Способ извлечения металлов из высоковязких нефтей

(51) 10 21/16 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ обработки и/или низкочастотной кавитации с последующим центрифугированием,жидкую фракцию после центрифугирования направляют на транспортировку, а шламы с механическими примесями подвергают магнитной сепарации, где происходит разделение на парамагнитную фракцию,содержащую соединения ванадия,и ферромагнитную фракцию,содержащую соединения никеля и железа, парамагнитную фракцию прокаливают при 350 - 500 С и из образующихся зольных остатков извлекают ванадий, а из ферромагнитной фракции извлекают никель и железо. Ультразвуковую обработку ведут при частоте 20- 35 кГц с помощью акустических излучателей,которые устанавливают в трубопроводе или емкости. Акустические излучатели устанавливают в центрифуге и ультразвуковую обработку ведут при частоте 20-35 кГц. Низкочастотную кавитацию осуществляют в камере с плунжером, который перемещают с частотой 1-100 Гц. При перемещении плунжера изменяют давление от 0,01 до 20 атм.(72) Нусупбекова Дина Акаевна Нурмамбетов Куаныш Эмилевич Нурмамбетова Дамиля Эмилевна Нукенов Дауит(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ(57) Изобретение относится к области нефтехимии и нефтепереработки, а именно к извлечению металлов, в том числе ванадия из нефти и нефтепродуктов. Технический результат - упрощение способа и исключение использования реагентов - достигается тем, что в способе извлечения металлов из высоковязких нефти, включающем выделение из исходной нефти легкой и тяжелой фракций,термическую обработку тяжелой фракции с последующим извлечением из зольных остатков соединений металлов, согласно изобретению,исходную нефть подвергают резонансно волновому воздействию путем ультразвуковой 23169 Изобретение относится к области нефтехимии и нефтепереработки, а именно к извлечению металлов, в том числе ванадия из нефти и нефтепродуктов. Известен способ выделения ванадия из высоковязких нефти, включающий образование нерастворимого в неполярных растворителях комплекса ванадилпорфирин (ВП 4) путем добавления в исходную нефть раствора 4 в гексане, отделение осадка, содержащего комплекс ВП - 4, выделение ванадилпорфирина,содержащегося в осадке, путем разложения комплекса смесью бензол - ДМФА (11). Для отделения осадка нефтяную смесь пропускают через колонну, содержащую фильтр и сорбент под давлением не менее 1 атм при температуре не выше температуры кипения растворителя (заявка РФ на изобретение 92005349, кл. С 079/00, 1992). Указанный способ не позволяет одновременно извлекать другие металлы, что сужает его технологические возможности. Известен способ деметаллизации остатка от вакуумной перегонки нефти в присутствии диоксида углерода, при котором используют диметилкарбонат и процесс ведут путем смешивания остатка с диметилкарбонатом под давлением диоксида углерода при температуре и давлении,поддерживающих диметилкарбонат в жидком состоянии, с образованием гомогенного раствора,охлаждения его до температуры, обеспечивающей расслоение на три фазы, но ниже точки кипения диметилкарбоната при атмосферном давлении, при содержании в первой легкой жидкой фазе основного количества нефти, во второй промежуточной жидкой фазе основного количества диметилкарбоната и в третьей полутвердой тяжелой фазе - по существу всех асфальтенов, значительной части первоначально присутствующих в нефтяном остатке металлов и незначительного количества нефти, с последующим отдувом диоксида углерода при температуре, равной температуре охлаждения гомогенного раствора, до давления, близкого к атмосферному, извлечением деасфальтированной и частично деметаллизированной первичной нефти из легкой жидкой фазы,извлечением деасфальтированной и частично деметаллизированной вторичной нефти из промежуточной жидкой фазы и извлечением диметилкарбоната из всех трех фаз с дальнейшим, в случае необходимости,повторным его использованием. Смешивание нефтяного остатка с диметилкарбонатом ведут при давлении диоксида углерода 30 - 200 бар, температуре 100 - 220 С и массовом соотношении диметилкарбонатнефтяной остаток от 41 до 151. Суммарное удаление никеля и ванадия составляет 78(Патент РФ 2119525, кл. С 1021/16, 1998). Недостатком данного способа является сложность осуществления и поддержания заданных температуры и давления. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ извлечения металлов из высоковязких нефти, включающий выделение из 2 исходной нефти легкой и тяжелой фракций,термическую обработку тяжелой фракции с последующим извлечением из зольных остатков соединений металлов. Пятиокись ванадия извлекают из золы гидрометаллургическим способом (Нукенов Д.Н., Пунанова С.А., Агафонова З.Г. Металлы в нефтях, их концентрация и методы извлечения - М. Геос, 2001, с. 44). Указанный способ характеризуется сложностью осуществления, так как для извлечения пятиокиси ванадия гидрометаллургическим способом необходимо использование значительного количества реагентов и выдерживание строгого технологического режима. Задачей изобретения является разработка усовершенствованного способа извлечения металлов из нефти Технический результат - упрощение способа и исключение использования реагентов - достигается тем, что в способе извлечения металлов из высоковязких нефти, включающем выделение из исходной нефти легкой и тяжелой фракций,термическую обработку тяжелой фракции с последующим извлечением из зольных остатков соединений металлов, согласно изобретению,исходную нефть подвергают резонансно волновому воздействию путем ультразвуковой обработки и/или низкочастотной кавитации с последующим центрифугированием,жидкую фракцию после центрифугирования направляют на транспортировку, а шламы с механическими примесями подвергают магнитной сепарации, где происходит разделение на парамагнитную фракцию,содержащую соединения ванадия,и ферромагнитную фракцию,содержащую соединения никеля и железа, парамагнитную фракцию прокаливают при 350-500 С и из образующихся зольных остатков извлекают ванадий, а из ферромагнитной фракции извлекают никель и железо. Ультразвуковую обработку ведут при частоте 20- 35 кГц с помощью акустических излучателей,которые устанавливают в трубопроводе или емкости. Акустические излучатели устанавливают в центрифуге и ультразвуковую обработку ведут при частоте 20-35 кГц. Низкочастотную кавитацию осуществляют в камере с плунжером, который перемещают с частотой 1-100 Гц. При перемещении плунжера изменяют давление от 0,01 до 20 атм. Способ осуществляют следующим образом. Извлекаемую из скважины нефть, содержащую 13 смол, 8 парафинов, 2,1 асфальтенов нагнетают в трубопровод, с внешней стороны которого устанавливают два излучателя под углом 90 С. Настраивают один из излучателей на частоту 20 кГц, другой излучатель - на частоту 30 кГц. Излучатели могут быть установлены в одной плоскости или в разных плоскостях относительно поперечного сечения трубопровода. Указанные частоты акустических колебаний соответствуют 23169 резонансной частоте, при которой происходит разрушение связей атомов в молекулах нефтяного сырья. Резонансные частоты акустических колебаний устанавливают экспериментальным путем в пределах 20-35 кГц. Под воздействием акустических колебаний углеводороды, содержащие большое количество атомов углерода, в том числе парафин, разлагаются на более простые за счет разрыва связей между атомами углерода. Асфальто - смолистые вещества также разлагаются, что исключает их отложение на внутренней стенке трубопровода. В случае дальнейшего охлаждения нефти при транспортировке не образуются кристаллические структуры, придающие нефти свойства твердого тела, так как обратного процесса образования парафина и асфальто - смолистых веществ не происходит и вязкость нефти не увеличивается. При добыче указанной нефти в условиях низких температур, например, при минус 20 С, перед нагнетанием в трубопровод ее нагревают в специальном устройстве для подогрева до 70 С. Затем нефть подвергают низкочастотной кавитации в камере с плунжером, при перемещении которого изменяют давление от 0,01 до 20 атм. Низкочастотную кавитацию проводят в течение 5 30 минут. Плунжер перемещают с частотой 1- 100 Гц. Вязкость нефти снижается по сравнению с первоначальной в 1,9 раза. После этого производят центрифугирование,жидкую фракцию после центрифугирования направляют на транспортировку, а шламы с механическими примесями, содержащими до 7 железа и 14 никеля, подвергают магнитной сепарации, где происходит разделение на парамагнитную фракцию, содержащую соединения ванадия, и ферромагнитную фракцию, содержащую соединения никеля и железа, парамагнитную фракцию прокаливают при 350-500 С и из образующихся зольных остатков извлекают ванадий, а из ферромагнитной фракции извлекают никель и железо. Получение чистых металлов из их соединений осуществляют с помощью традиционных технологий. Применение предлагаемого способа обеспечивает стабильность реологических свойств обработанной нефти при транспортировке на дальние расстояния и при хранении в течение длительного времени. Содержание светлых фракций в нефти после центрифугирования увеличивается до 80, а после переработки жидкой фракции традиционными способами выход светлых фракций увеличивается до 92. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения металлов из высоковязких нефти, включающий выделение из исходной нефти легкой и тяжелой фракций, термическую обработку тяжелой фракции с последующим извлечением из зольных остатков соединений металлов,отличающийся тем, что исходную нефть подвергают резонансно - волновому воздействию путем ультразвуковой обработки и/или низкочастотной кавитации с последующим центрифугированием, жидкую фракцию после центрифугирования направляют на транспортировку, а шламы с механическими примесями подвергают магнитной сепарации, где происходит разделение на парамагнитную фракцию,содержащую соединения ванадия,и ферромагнитную фракцию,содержащую соединения никеля и железа, парамагнитную фракцию прокаливают при 350-500 С и из образующихся зольных остатков извлекают ванадий, а из ферромагнитной фракции извлекают никель и железо. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ультразвуковую обработку ведут при частоте 20-35 кГц с помощью акустических излучателей, которые устанавливают в трубопроводе или емкости. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что акустические излучатели устанавливают в центрифуге и ультразвуковую обработку ведут при частоте 20-35 кГц. 4. Способ по п.п. 1,2, или 3, отличающийся тем, что низкочастотную кавитацию осуществляют в камере с плунжером, который перемещают с частотой 1-100 Гц. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что при перемещении плунжера изменяют давление от 0,01 до 20 атм.