, Ве, Ое (10 - 102 %),Предлагаемый способ реализован следующим образом. 10 г пробы помещают в реактор (объемом 0,5 см ) с отсеком для газов и ставят в установку РХМдля облучения, Необходимая для концентрирования доза набирается за 10 - 15 мин, Затем полученный продукт помещают в полиэтиленовый стакан, добавляют 50 мл смеси кислот НС и НГ 40 з (1:3), ставят на водяную баню (90 С), и включают ультразвук и электромешалку, После этого разбавляют водой до 100 мл и отфильтровывают. В фильтрат помещают 1 г сорбента ТВЭКС - ТБФ, Время разложения 4 мин. Полученный конечный продукт с выделенными микроэлементами анализируют методом многоэлементного эмиссионного спектрального анализа с пределом обнаружения 1 10 %, Спектры снимают при возбуждении в дуговом разряде, сила тока 16 А, напряжение 220 В на спектрографе ДФС, пластинки спектральные тип П, чувствительностью 16 ед, ГОСТа, щель 0,016 мк,5 10 15 20 25 30 35 40 45 Количество выделенных микроэлементов в расчете на исходный продукт составляет 69 - 90% при дозе облучения 0,4 Мрад, Для сравнения проводят выделение микроэлементов по прототипу с использованием ультрафиолетового источника света СВД,В табл. 1 приведены результаты выделения микроэлементов на твердый экстрагент из нефтебитуминозной породы месторождения Мунайлы-Мола, Иманкара и Экибастузского угля, в расчете на исходный продукт, на ТВЭКС-ТБФ при дозе 0,4 Мрад.Результаты выделения микроэлементов (и =3),Как видно из табл, 1, предлагаемый способ радиационно-химического концентрирования обеспечивает количественную концентрацию микроэлементов и одинаково применим для выделения микроэлементов из нефтебитуминозных пород и угля, Причем, ионизирующее излучение значительно эффективнее для вь 1 деления микроэлементов из таких образцов, как уголь, где выход микроэлементов выше в 1,5 - 2 раза. чем при УФ-облучении, Остальные примеры конкретного выполнения для разных доз облучения и разных типов твердых экстрагентов приведены в табл, 2,Результаты выделения микроэлементов в зависимости от дозы облучения и типа экстрагента (и = 3).Как видно из табл, 2, эффективность выделения микроэлементов почти не зависит от типа твердого экстрагента, и сильно зависит от дозы облучения, Максимальный выход микроэлементов для высоковязкой нефти и нефтебитуминозной породы наблюдается для дозы 0,05 М рад, а для Экибастузского угля для дозы 0,9 Мрад,В табл, 3 приведены результаты эмиссионного спектрального анализа исследуемых образцов по содержанию микроэлементов после концентрирования УФ и предложенным способом для дозы облучения 0,4 Мрад.Результаты спектрального анализа, Как видно из табл, 3 после радиационно-химического концентрирования выделяется значительно большее количество микроэлементов.По сравнению с прототипом, предлагаемый способ обладает следующими преимуществами: возможнЬстью выделения микроэлементов как из нефтей, так и из нефтебитуминозных пород и угля; увеличенным выходом микроэлементов за счет исключения потерь при минералиэации пробы; возможностью обнаружения микроэлементов в таких фракциях, из которых получить зольный остаток обычными методами не удает1807073 Таблица 1 Таблица а бъек налитические лини оэлементов и и гамма в о чении л чени и появились усилились илились явили вновь йе, 5 с А 9Ве, 5 Ь. Аз, ЯеЯе, А 9.2 п, Сз Р,Бс Ве,Ч,Нефтебитуминозная порода (Иман кара) Нефть (Каражанбас) ч, Ве, ба, бе,Си, Яп,Ч, М, Т, Ог, 2 п РЬ,Ч,РЬ,ЙМо, Яп, Мп Ч,ба, Ое, Т.РЬ, Ве, Мо,2 п Уголь Экибастузский ся; значительной экономией времени за счет ультразвукового разложения проб. Кроме того, не требуется вредных органических растворителей (гексана, петролейного эфира) и т,п.Формула изобретения Способ выделения микроэлементов из нефтебитуминозных пород, высоковязких нефтей и углеродсодержащих материалов путем предварительного облучения исходного сырья с последующей минерализацией и выделением целевого продукта, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности выделения, облучение проводят ионизирующим излучением при мощ ности дозы 130 Р/с в диапазоне дозоблучения 0,01 - 0,1 Мрад, полученный продукт подвергают обработке ультразвуком в среде смеси хлористоводородной и азотной кислот, взятых в объемном соотношении 1;3 10 при 90 С и целевой продукт выделяют адсорбцией на твердых адсорбентах,