Промысловая очистка углеводородного сырья (нефтей и газоконденсатов) от низкомолекулярных меркаптанов и сероводорода
Диссертация
Впервые проведено исследование реакции конденсации алифатических меркаптанов с формальдегидом и аминами (реакция Манниха) в среде углеводородов и установлены основные кинетические закономерности реакции аминометилирования низкомолекулярных меркаптанов формальдегидом и моноэтаноламином. Показано, что реакционная способность исследованных меркаптанов падает с увеличением молекулярной массы… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Промышленные методы очистки углеводородного сырья от меркаптанов и сероводорода
- 1. 2. Анализ новых способов очистки нефтей и газоконденсатов от меркаптанов и сероводорода
- 1. 3. Реакции меркаптанов и сероводорода с химическими реагентами
- ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТ
- 2. 1. Описание установки периодического действия
- 2. 2. Подготовка исходных веществ
- 2. 3. Методики анализов
- ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ КОНДЕНСАЦИИ АЛИФАТИЧЕСКИХ МЕРКАПТАНОВ И СЕРОВОДОРОДА С АЛЬДЕГИДАМИ И АМИНАМИ
- 3. 1. Обоснование выбора химических реагентов-нейтрализаторов
- 3. 2. Исследование кинетических закономерностей реакции аминометилирования алифатических меркаптанов в среде углеводородов
- 3. 3. Влияние среды на реакцию аминометилирования меркаптанов
- 3. 4. Математическая модель реакции аминометилирования
- 3. 5. Изучение реакции конденсации сероводорода с формальдегидом и МЭА в среде углеводородов
- ЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ АЛИФАТИЧЕСКИХ МЕРКАПТАНОВ С ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕРОЙ В СРЕДЕ УГЛЕВОДОРОДОВ
- 4. 1. Каталитическая активность органических оснований в реакциях меркаптанов с элементной серой
- 4. 2. Исследование кинетических закономерностей реакции алифатических меркаптанов с элементной серой в среде толуола
- 4. 3. Влияние среды на реакцию меркаптанов с элементной серой
- ГЛАВА 5. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОМЫСЛОВОЙ ОЧИСТКИ НЕФТЕЙ, ГАЗОКОНДЕНСАТОВ ОТ МЕРКАПТАНОВ И СЕРОВОДОРОДА
- 5. 1. Процесс дезодорирующей очистки нефтей и газоконденсатов с применением формалина и моноэтаноламина
- 5. 1. 1. Описание технологии процесса
- 5. 1. 2. Результаты лабораторных и промышленных испытаний процесса
- 5. 2. Процесс дезодорирующей очистки нефтей и газоконденсатов с применением нейтрализатора НСМ
- 5. 2. 1. Описание технологии процесса
- 5. 3. Процесс окислительной очистки нефтей от меркаптанов и сероводорода с применением элементной серы и кислорода воздуха
- 5. 3. 1. Описание технологии процесса
- 5. 3. 2. Результаты лабораторных испытаний процесса
- 5. 4. Экономическое обоснование процесса промысловой очистки тяжелой карбоновой нефти от сероводорода и легких меркаптанов
- 5. 1. Процесс дезодорирующей очистки нефтей и газоконденсатов с применением формалина и моноэтаноламина
Список литературы
- Чертков Я.Б., Спиркин В. Б. Сернистые и кислородные соединения нефтяных дистиллятов // М.: Химия. 1971. 306с.
- Соркин Я.Г. Особенности переработки сернистых нефтей и охрана окружающей Среды // М.: Химия. 1975. 296с.
- Суханов З.П. Каталитические процессы в нефтепереработке // М.: Химия. 1973. 427с.
- Наметкин С.С. Химия нефти // М.-Л.: ГНТИ. 1939. 792с. и М.: АН СССР. 1955. 799с.
- Yabroff D.Z. Extraction of mercaptans with alkaline solutions // Ind. and Eng. Chemistry. 1940. V.2. № 2. P.257−262.
- Пат. 4 100 057 (США). Method of treating a sour petroleum distillate / Carlson D.H.J., Deering J.R. // РЖХим. 1979. 12П159П.
- A.C. 823 418 (СССР). Способ очистки углеводородного сырья от меркаптанов / Мазгаров A.M., Фомин В. А., Фахриев A.M. и др. Б.И. 1981. № 15., С. 97.
- Пат. 1 162 501 (ФРГ). Способ удаления меркаптанов из нефтяных фракций // РЖХим 1966. 15П170П.
- Грунвальд В.Р., Афанасьев Ю. М. Извлечение низкокипящих меркаптанов из продукции газоперерабатывающих заводов и пути их использования //
- Обзорная информация ВНИИЭгазпром. Сер. Подготовка и переработка газа и газового конденсата. 1986. Вып.8. 44с.
- A.C. 707 951 (СССР). Способ регенерации отработанного меркаптидного щелочного раствора /Фахриев A.M., Мазгаров A.M., Гизатуллина И. Х. и др. // Б.И. 1980. № 1.С. 103.
- A.C. 1 002 289 (СССР). Способ выделения низкокипящих меркаптанов из углеводородов /Фахриев A.M., Мазгаров A.M., Неяглов А. Ф. и др. // Б.И. 1983. № 9. С. 5.
- A.C. 1 097 644 (СССР). Способ переработки высокосернистого газоконденсата /Фахриев A.M., Грунвальд В. Р. и др. //Б.И. 1984. № 22. С. 10.
- Мазгаров A.M., Фахриев A.M., Гизатуллина И. Х. и др. Гидролиз алифатических меркаптидов натрия // Нефтехимия. 1979. Т. 19. № 6. С.897−901.
- Грунвальд В.Р., Афанасьев А. И., Фахриев A.M. Выделение меркаптанов из газов регенерации щелочи на Оренбургском ГПЗ // Реф. информация ВНИИЭгазпром. Сер. Подготовка и переработка газа и газового конденсата. 1983. Вып.5 С.16−19.
- Грунвальд В.Р., Гальперин Б. М., Лавренко А. И., Фахриев A.M. Извлечение природных меркаптанов из стабильного Оренбургского конденсата // Газовая промышленность. 1983. № 2. С.32−33.
- Пат. 2 041 243 (РФ). Одорант для природного газа / Фахриев A.M., Исмагилов Ф. Р., Латыпова М. М. П РЖХим. 1996. 22П167П.
- Ситтиг М. Процесс окисления углеводородного сырья // М.: Химия. 1970. 300с.
- Пат. 3 260 665 (США). Oxidation of difficulty oxidizable mercaptans / Urban P. // РЖХим. 1967. 23Н139П.
- Пат. 3 565 959 (США). Process oxidizing mercaptans to disulfides / Takase S., Nfmbu M. // РЖХим. 1971. 22П197П.
- Пат. 3 352 777 (США). Oxidation of mercaptans / Alben K. Spans // РЖХим. 1969. ЗН107П.
- Пат. 3 574 093 (США). Combination process for treatment of hydrocarbon streams containing mercapto compounds / Strong J.R. / РЖХим. 1972. 2П185П.
- Пат. 4 081 354 (США). Liquid-liquid extraction process / Christman W. J // РЖХим. 1979. 1П197П.
- Hydrocarbon Processing. April. 1992. P. 120.
- Нефтегазовые технологии. 1995. № 3. C.61.
- Борисенкова С.А., Вильданов А. Ф., Мазгаров A.M. Современные проблемы обессеривания нефтей и нефтепродуктов // Российский химический журнал. 1995. Т.39. № 5. С.87−101.
- Фомин В.А. Жидкофазное каталитическое окисление меркаптанов молекулярным кислородом. Дисс. канд. хим. наук. Казань. 1980. 139с.
- Ахмадуллина А.Г., Кижаев Б. В., Пургалеева Г. М. и др. Гетерогенно-каталитическая демеркаптанизация легкого углеводородного сырья // Химия и технология топлив и масел. 1993. № 3. С.6−7.
- Хрущева И.К. Жидкофазное окислительное обессеривание углеводородного сырья на гетерогенном фталоцианиновом катализаторе. Дисс. канд. техн. наук. Казань. 1986. 116с.
- Мазгаров A.M. Жидкофазное окисление меркаптанов и сероводорода металлофталоцианиновыми катализаторами и разработка процессов обессеривания углеводородного сырья. Дисс. докт. техн. наук. Казань. 1983. 252с.
- Шарипов А.Х. Демеркаптанизация топлив и сжиженных газов в присутствии полифталоцианина кобальта // Химия и технология топлив и масел. 1994. № 4. С. 4.
- Шарипов А.Х. Использование полифталоцианина в процессах демеркаптанизации топлив и газов // Тем. обзор ЦНИИТЭНефтехим. Сер. Нефтехимия и сланцепереаботка. 1993. Вып.1. 51с.
- Справочник современных процессов переработки газов // Нефтегазовые технологии. 1994. № 11−12. С.ЗО.
- Мазгаров A.M., ВильдановА.Ф., Сухов С. Н. и др. Новый процесс очистки нефтей и газоконденсатов от низкомолекулярных меркаптанов // Химия и технология топлив и масел. 1996. № 6. С. 11−12.
- Калвер К., Хармон Р., Юнгст К., Стаут Ч. Новый способ удаления сероводорода из сернистой нефти // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1992. № 9. С.35−37.
- Пат. 5 346 614 (США). Удаление сероводорода из нефтесодержащих смесей, содержащих непрерывную водную фазу / Калвер K.P., Юнгст К. Д. // РЖ Изобретения стран мира. 1995. Вып.44. № 11. С. 13.
- Мурзагильдин З.Г., Низамов K.P., Пестрецов Н. В., Калимуллин A.A. Нейтрализация сероводорода в продукции добывающих сважин // Нефтепромысловое дело. 1995. № 6. С.35−36.
- Schaack J.P., Chan F. Caustic-based process remains attractive // Oil and Gas J. 1989. V.87. № 5. P.81−82.
- Пат. 5 344 555 (США). Обработка нефтей с использованием продуктов реакции эпоксидов с третичными аминами / Glenn L.R., Lawrence N.K., Woodlands R. // РЖХим. 1996. 4П107П.
- Заявка 94 040 392 (РФ). Способ удаления меркаптанов из углеводородных жидкостей, способ получения гидроксида четвертичного аммония / Джерри Дж. Вирз, Дэвид Р. Джентри // Б.И. 1996 № 28 С. 153.
- Заявка 2 185 994 (Великобритания). Удаление сероводорода из нефти / The British Petroleum Co. // РЖХим. 1989. 7П229П.
- Заявка 2 185 995 (Великобритания). Удаление сероводорода из нефти / The British Petroleum Co. // РЖХим. 1989. 7П230П.
- Заявка 2 186 590 (Великобритания). Удаление сероводорода из нефти / The British Petroleum Co. // РЖХим. 1989. 6П230П.
- Пат. 4 909 925 (США). Способ удалениея сероводорода из нефти / The British Petroleum Co. // РЖ Изобретения стран мира. 1991. Вып.44. № 5. С. 86.
- Пат. 5 074 991 (США). Способ предотвращения выделения сероводорода / Petrolite Corp. //РЖХим. 1993. 5П159П.
- Пат. 5 169 411 (США). Подавление выделения сероводорода из нефти, нефтяных остатков и топлив/ Petrolite Corp. // РЖХим. 1994. 5П180П.
- Пат. 5 223 127 (США). Поглотители сероводорода в топливах и воде на основе амидинов и полиамидинов/ Petrolite Corp. // РЖХим. 1995. 1П82П.
- Пат. 5 284 576 (США). Способ удаления серводорода из углеводородов/ Petrolite Corp.//РЖХим. 1995. 12П149П.
- Пат. 5 266 185 (США). Способ подавления выделения сероводорода/ Petrolite Corp.//РЖХим. 1995. 6П155П.
- Пат, 5 354 453 (США). Удаление сероводорода из углеводородных жидкостей / Exxon Chamical Patents Inc. // РЖХим. 1996. 6П145П.
- Пат. 4 978 512 (США). Состав и способ обессеривания углеводородов / Edward Т. Dillon // РЖ Изобретения стран мира. 1991. Вып. 37. № 5. С. 22.
- Международная заявка 90/7 467 (РСТ). Состав и способ обессеривания углеводородов / Edward Т. Dillon // РЖ Изобретения стран мира. 1991. Вып. 37. № 5. с. 22.
- Пат. 5 314 672 (США). Состав и способ очистки углеводородов от сернистых соединений / Sweetchem Corp. // РЖХим. 1995. 19П195П.
- Пат. 5 190 640 (США). Способы обработки масел аминокарбинолами / Glenn L.R. // РЖ Изобретения стран мира. 1994. Вып.44. № 9. с. 26.
- Пат. 5 085 842 (США). Процесс для нейтрализации сероводорода с использованием глиоксаля / Christoph Porz, Bonn Bernd Christensen, Elena Kyaw-Naing et al // РЖ Изобретения стран мира. 1993. Вып.11. № 17. С. 17.
- Пат. 4 002 132 (ФРГ). Способ поглощения сероводорода глиоксалем / Hoechst AG//РЖ Хим. 1992. 12Н818П.
- Пат. 5 462 721 (США). Способ нейтрализации сероводорода / Rassel Pounds, Doyle Cherry // РЖ Изобретения стран мира. 1996. Вып.11. № 18. С. 33.
- Пат. 3 151 133 (ФРГ). Способ удаления сероводорода из природного газа, нефти и их смесей. / Schwarzer Hans, Meisel Werner // РЖ Хим. 1984. 9П246П.
- Международная заявка 261 974 (ЕПВ). Поглотители, содержащие пероксиды, для удаления летучих сульфидов / British Petroleum Chemicals Limited // РЖ Изобретения стран мира. 1988. Вып. 63. № 11. С. 23.
- Пат. 5 310 479 (США). Способ снижения содержания серы в углеводородном сырье / Costandi A. Audeh // РЖ Хим. 1995. 17П125П.
- A.C. 1 567 598 (СССР). Способ очистки нефти от меркаптанов / Улендеева А. Д., Шмаков B.C., Ляпина Н. К. и др. // Б.И. 1990. № 20. С. 102.
- A.C. 1 579 927 (СССР). Способ очистки газоконденсата от меркаптанов / Улендеева А. Д., Шмаков B.C., Ляпина Н. К. и др// Б.И. 1990. N 27. С. 106.
- A.C. 1 583 435 (СССР). Способ очистки бензина от меркаптанов / Ляпина Н. К., Улендеева А. Д., Шмаков B.C. и др. // Б.И. 1990. № 29. С. 94.
- В. Улендеева А. Д., Настека В. И., Латюк В. И. и др. Демеркаптанизация нефтей, газоконденсатов и дистиллятов с помощью реакции тиометилирования // Нефтехимия 1993. Т.ЗЗ. № 2. С. 179−185.
- Улендеева А.Д., Самигуллин И. И., Настека В. И. и др. Тиометилирование кетонов сульфидно-щелочными растворами и формальдегидом // Нефтехимия. 1993. Т.ЗЗ. № 6. С.542−546.
- Улендеева А.Д., Настека В. И., Латюк В. И. и др. Получение кетосульфидов//Нефтехимия. 1993. Т.33. № 6. С.547−551.
- Улендеева А.Д., Баева Л. А., Васильева Е. В., Ляпина Н. К. Тиометилирование бутанона формальдегидом и смесью серосодержащих компонентов сульфидо-щелочных растворов // Нефтехимия. 1996. Т.36. № 3. С.266−273.
- A.C. 1 616 959 (СССР). Способ очистки нефти и нефтепродуктов от меркаптанов / Кулиев Т. М., Тагинцев Т. А., Саядов А. К. // Б.И. 1990. № 48. С. 92.
- A.C. 1 583 152 (СССР). Абсорбент для очистки газов от меркаптанов и сероводорода / Агаев Г. А. // РЖ Хим. 1996. 8П217.
- Пат. 4 758 371 (США). Композиция и способ очистки от меркаптанов / Bhatia Kishan, Garcia John G. // РЖ Хим. 1989. 9П270П.
- Пат. 4 514 286 (США). Способ демеркаптанизации топлив органическими пероксидами / Wang Sophia, Roof Glenn L. // РЖ Хим. 1986. 1П303П.
- Пат. 14 826 (Япония). Способ очистки нефтей от серы // Саито Иосими // РЖ Хим. 1971. 24П303П.
- Чертков Я.Б. Неуглеводородные соединения в нефтепродуктах // М.: Химия. 1964. 227с.
- Общая органическая химия / Перевод с английского под ред. Кочеткова Н. К. и Нифантьева Э. Е. // М.: Химия. 1983. Т.5. 720с.
- Тханаа Аль-Хаддад, Тараканова A.B., Борисенкова С. А., Анисимова A.B. Окисление тиолов пероксидом водорода в условиях межфазного катализа // Нефтехимия. 1996. Т.36. № 2. С.181−186.
- Позин М.Е. Перекись водорода и перекисные соединения // M.-JL: Госхимиздат. 1951.475с.
- Шамб У., Сеттерфилд Ч., Вентворе Р. Перекись водорода // М.: Издинлит. 1958. 578с.
- Hoffman М.М. Kinetics and Mechanism of oxidation of Hydrogen Peroxide in Acidic Solition // En Verion Sci. Technol. 1997. Vol. 11. № 1. P.61 -66.
- Сигэру Оаэ. Химия органических соединений серы // М.: Химия. 1975. 512с.
- Кочерга И.И., Барам О. М. Об окислении сероводорода кислородом, растворенным в диметилформамиде // Журнал ВХО им. Менделеева. 1969. № 5. С. 584.
- Кочерга И.И., Солдатов М. П., Барам О. М. Очистка отходящих газов различных производств от сероводорода // Химическая технология. 1976. № 6. С. 53.
- В. Реакция серы с органическими соединениями / Под общей редакцией Воронкова М. Г. //Новосибирск. Наука. 1979. 368с.
- Vineyard B.D. Механизм реакций тиолов с серой, катализируемойн-бутиламином // J. Organic Chemistry. 1967. V.32. № 12. Р.3833−3836. 1 Vineyard B.D. Реакция меркаптанов с серой // J. Organic Chemistry. 1966. V.31. № 2. Р.601−602.
- McMillan F.H., King J.А. Механизм окисления первичных меркаптанов // J. Amer. Chem. Soc. 1948. V.70. P.4143−4144.
- Итоги науки / Химические науки, 2. Химия нефти и газа // М.: АН СССР. 1958. 368с.
- Пат. 190 292 (СССР). Способ получения диалкиловых полисульфидов / Бьенсан М. и Бапсер П. // Б.И. 1967. № 1. С. 165.
- Пат. 441 706 (СССР). Способ получения органических дисульфидов / Квасников Ж., Пфистер А., Веккиютти Р. // Б.И. 1974. № 32. С. 150.
- Вацуро К.В., Мищенко Г. Л. Именные реакции в органической химии. Справочник // М.: Химия. 1976. 528с.
- Органические реакции / Перевод с англ. под ред. Берлина А. Я. // М.: Госиздинлит. 1948. 527с.
- Огородников С.К. Формальдегид // Л.: Химия. 1984. 280с.
- Дятлова Н.М., Темкина В. Я., Попов К. И. Комплексоны и комплексонаты металлов. // М.: Химия. 1988. 544с.
- Сайке П. Механизмы реакций в органической химии // М.: Химия. 1977. 320с.
- Gaul R. Механизм реакции Манниха. // J. Org. Chem. 1960. V.25. № 3. Р.419−423.
- Reshaw R.R., Searle D.E. Thioethers of Formocholin and their Sulfones. Onium compounds // J. Amer. Chem. Soc. 1937. V.59. № 10. P.2056−2058.
- Рачинский Ф.Ю., Славачевская M.H. Химия аминотиолов // М.-Л.: 1965. 296с.
- Binz А., Репсе L.H. Derivatives of Aminomethanethiol // J. Amer. Chem. Soc 1939. V.61. № 11. P. 3134−3139.
- Dillon E.T. Triazines sweeten gas easier // Hydrocarbon Processing. 1991. V.70. № 12. P.65−66.
- Айвазов Б.В., Петров С.M., Хайруллин B.P., Япрынцева В. Г. Физико-химические константы сероорганических соединений // М.: Химия. 1964. 280 с.
- ГОСТ 17 323–71 (CT СЭВ 756−77).Топливо для двигателей. Метод определения меркаптановой и сероводородной серы потенциометрическим титрованием.
- ГОСТ 1625–89 (CT СЭВ 2337−80). Формалин технический. Технические условия.
- Уокер Дж.Ф. Формальдегид: Пер. со 2-го изд. М.: Госхимиздат. 1957. 606 с.
- Bergman E.D. // Chem. Rev. 1953. V.53. № 2. P.309−352.
- Б.Ф. Кухарев, В. К. Станкевич и др. Синтез и исследование оксазолидинов на основе формальдегида в качестве ингибиторов кислотной коррозии // ЖПХ. 1995. Т. 68. Вып.1. С. 142,143.
- Laurent Р.А. // Bl. Soc. chim. France. 1967. № 2. P. 571−575.
- Пат. 2 635 389 (ФРГ). Heterocyclishe Methylen-bis-aza-oxo und aza-thio-verbindungen.
- V. Vesselovsky, V. Kalichevsky // Ind. Eng. Chem. 1931.V.23. P. 181 -183.
- Shaak J.P., Chan F. Formaldehyde-methanol, metallic-oxide agents head scavengers list // Oil and Gas J. 1989. V.87. № 4. P.51−55.
- Промышленные испытания проводились при следующих исходных цанных и режимах работы УПВСН НГДУ «Елховнефгь»:
- Концентрация сероводорода в исходной нефти, мг/л {% мае.): — минимальная 440 (0,0489 $) — максимальная 530 (0,05 $$) — средняя 475 (0,053)
- Содержание меркаптановой серы в исходной нефти, % мае.: — минимальное о 150- максимальное 0,181- среднее 0,166
- Температура исходной нефти (на УПВСН), °С: — минимальная 32- максимальная 44 средняя 38к Температура очищенной нефти (на ДПС), °С : — минимальная 22- максимальная 25- средняя 23,5
- Плотность исходной нефти, г/см3 0,90
- Расход исходной нефти, т/ч (м®/ч): — минимальный Ю9 (121) — максимальный 120 (133) — средний 114,5 (127)сновные полученные результаты промышленных испытаний представлены I табл.I., &bdquo-от сероводорода и легких меркаптанов на УПВСН НГДУ «Елховнефгь»
- Опыт с повышенной до-«< зировкой нейтрализаторов был поставлен с целью увеличения степени очистки нефти от меркаптанов.