Экстракция органическими растворителями (сольвентная экстракция).

Этот метод является одним из важнейших способов лабораторного и опытно-промышленного выделения сероорганических соединений из углеводородных систем.

Для выделения сероорганических соединений из нефтяного сырья испытано большое число полярных органических растворителей, но ни один из них не дает четкого разделения, и полученные экстракты, как правило, содержат значительную долю полициклоароматических углеводородов. Наибольший интерес представляют фенол и фурфурол, они достаточно полно обессеривают низкокипящие дистилляты.

Однако при этом наблюдаются большие потери ценных ароматических углеводородов, экстрагируемых с сероорганическими соединениями. К тому же они имеют тенденцию селективно растворять определенный класс сероорганических соединений. Например, фенол хорошо экстрагирует тиофаны и несколько хуже диалкилсульфиды и тиофены. Ацетилацетон обладает довольно высокой растворяющей способностью, но недостаточно селективен, поэтому его применение в качестве экстрагента требует понижения температуры или добавления воды. Его можно использовать для разделения сероорганических соединений на низко - и высокомолекулярные. В анилине, уксусном ангидриде наблюдается наиболее высокая растворимость тиоциклоалканов и ароматических сульфидов. Кроме того, сернистый ангидрид хорошо растворяет ароматические углеводороды и является полупродуктом многих нефтеперерабатывающих заводов.

Установлено, что нефтяные сульфоксиды хорошо извлекаются из октановых растворов индивидуальными полярными растворителями и их смесями, а также водноорганическими смесями с небольшим содержанием воды. Наилучшими экстрагентами сульфоксидов являются смеси ацетонитрила с водой и особенно с этиленгликолем. Найдено, что сульфиды и меркаптаны, имея более короткие, чем сульфоны и сульфоксиды, углеводородные радикалы, экстрагируются октаном значительно лучше, особенно в системах с участием воды, этиленгликоля и формамида. Для экстракции сульфоксидов в качестве растворителя были использованы: метиловый спирт, этиловый спирт, β -хлорэтиловый спирт, моноэтиловый эфир этиленгликоля, уксусная кислота, диметилформамид, нитроэтан). Выбор эффективного растворителя был осуществлен на основании изучения термодинамики распределения нефтяных сульфоксидов и сульфонов.

С термодинамической точки зрения наиболее эффективным растворителем для извлечения сульфоксидов и сульфонов является β - хлорэтиловый спирт, для которого имеют место минимальные значения свободных энергий распределения — для сульфоксидов (-Gp=3, 56 кДж/моль) и сульфонов (-Gp=2, 84 кДж/моль), т. е. высокие значения коэффициента распределения (Кр=3, 7; 2, 8). Высокая эффективность β -хлорэтилового спирта определяется межмолекулярным взаимодействием, возникающим между его молекулами и молекулами сульфоксидов и сульфонов.

Многие из исследованных растворителей проявляют большую эффективность при экстрагировании сульфоксидов, чем сульфонов. Исключение составляют моноэтиловый эфир этиленгликоля и диметилформамид, для которых коэффициент распределения сульфонов выше, чем сульфоксидов.

Таким образом, для извлечения сульфонов лучшими экстрагентами являются моноэтиловый эфир этиленгликоля и диметилформамид.

Необходимо учесть, что при использовании органических растворителей происходят большие потери углеводородной части нефтепродуктов, поэтому для обеспечения полноты выделения сероорганических соединений обычно применяется многократная экстракция реагентами. В зависимости от поставленных задач на разных этапах применяют ректификацию, молекулярную дистилляцию или комплексообразование.