Спосіб очищення нафти та нафтопродуктів від сполук сірки

1. Спосіб очищення нафти та нафтопродуктів від сполук сірки, що включає обробку нафти або Корисна модель відноситься до способів очищення нафти та нафтопродуктів від сполук сірки та інших шкідливих домішок і може використовуватися в нафтовидобувній і нафтопереробній промисловості. Сполуки сірки та інші домішки, які містяться в нафті та нафтопродуктах, погіршують повноту згоряння палива та забруднюють атмосферу після згоряння палива. В теплоенергетиці відома гідромеханічна обробка рідкого палива, що поліпшує його експлуатаційні властивості. Вона реалізується різними способами, наприклад, з використанням струмінних апаратів, пульсаційних та вібраційних засобів, за рахунок дроселювання потоків у трубопроводах [Улучшение эксплуатационных свойств жидкого котельного топлива путем его гидромеханической обработки. Обзорная информация. Москва: Информэнерго, 1986, с.23]. Додатково використовується введення присадок у нафтопродукти, фільтрація нафтопродуктів і т.п. Гідромеханічна обробка дозволяє диспергувати смолистоасфальтенові речовини, мінеральні домішки і глобули води, при цьому змінюються в'язкість, поверхневий натяг, дисперсність та інші характеристики палива, що сприяють поліпшенню повноти згоряння палива. Однак гідромеханічна обробка палива не забезпечує достатньої повноти видалення шкідливих домішок. Найбільш близьким по сукупності ознак до заявляемого є спосіб видалення сірки з підданого нафтопродуктів зрошувальною рідиною, який відрізняється тим, що нафту або нафтопродукти попередньо обробляють стримерним електричним розрядом. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що зрошувальну рідину подають на обробку під тиском 2ЗМПа на шляху зрошування І=(5...6)а, де І - довжина шляху зрошування, а - відстань між насадками для розпилу зрошувальної рідини. гідроочищенню лігроїнового потоку сировини, що містить сполуки сірки, та спосіб риформінгу лігроїнової сировини [Патент України на винахід №26850, кл. 6C10G61/06; C10G35/06; 1999]. За даним патентом потік сировини пропускають через каталізатор конверсії сірки. До недоліків способу відносяться використання складних, важко підготовлюваних, здебільшого дефіцитних і вартісних речовин. В основу корисної моделі поставлено завдання розробки способу очищення нафти та нафтопродуктів від сполук сірки, в якому за рахунок додаткової обробки нафтопродуктів збільшується ефективність гідромеханічної обробки нафтопродуктів. Для вирішення поставленого завдання в способі очищення нафти та нафтопродуктів від сполук сірки, що містить гідромеханічну обробку нафти або нафтопродуктів зрошуючою рідиною, згідно корисної моделі нафту або нафтопродукти попередньо обробляють стримерним електричним розрядом. Зрошуючу рідину можна подавати на обробку під тиском (2...3)МПа на шляху зрошування І=(5...6)а, де І - довжина шляху зрошування, а відстань між насадками для розпилу зрошуючої рідини. Відомо, що нафтопродукти, очищені від домішок, наприклад, трансформаторна олія, є гарними діелектриками. Відомо також, що причиною пробійних явищ, іскрового або дугового пробою, є електроактивація домішок. Через дію дуже високих температур у місцях пробою відбувається порушення структур ео СО ю S 6153 основного матеріалу (дисоціація, обвуглювання, т.п.) і фактично утворюються нові домішки. Безпробійну обробку рідин (вода, нафтопродукти) дозволяють здійснити стримерні джерела напруги. Для обробки матеріалів використовують стримерні джерела з параметрами: напруга 50-1 ООкВ, тривалість імпульсу ЮО-бООнс, частота імпульсів 5001000Гц. З метою обробки нафтопродукту його пропускають через діелектричний трубопровід (керамічна або кварцова труба), на якій розміщено один з електродів у вигляді спіралі. Другий електрод розташований коаксіально по вісі трубопроводу. Електроди підключають до стримерного джерела напруги. Під дією імпульсів джерела напруги відбувається електроактивація домішок. Активований стан зберігається тривалий час, оскільки основний продукт має відносно високі діелектричні властивості. Взаємодія активованих домішок з полярними молекулами води значно збільшує повноту видалення домішок при гідромеханічній обробці. Далі електрооброблений нафтопродукт надходить на гідромеханічне змішування. Можуть реалізовуватися наступні підваріанти методу: - нафтопродукт електрооброблюють, а потім він змішується з потоком води; - нафтопродукт змішують з деякою кількістю води (при її витраті, що складає приблизно 1% від витрати палива); потім ця суміш електрооброблюється і змішується з потоком води; - обидві рідини (нафта та потік води) окремо електрооброблюються, а потім змішуються. У першому підваріанті домішки видаляються на 60%, у другому на 80-90%, а в третьому більш ніж на 90%. Однак приріст ефективності в третьому підваріанті в порівнянні з другим підваріантом не настільки значний, щоб витрачати електроенергію ще й на електрообробку потоку води. Тому за базовий обрано другий підваріант. Гідромеханічне змішування оброблюваних середовищ може реалізуватися, наприклад, за схемою установки, наведеною на Фіг. 1, яка містить джерело стримерної напруги 1, що підключено до діелектричного трубопроводу 2, який поступово з'єднано зі змішувальною камерою 3, сепараційним пристроєм 4 та відстойником 5, який через насос 6 поєднується зі змішувальною камерою 3. На Фіг.2 представлена змішувальна камера З, в якій розташовано насадок для подачі води 7. Спосіб реалізується наступним чином. Джерело стримерної напруги 1 забезпечує подачу електричного струму необхідних параметрів по напрузі, тривалості і частоті імпульсів на електричний дріт, розміщений всередині діелектричного трубопроводу 2. Потім нафта перемішується з водою в камері 3. На початковій ділянці струміню зрошуючої рідини, що витікає з насадку 7, нафта всмоктується в факел рідини, що розпилюється, а потім, наприкінці шляху змішування, виділяється з нього. В сепараційному пристрої 4, а потім (остаточно) і у відстійнику 5, сполуки сірки відокремлюються від нафти. Вода подається в ємність з нафтопродуктом під тиском (2...3)МПа. Цього тиску навіть при використанні для подачі рідини простих насадків, що не містять спеціальних пристроїв для розпилювання, виявляється досить для одержання розміру краплин в потрібному діапазоні - як для забезпечення ефективного змішування середовищ, так і для наступної сепарації цих краплин з нафтового потоку. Розміри краплин, що утворюються, складають десятки і частково - в осьовій частині факелів - сотні мкм; на периферії потоків вони зменшуються до одиниць мкм. Спрощення конструкції розпилювачів є важливим також для експлуатації розроблених засобів. При застосуванні тиску, меншому від зазначених 2МПа, не забезпечується потрібне розпилювання рідини, а підвищення його вище ЗМПа є недоцільним через невиправдані витрати енергії. Шлях змішування середовищ І - довжина ємності для змішування, звичайно складає 2,5-3,0м. При шляху змішування І6а також є недоцільним через збільшення габаритів, а отже і капітальних витрат на установку. Спосіб було здійснено в лабораторних умовах. Нафтопродукт пропускали через керамічну трубку з внутрішнім діаметром 50мм та довжиною 500мм. Електричне живлення підводилося до розташованого коаксіально в цій трубці сталевого дроту довжиною 400мм та діаметром 2мм. Імпульси струму подавалися при напрузі 70кВ із частотою 500Гц. Тривалість імпульсів складала 200...400нс. Швидкість руху нафтопродукту, у якості якого використовувалося дизельне пальне з вмістом сірки близько 1 %, складала 1 м/с. Кількість зрошуючої рідини, яку подавали в змішувальну камеру, складала близько Зл/с. Тиск рідини змінювався від 2 до ЗМПа. При тиску меншому 2МПа не забезпечувалося необхідне розпилювання рідини і, відповідно, - змішування середовищ - води і нафти. Тиску більшого ЗМПа не досягали - через невиправдано зайві витрати енергії. Шлях змішування середовищ змінювався в межах І=(5...6)а. При І6а невиправдано значними виявлялися габарити змішувальної камери. Найбільш тонкі фракції диспергованої рідини розміром в декілька мкм, навіть ті, що залишилися в нафтопродукті в результаті гідромеханічної обробки, не погіршують згоряння палива, а навпаки поліпшують цей процес. Суміш води та нафти, що утворюється, розділяється шляхом відстоювання. Сполуки сірки видаляються з нафти з ефективністю 90%. Попереднє вилучення з пального сірчаних сполук збільшить строк служби устаткування для згоряння пального і, таким чином, спростить його експлуатацію. 6153 Підвід води 2 нафтопродукти про* П П _. О/ /І О Очищені нафтопродукти Фіг. 1 Підживлююча т а ооЬропщ РОЭГД Нафтопродукти Иоіртопродшитіи т а ёоЗц HQ ср сепарацію Фіг. 2 Комп'ютерна верстка Л Литвиненко Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м К и ї в - 4 2 , 01601