Окислительная демеркаптанизация сжиженных газов и бензино-керосиновых фракций

Для сырьевой базы отечественной нефтепереработки характер­но непрерывное увеличение за последние годы и в перспективе объе­мов добычи и переработки новых видов нефтей и газовых конденса­тов из месторождений, прилегающих к прикаспийской впадине. Ряд из них, например, Оренбургский, Карачаганакский и Астраханские газоконденсаты, характеризуются аномально высоким содержани­ем в них меркаптанов (40 – 70 % от общего содержания серы) при относительно низком содержании общей серы (0,8 – 1,5%). По этому признаку их выделяют в особый класс меркаптансодер-жащего сильно аозииионно-активного углеводородного сырья. Мер-каптановая сера, обладающая неприятным запахом, вызывающая интенсивную коррозию оборудования и отравляющая катализато­ры, концентрируется преимущественно в головных фракциях газо­конденсатов – сжиженных газах и бензинах.

В отечественной и зарубежной нефтезаводской практике часто используют, помимо гидроочистки, процессы окислительной ката­литической демеркаптанизации сжиженных газов – сырья алкилирования и бензинов, реже авиакеросинов. Среди них наибольшее распространение получили процессы «Бендер» и «Мерокс».

Процесс «Бендер» используется для очистки газовых бензинов и бензинов прямой гонки и термодеструктивных процессов, а также реактивного топлива от меркаптанов при малом их содержании в сырье (не более 0,1 %).

Процесс «Мерокс» применяется преимущественно для демеркап­танизации сжиженных газов и бензинов. Процесс окислительной демеркаптанизации сырья осуществляется в следующие три стадии:

1) экстракция низкомолекулярных меркаптанов раствором щелочи:

2) превращение меркаптидов натрия в дисульфиды каталитичес­а окислением кислородом воздуха:

3)перевод неэкстрагированных щелочью высокомолекулярных меркаптанов сырья в менее активные дисульфиды каталитическим окислением кислородом воздуха:

Наиболее активными и распространенными катализаторами про­цесса «Мерокс» являются фталоцианины кобальта (металлоорганические внутрикомплексные соединения – хелаты) в растворе щело­чи или нанесенные на твердые носители (активированные угли, пластмассы и др.).

Технологическая схема представлена на рис.4

Рис.4. Принципиальная технологическая схема процес­а каталитической окислительной демеркаптанизации угле­водородного сырья «Мерокс»: I – сырье; II – воздух; III – реге­нерированный раствор щелочи («Мерокс»); IV – отработан­ный воздух; V— дисульфиды; VI— циркулирующий раствор щелочи («Мерокс»); VI – свежая щелочь; VIII— очищенный продукт

Исходное меркаптансодержащее сырье предварительно очища­ется от сероводорода и органических кислот в колонне 1 промывкой раствором щелочи, затем поступает в экстрактор К-2, где из него раствором щелочи экстрагируются низкомолекулярные меркапта­ны. Экстрактный раствор из К-2 поступает в реактор Р-1, где произ­водится ката­литическое окисление мер­каптидов на­трия в дисуль­фиды кислоро­дом воздуха с одновременной регенерацией раствора щело­чи (или раство­а «Мерокс» в случае приме­нения растворимогокатализатора). Реакционная смесь далее проходит сепарато­ры С-2и С-3 для отделения отработанного воздуха и дисульфидов, после чего регенерированный раствор щелочи (или «Мерокса») воз­вращается в экстрактор К-2.

Очищенное от низкомолекулярных меркаптанов сырье (рафинатный раствор) поступает в сепаратор щелочи С-1, далее в реактор Р-2 для перевода высокомолекулярных меркаптанов, не подвергших­ся экстракции в К-2, в дисульфиды каталитическим окислением кис­лородом воздуха. Реакционная смесь из Р-2 поступает в сепаратор С-4, где разделяется на отработавшийся воздух, циркулирующий раствор щелочи («Мерокс») и очищенный продукт.

Для очистки низкомолекулярных фракций (например, сырья алкилирования), не содержащих высокомолекулярных меркаптанов, используется упрощенный (экстракционный) вариант процесса, где стадия дополнительной окислительной демеркаптанизации в реак­торе 2 исключена.

Ниже приведены данные по содержанию меркаптанов после окис­лительной демеркаптанизации различного сырья в процессе «Мерокс»:

Таблица1 Содержание меркаптнов г/т