[发明专利]用于分离和纯化硫化钠的方法

说明书

本公开的领域

本公开涉及一种用于分离和纯化在石油原油和重油的脱硫过程中获得的硫化钠的方法。

背景

含硫化合物或多或少地存在于石油和来自石油的精炼产品中。出于多种原因，有机硫化合物在石油产品中是不希望的。它们可以使石油精炼中使用的催化剂中毒。另外，烃燃料(如汽油和取暖油)中的有机硫化合物的量越大，当燃烧这些燃料时的污染潜力越大。多年以来，已经开发了多种方法来处理由石油中的有机硫化合物所造成的问题。这些方法范围从目的在于给予更少使人不愉快的恶臭硫化合物的简单处理至减少或去除硫化合物的更复杂方法。所使用的各种方法包括吸附、萃取、氧化加氢脱硫等等。

使用金属钠的重油或石油原油的脱硫已经公开在多种现有技术方法中。

美国专利号3565792公开了一种用于使原油或类似的原始状态烃馏分脱硫的整合方法，其中采用了金属钠分散体来与存在于此类原油内的硫污染物反应以形成硫化钠沉淀，所述沉淀通过离心从经过处理的原油中除去。整合的系统通过使硫化钠沉淀与盐酸反应以产生氯化钠，所述氯化钠在再生之后可以通过电解以提供原油脱硫所必需的钠而被采用来提供。

美国专利号3755149公开了一种用于使具有短渣油(short resid)的真空底脱硫的方法，所述方法由以下组成：在约250℃至约400℃的温度下和在约1个大气压至约100个大气压的氢气压力下使所述残渣与金属钠接触，用脂肪族烃萃取从而产生的含淤泥的产物，使淤泥从烃萃取物中分离并且去除所述烃以产生脱硫的渣油。

US6210564公开了一种用于利用钠金属来使石油进料(feed)脱硫的方法。含硫石油进料通过在对于钠金属而言存在过量的氢气情况下、在至少约250℃的温度下使物料与分期添加的钠金属接触来脱硫。在脱硫过程中，大致上抑制了Na₂S的形成并且促进了NaSH的形成。

US2005145545公开了使用金属钠的石油流的脱硫。从烃物料中去除硫的方法包含以下步骤：使金属钠溶解在溶剂中以及使钠/溶剂溶液与含有有机硫物质的液体烃物料合并。合并物的压力在溶剂的蒸气压之上。将合并的烃物料和溶剂溶液置于低压环境中以使溶剂蒸发。使所得到的流与氢气合并，并且加热此流并且加压以形成含有硫化钠的液体烃产物。然后冷却此产物并且萃取硫化钠。

共同待决的印度专利申请号845/MUM/2011公开了一种借助于在脱硫反应之前将适合的有机溶剂添加至石油原料油中来使石油残渣脱硫的改进方法。所述方法导致作为主要副产物的硫化钠(Na₂S)形成。

通常，过滤所形成的Na₂S并且从脱硫的物料油中分离，并且然后溶解在水中或通过电解过程经历Na回收。获得的此副产物基本上处于粘性淤泥的形式并且可能含有杂质，如未反应的Na、残余的物料油以及其它有机钠盐。

主要的挑战之一是从具有脱硫油的副产物中分离和过滤出副产物。大量的物料油保持与此Na₂S副产物缔合。由于副产物上的残余物料油的不透水涂层，直接针对副产物回收而添加水不会导致Na₂S完全溶解。可能由于石油原料油的高粘度和粘性性质以及水和油的类似比重，保持与Na₂S缔合的此物料油导致在添加的水上形成乳状液。这导致不可分离的团块形成，所述团块导致保持与副产物缔合的有价值的物料油损失以及通过所述物料油污染Na₂S溶液。此外，可以借助于能够溶解油的有机溶剂来进行从副产物淤泥中回收油。然而，多步方法要求在每一步添加新鲜的有机溶剂。这导致使用大量的有机溶剂，并且因而除了与分离和蒸馏过程相关的溶剂损失之外由蒸馏而增加溶剂回收的成本。

此外，即使借助于增加萃取步骤，溶剂也不能够完全回收油。这是因为随着溶剂使油溶解，在有机溶剂中不可溶的新鲜Na₂S表面曝露。因而，保持被固体Na₂S表面包载(entrap)的油不会曝露于有机溶剂，并且因此溶解效率急剧下降。

因此，希望开发一种用于分离和纯化在石油脱硫过程中作为主要副产物获得的硫化钠的简单方法。

此外，已知借助于适合的电解过程，使用Na₂S副产物通常有助于Na的再生。本公开的目的还在于此Na₂S副产物借助于氧化至价值更高的产品Na₂SO₃而增加的价值。

以下在本文中描述了公开用于使硫化钠转化为亚硫酸钠的方法的一些代表性的专利文件。