Способ удаления из жидких нефтепродуктов примесей

, 197 ИДКИХимии, в фтепр- онеспения, и об ного тов, С а ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ИЗ ЖНЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИМЕСЕЙ(57) Изобретение относится к нефтехчастности к удалению из жидких недуктов примесей, включающих жизсобные формы микробного загрязнпредотвращению повторного микрзагрязнения жидких нефтепродукцелью повышения эффективности пр Изобретение относится в основном к способу удаления йримесей из углеводородных или нефтяных продуктов и в частности к способу удаления примесей из углеводородных топлив, включающему удаление и предотвращение микробного загрязнения.Целью изобретения является повышение эффективности процесса удаления жизнеспособных форм микробного загрязнения и обеспечение возможности удаления азотистых соединений.П р и м е р 1, Водный раствор 30-процентной перекиси водорода разбавляют двумя объемами воды, К ста частям (по обьему) этого разбавленного раствора перекиси водорода добавляют 5 частей (по объему) водного раствора хлористой меди (0,0276 грамма СиС 2 на миплилитр раствора) и 5 частей (поабъему) водного раствора хлористой меди (0,150 грамма РеСэ на миллилитр и обеспечения возможности удаления азотистых соединений, исходное сырье обрабатывают водным раствором, содержащим 10%-нуо перекись водорода или ее смеси с 0,5 об,перманганата калия и с 0,5 об. 7 ь пербората натрия, и смесью водных растворов хлоридов меди и железа, взятой в количестве 0,35 - 2,0 об. % в расчете на исходное сырье, в объемном соотношении водного раствора хлорида меди к водному раствору хлорида железа, равном 1:1, при содержании хлорида меди в растворе 0,0276 г на 1 мл раствора и содержании хлорида железа в растворе 0,15 на 1.мл раствора, с последующим отделением водной фазы, содержащей примеси жидкой углеводородной фазы, 4 табл,раствора). При сравнении скорости разложения перекиси водорода в присутствии только хлористой меди или хлористого железа со скоростью разложения этого раствора, содержащего хлористую медь и хлористое железо, оказалось, что скорость разложения этого раствора в три раза больше, чем когда каждый катализатор использовался по отдельности,П р и м е р 2. В качестве примера использования данного способа в применении к сырой нефти реагенты, указанные в примере 1, используют для обработки сырой нефти месторождения Слик Крик, Эту сырую нефть, имеющую удельный вес 46 по Баме и содержащую 18 процентов серы, обрабатывают реагентами, приведенными в примере 1, при этом на 10 объемов нефти берут около 1 объема 10-процентного раствора перекиси водорода, к которой добавляют 3% (ао обьему) водного раствора5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 хлористой меди (содержащего 0,0276 грамма СыС 2 на миллилитр раствора) и 5 процентов (по объему) водного раствора хлористого железа (содержавшего 0,150 г ГеСз на миллилитр раствора), причем ингредиенты добавляют по отдельности. Смесь перемешивают и через десять-пятнадцать минут отделяют нерастворимые примеси в вида смолистых и восковых осадков. Когда реакция перекиси водорода заканчивается, к смеси добавляют абсорбирующую глину в количестве около 3 процентов по весу, и все дополнительные примеси отфильтровывают. Затем фильтратчетыре раза промывают водой для удаления водорастворимых примесей, особенно растворимых сульфонатов, После этой обработки продукт разделяют перегонкой на фракции, среди которых фракции бензина - 50,5%, керосина - 11,5%, газойля - 22% и остатка - 16%, Последующий анализ отдельных фракций дает следующие результаты,Бензиновая фракция алеет плотность 54,4 градуса АНИ (Американский нефтяной институт) - (около 0,7608) и содержание серы - 0,29 мас.%. Структурно-групповой анализ (при помощи силикагеля) показывает наличие 23,5% (по объему) ароматических соединений, 0,5% олефинов и 76% парафинов и нафтенов, Детонационная стойкость равна 1,4,Керосиновая фракция имеет плотность 38,8 градуса АНИ - (около 0,8299) - и содеркание серы 0,77 мас,%, Структурно-групповой анализ (при помощи силикагеля) показывает наличие 28,5% по массе ароматических соединений, 4,5% по массе олефинов и 67% по массе нафтенов и парафинов,Газойль имеет содержание 1,06%. Очистка такой сырой нефти за одну обработку по способу сама по себе примечательна, Повторная обработка каждой фракции удаляет еще большее количество примесей, например, серы, как показано в примере 3,П р и м е р 3, Используют бензин без присадок, и анализ его показыаает содержание серы 0,06 мас. %, Десять объемов этого бензина обрабатывают одним объемом смеси реагентов, приведенной в примере 1, при этом ингредиенты добавляют порознь. Смесь перемешивают и через десять минут перекись водорода перестает выделять кислород, при этом осадок состоит из смолистых и соковых веществ и его отделяют от чистого бензина. Затем в жидкость, содержащую бензин, подмешивают около 5% по массе абсорбирующей глины (марки "фильтрол"). Осадок собирают на дне после обработки, и жидкость фильтруют. Анализ обработанного бейзина не показывают заметного содержания серы после тщательной водной промывки бензина для удаления растворимых примесей,П р и м е р 4, С использованием перекиси водорода и катализаторов, приведен- . ных в примере 2, образец топлива для реактивных двигателей очищают до такой степени, что стандартные методы испытаний не могут обнаружить в нем следов каких-либо загрязнений, в том числе воска и сульфонатов, Удаление всех водорастворимых сульфонатов и подобных соединений, которые окислены перекисью водорода, устраняют последующую абсорбцию воды топливом; поэтому при хранении микробное загрязнение не происходит.П р и м е р 5. Для увеличения скорости выделения активного кислорода могут быть добавлены другие окислительные агенты и ионы других металлов. Так, например, 10 объемов бензина без присадок были обработаны двумя процентами (по объему) 10% раствора перекиси водорода, к которому порознь добавляют 1/2 мас. % раствора хлористой меди (содержание 0,0276 г СыС 2 на миллилитр раствора) и 1/2 мас.% раствора хлористого железа (содержание 0,150 г РеС 2 на миллилитр раствора). Добавляют 1/2% перманганата калия и 1/2% пербората натрия. Эта смесь, будучи подвергнута перемешиванию, быстро выделяет кислород и примеси, содержавшиеся в бензине, выделяют в виде смолистого и воскового осадка, а сернистую фракцию бензина окисляют до водорастворимых сульфонатов и других водорастворимых соединений, содержащих серу, После завершения реакции добавляют около 4 мас, % абсорбирующей глины (марки "фильтрол"), и смолистый, восковый осадок с избыточной водой и реагентами удаляют, а бензин промывают водой до тех пор, пока не освободится от водорастворимых составляющих. Полученный та-. ким способом бензин не содержит серу и свободен от воска, что определено стандартными испытаниями для реактивных топлив.П р и м е р 6. Двадцать из двадцати четырех 500-миллилитровых образцов топлива "1 Р 4" и керосинового топлива обрабатывают различными изменяющимися количествами Н 202, СаС 12+ Ребз, после чего 10 мл наливают полоской на агаровые пластины. Все растворы перекиси водорода 10 об. %, растворы хлористой меди содержали 0,0276 г/мл раствора, а растворы.хлористого железа содержат 0,150 г/мл раствора. Остальные четыре образца служат кОнтрольными. Результаты и риведены в табл. 1.П р и м е р 7. 10 мл образцов из примера6 вводят в испытательные трубки, содержавшие агар Бушнелла, Хааса, питательныйагар, а также бульонные настои, Через 8недель на поверхности раздела образовывается мутное вещество, которое при исследовании под микроскопом не выявляетпризнаков. роста микробов.П р и м е р 8, Степень эмульгированиямежду топливами и различными питательными бульонами, укаэанными в примере 7,приведена в табл. 2. Поскольку сведение доминимума площади поверхности разделавода-топливо уменьшает рост микробов,желательно предотвратить топливо - водноеэмульгирование. После обработки по данному способу вода может быть снова введена в обработанный продукт, если этонеобходимо, без опасности бактериальногозагрязнения.П р и м е р 9, Выполняют набор испытаний, в которых две полоски алюминия,одна марка "Т 2024", другая марка"Т 7076 Т 76" были погружены в 400 см образцов топлива,подготовленных, как в примере 6, Через два года заметногокорродирования не происходит, в то времякак полоски, погруженные в необработанные контрольные образцы топлива, подвергаются значительному корродированиювсего лишь после двух месяцев,П р и м е р 10. Образцы топлива испытывают в растворах, приготовленных как впримере 6, причем концентрацию перекисиводорода поддерживают постоянной, а концентрации хлористой меди и хлористого железа изменяют,Результаты приведены в табл, 3,П р и м е р 11, Образцы, приготовленные для примера 10, испытывают на эмульгирование, как в примере 8,. Результатыприведены в табл. 4,П р и м е р 12. Подготавливают шестьобразцов - три образца топлива марки "1 Р 4,"и три образца керосина - по 500 см кажздый, Один образец топлива "Р 4" и одинобразец керосина пропускают сквозь микропористый фильтр необработанными. Четыре других образца (два образца топлива"1 Р 4" и два образца керосина) обрабатыва, ют по данному способу и затем их фильтру.от. По одному образцу каждого видатоплива обрабатывают при самой низкойконцентрации НО 2(12,5Н 202). При обработке использовали также 1,75 мл растворахлористого железа и хлористой меди, подготовленного, как в примере 6. Каждый фильтровальный материал, использованный дляшести образцов, затем помещают в стерилизованный сосуд, содержавший 500 смэ5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 смеси бульонов Бушнелла-Хааса, соевого и триптосерофосфата, фильтровальный материал используют для определения степени микробного загрязнения.Микробное загрязнение в двух сосудах, содержавших фильтровальный материал от необработанного топлива, развивается после двух суток инкубации, В двух других сосудах, содержащих фильтровальный материал от отработанного керосина, возникает такое же микробное загрязнение. Сосуды, содержавшие фильтровальный материал от обработанного топлива " Р 4" после такого инкубационного периода остаются чистыми. Инкубацию в этих сосудах продлевают на несколько суток, однако, и после продленного инкубационного периода сосуды остаются чистыми.Иэ примеров 5 - 7 видно, что приемлемыми уровнями концентрации для очистки 100 мл топлива "1 Р 4" являются: 25 ил перекиси водорода (10 по объему), 1,75 мл хлористой меди при 0,0276 г/мл и 1,75 мл хлористого железа при 0,150 г/мл.Важно использовать избыточное количество перекиси водорода, чтобы осуществить полное удаление нежелательных примесей, с оптимальным количеством реагентов, зависящим от обрабатываемого продукта.Фракции нефтяного топлива, правильно обработанные по данному способу, легко проходят стандартное испытание по стандарту АОИ М 5624. Так, например, испытание топлива "Р 4" на содержание смол показывает меньше четверти допустимого . минимального содержания, равного 7 мг на 100 мл.При очистке нефтяных топлив резко уменьшается количество крайне вредных окислов азота в выхлопе, Как известно, окислы азота представляют собой такой класс загрязнителей воздуха от источников сгорания, который создает наибольшие сложности при механической очистке и снижении токсичности. В то время как дым, несгоревшие углеводороды и даже окись углерода могут механическими изменениями источника сгорания быть превращены в двуокись углерода, такие механические изменения неизбежно приводят к увеличению концентрации окислов азота, образующихся при горении, Хотя сама по себе окись азота не токсична, в присутствии кислорода воздуха она участвует в химических реакциях, в результате которых образуется двуокись азота и другие его окислы. Более того,если присутствует влага, образуются азот-;ная и азотистая кислоты, а при наличии солнечного света образуются озон и нитраты1795978 10 20 25 30 пероксиацетила, которые токсичны и представляют опасность для животной и растительной жизни. Если подвергнуть бензин обработке по данному способу, количество окислов азота в выхлопе уменьшается, как показано в нижеследующей таблице, причем уменьшение составляет от 42 до 9; в зависимости от сорта обрабатываемого бензина.Изменение количества окислов азота в выхлопных газах в зависимости от обработки топлива перед сжиганием:Образец Изменение,;1 - 24 2 -11о3 -9 4 -9 5 - 14 б - 10 7 - 42Таким образом, данный способ позволяет не только эффективно удалять из нефтепродуктов примеси микроорганизмов и азотистых соединений, но также значительно снижать содержание серы, смол и повышать эксплуатационные свойства топлив, что в известном способе не происходит,Известный способ способствует только стерилизации топлива без гарантии появления микроорганизмов в нефтепродуктах после хранения. Формула изобретения Способ удаления из жидких нефтепро"дуктов примесей, включающих жизнеспособные формы микробного загрязнения, и предотвращения повторного микробного загрязнения жидких нефтепродуктов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса и обеспечения удаления азотистых соединений, исходное сырье обрабатывают водным раствором, содержащим 10 ф-ную перекись водорода или ее Химические добавки, которые использовали ранее в известном способе для очистки нефтепродуктов, связывают продукты метаболизма но не устраняли микроорганизмы, что лишь увеличивает трудности, связанные с хранением и т,д. поскольку микроорганизмы способны использовать эти добавки в своих системах жизнеобеспечения, Согласно данному изобретению ликвидируются такие микроорганизмы, для чего используется водный раствор окислительного агента и металлический ионный катализатор, который, служит средством растворения или смягчения слизистых студенистых структур, что нарушает их защитный механизм и позволяет перекиси водорода и другим реагентам проникнуть в структуры и уничтожить организмы. Более того, поскольку способ обработки по изобретению удаляет жизнеспособные формы организмов, особенно желательные результаты в виде уменьшения содержания окислов азота могут быть достигнуты при обработке сырой нефти, а также бензина и прочих топливных фракций перед сжиганием. Точно так же, благодаря удалению организмов и продуктов их жизнедеятельности, количество дыма, несгоревших углеводородов и посторонних зернистых веществ значительно уменьшается, а также уменьшается образование полимеров и коксование. смесь с 0,5 об,перманганата калия и с 0,5 об. 7 О пербората натрия, и смесью водных растворов хлоридов меди и железа, взятой в количестве 0,35-2,0 об. % в расчете на исходное сырье в объемном соотношении водного раствора хлорида меди и водного раствора хлорида железа 1:1 при содержании хлорида меди в растворе 0,0276 г на 1 мл раствора, и содержании хлорида железа в растворе 0,15 г на 1 мл раствора, с последующим отделением водной фазы, содержащей примеси, от жидкой углеводородной фазы.1795978 10 Таблица Топливо для реактивных двигателей марки н 1 Р 4 н Реагенты Керосин питательный питательный агар+е ее е ееее роста нетрост колонии е Табпица 2 Пнтатепьвй вгврКеросин гТрнптасвроеосаат Ревгенты Сердечна-юзговой настой 1 Томиводля реактивных двигателей маркичП 411 Топливо дпя реактивных двигателей наркн11 гу 411 Керосин Керосин Топливо Керосин Топливо дпя реактивных двигателей нвркнпХР 4 дпя реактиввх двигвте"лвй наркн111 Р 4 п Образцы Контфяььв2 32 32 3 .2 32 3 1 2 32 32 3- эиупьгнфвзнив отсутствует Нзоз - 2,5 илСцсс - 0,075 ипРвс 14 .- 0,05 илН Оз" 25 ипСцСз 1,25 нлРвС 1 - 1,25 нлЫзоз - 50 нпСцс 1 з - 2,5 нпРес 1 - 2,5 нпНзв - 75 нпсцс 1 3,75 илРвС 1 -3,75 илН О - 00 ипсцс - 5,0 илРеС 1 - 5,0 нп 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2.3 4г 3 4эти пластины загрязнены в процессе работы или подвергнуты воздействию атмосферы после полива; результатами следует пренебречь.1795978 12 Та.блича 3ге г татаа т теее татаат тат е е е Топливо для реактивных двигателей марки "1 Р 4"Реагенты КеросинагарБушнеллаХааса питательный агар питательный агарагар Бущнеллае Ха а сетеща е2 3 4. 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 т е щеагаееи а тата ег атата ееееее еагааа т е аватт а ееге Образец Набор 1 Контрольный е е а иеНабор 2 тНО -Ямл СцС 11 .- 50 мл РеС 1 5 О мл Набор 3 г а ащ е гв в т еви е евв в а щв е еще гетев теще ает таете егегтетеаа еееагапеевтагаевеее ее ет иП р и и е ц а н и е. " рост отсутствует+ рост крлонии о Н,тОв, " 125. млСцс 1 " 1,0 млРеС 1 - 1,0 млНО млСцС 1 - 30 млРеС 1 - 3,0 млНзО " 125 млСцС 1 - 4,0 млРеС 1 - 4,0 мл Контрольный Н,О - ЬО мл СцС 1 - 1,0 мл РеС 1 - 1,0 мл НОз " 50 млСцС 1, - 3,0 мл РеС 1 -. 3,0 мл КонтрольныйНО,. - 10 млСцС 1 - 1 О млРеС 1 - 1,0 млНО - 100 млСцс 1 - 3,0 млРеС 1 - 3,0 млПитательный ТриптосерофосФат агар опливо керосин кероин е росии керосин ля рективных вигателей марки ц 1 Рц Набор 1 КонтрольныйО р и м е ч а н и е. Рост микробов отсутствует- эмульгирование отсутствует Редактор В.Трубченко Заказ 442 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 НсОс - 12,5 СцС 1 с " 1,0 РеС 1 ",1,0 нсос12,5 СцС 1 с - 3,0 РеС 1 - 3,0 н,о, - 12,5 сцс 1 с - 5,0 РеС 1 - 50 Нсо - 50 лсцс 12 " 1 О млРес 13 1,0 млН Ос, - 50 млСцС 1 " 30 млРеС 1 - 3,0 мпНос -50 млСцС 15,0 млКонтрольный Нсо - 50 млСцС 1 у - 10 млРеС 1 С - 1,О млНсос - 100 млСцС 12 - 30 млРес 1 - 3,0 млН Ос " 100 млСцС 1 С - 5,0 млРеС 1 - 5,0 мл Составитель А,НохринаТехред М.Моргентал Корректор Т,Палий