Технологии подготовки и переработки сернистого углеводородного сырья на основе экстракционных процессов

• Автор: Копылов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 396 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕРНИСТОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

1.1 Ресурсы, особенности состава и свойств сернистого и тяжелого углеводородного сырья

1.2 Обзор процессов подготовки и переработки сернистого углеводородного сырья

1.2.1 Технологии обессеривания углеводородных газов

1.2.2 Технологии подготовки высокосернистых нефтей и газоконденсатов

1.2.3 Переработка серосодержащих отходов процессов сероочистки

и производство сероорганической продукции

1.3 Обзор процессов подготовки и переработки высокосернистого тяжелого нефтяного сырья

1.3.1 Технологии подготовки и переработки природных битумов и высоковязких нефтей

1.3.2 Новые технологии переработки нефтяных остатков и производства битумных материалов
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методика проведения лабораторных экспериментов
2.1.1 Методика исследований по экстракции низкомолекулярных меркаптанов
2.1.2 Описание лабораторной установки и методики изучения поглощения сероводорода из газов
2.1.3 Описание лабораторной установки и методики исследования жидкофазного каталитического окисления сульфида натрия
2.1.4 Описание лабораторной установки и методики проведения экспериментов по синтезу тиофена из диалкилдисульфидов
2.1.5 Описание установки периодического действия по термомеханическому обезвоживанию тяжелого углеводородного сырья и математическое описание процесса
2.1.6 Описание лабораторной установки и методики исследования экстракционной деасфальтизации тяжелого нефтяного сырья..
2.2. Описание пилотных установок
2.2.1 Описание универсальной пилотной установки демеркаптанизации сжиженных газов и нефтепродуктов
2.2.2 Описание пилотной установки по синтезу тиофена
2.3. Методики проведения анализов
2.3.1 Определение состава индивидуальных меркаптанов, карбонилсульфида и сероуглерода в легких углеводородах
2.3.2 Определение содержания солей натрия в водно-щелочном растворе
2.3.3 Определение содержания индивидуальных
диалкилдисульфидов и тиофена в их смесях
2.3.4 Определение структурно-группового состава продуктов деасфальтизации
ГЛАВА 3. ЭКСТРАКЦИОННОЕ УДАЛЕНИЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СЕРНИСТЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ НЕФТЯНОГО И ГАЗОВОГО СЫРЬЯ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССОВ
3.1 Результаты лабораторных исследований по экстракционному удалению низкомолекулярных меркаптанов из Тенгизской нефти
3.2 Технология ДМС-4 экстракционной демеркаптанизации нефти
3.2.1 Результаты промышленных испытаний экстракционной демеркаптанизации Карачаганакского конденсата
3.2.2 Опыт эксплуатации установки демеркаптанизации
Тенгизской нефти
3.3 Комплексная технология экстракционного обессеривания легкого углеводородного сырья офшорного месторождения Ирана
3.3.1 Результаты пилотных испытаний демеркаптанизации прямогонного и стабильного газового бензинов
3.3.2 Результаты промышленных испытаний по обессериванию сжиженных газов и демеркаптанизации бензина
ГЛАВА 4. ЖИДКОФАЗНОЕ УДАЛЕНИЕ СЕРОВОДОРОДА ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССА
4.1. Обоснование предлагаемого метода обессеривания газов
4.2. Поглощение водно-щелочным раствором сероводорода из газовой среды в присутствии углекислого газа
4.3. Исследование каталитических свойств бинарного катализатора на основе фталоцианина кобальта и сульфата марганца в реакции окисления сульфида натрия
4.4. Закономерности каталитического окисления сульфида натрия в водно-щелочной среде в присутствии солей натрия
4.5. Технология щелочно-каталитической очистки попутного нефтяного газа от сероводорода
ГЛАВА 5. СИНТЕЗ ТНОФЕНА ИЗ ДИАЛКИЛДИСУЛЬФИДОВ И С4-УГЛЕВОДОРОДОВ
5.1 Термодинамический расчет и моделирование реакций превращения диалкилдисульфидов и С4-углеводородов в тиофен
5.2 Исследование гетерогенно-каталитического синтеза тиофена в стационарных условиях

В последние годы во всём мире высокую популярность приобрела аминовая очистка с помощью третичного метилдиэтаноламина. У процесса на основе чистого раствора МДЭА нет чётко установленных условий применения, как для ранее упомянутых аминов. Это имеет место из-за гибкости и разносторонности МДЭА, и вследствие этого широкого диапазона его применения. Обычная используемая концентрация МДЭА в воде — 20-50%. Растворы с меньшей концентрацией обычно используются в случаях с очень низким давлением и требуемой высокой селективностью. Благодаря гораздо меньшим проблемам с коррозией [28] отношение количества поглощённого кислого газа к количеству амина может достигать 0,7-0,8 моль/моль при применении оборудования из углеродной стали. Преимущество, которым обладает МДЭА по сравнению с другими аминами - это хорошая селективность к H2S в присутствие С02.
Процесс хемосорбции на основе диизопропаноламина предусматривает использование водного раствора, содержащего до 40% ДИПА. Применение ДИПА обеспечивает тонкую очистку газа от H2S (до 1,5 мг/м3) и С02 (до 0,01%) при низкой растворимости в нем углеводородов. При этом извлекается до 50% COS и RSR. ДИПА легко регенерируется, потери его при регенерации вдвое ниже, чем у МЭА, расход пара при этом ниже, он не коррозирует аппаратуру. Недостаток ДИПА — высокая стоимость, тем не менее, этот способ широко применяется за рубежом [32, 33].
Корпорацией «ExxonMobil» разработана технология «Flexsorb», в которой используются пространственно затруднённые амины [34-37]. Несмотря на то, что эти амины вторичные, они не взаимодействуют с С02 с образованием карбаматов, поскольку заместители, один из которых объёмистый, будут дестабилизировать образующийся карбамат.
Широко распространена очистка смесями аминов. Главным образом это смеси МДЭА и ДЭА или МЭА используемые для улучшения поглощения С02 метилдиэтаноламином [38]. Такие процессы называются процессами, основанными на МДЭА, где добавочными аминами являются ДЭА или МЭА.