способ деасфальтизации нефтяных остатков

Формула изобретения

СПОСОБ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ путем обработки их сжиженным углеводородным растворителем в экстракторе колонного типа, оснащенном контактными устройствами и подогревателем в верхней его части, с последующим выделением фазы деасфальзатного раствора и фазы асфальтенсодержащей дисперсии, концентрирующихся в верхней и нижней частях экстрактора соответственно, отличающийся тем, что нефтяной остаток предварительно смешивают с растворителем и подают в экстрактор между границей раздела фаз и контактными устройствами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для деасфальтизации нефтяных остатков.

Известен способ деасфальтизации гудрона жидким пропаном в экстракторе колонного типа, оснащенном контактными устройствами. Нагретый пропан вводят под контактные устройства, а гудрон над ними. Процесс деасфальтизации (растворение мальтенов гудрона) осуществляется при противоточном движении пропана и гудрона по высоте экстрактора. Из смеси гудрона с пропаном выделяются фазы деасфальтизатного раствора и асфальтеносодержащей дисперсной системы, концентрирующейся в нижней отстойной зоне экстрактора. Между ними устанавливается граница раздела фаз. Для более полного удаления из раствора деасфальтизата смолистых веществ его подогревают в верхней части экстрактора. Раствор деасфальтизата выводится из верхней отстойной зоны экстрактора, а асфальтеносодержащая дисперсная система из нижней. После удаления из них пропана получают деасфальтизат и асфальт (1).

Недостатками известного способа деасфальтизации гудрона являются низкие отбор и свойства деасфальтизата.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному способу деасфальтизации нефтяных остатков, то есть прототипом, является способ деасфальтизации гудрона, осуществляемый в экстракторе колонного типа оснащенном контактными устройствами. Нагретый основной поток пропана вводят под контактные устройства, а оставшуюся часть, составляющую 2-9 об. от его общей загрузки, смешивают с гудроном и подают в экстрактор над контактными устройствами. Смещение части пропана с гудроном в трубопроводе, диафргагменном смесителе или насосе обеспечивает получение гомогенной системы с более низкой вязкостью, чем у исходного гудрона, что способствует более полному растворению мальтенов. Процесс деасфальтизации (растворение мальтенов гудрона) осуществляется при противоточном движении пропана и разбавленного пропаном гудрона по высоте экстрактора. Из смеси гудрона с пропаном выделяются фазы деасфальтизатного раствора и асфальтеносодержащей дисперсной системы, концентрирующейся в нижней отстойной зоне экстрактора. Между раствором деасфальтизата и асфальтеносодержащей дисперсной системой устанавливается граница раздела фаз. Для более полного удаления из раствора деасфальтизата смолистых веществ, его подогревают в верхней части экстрактора. Раствор деасфальтизата выводится из верхней отстойной зоны экстрактора, а асфальтеносодержащая дисперсная система из нижней. После удаления из них пропана получают деасфальтизат и асфальт (2,3).

Для получения сопоставимых данных с предлагаемым способом деасфальтизации нефтяных остатков авторами проведен опытный пробег на промышленной установке деасфальтизации.

Деасфальтизацию гудрона товарной смеси западносибирских нефтей (плотность, ₄²⁰ 0,988, вязкость условная при 80^оС 32 с, фракционный состав по Богданову: н. к. ^оС 388, 5, 10, 20 и 21,6% выкипает до температур 442, 463, 488 и 500^оС соответственно) пропаном осуществляют в экстракторе колонного типа диаметром 2,4 м, высотой 16,6 м, оснащенном восемью жалюзийными тарелками. Подача гудрона составляет 0,0075 м³/с, общая загрузка по пропану 0,033 м³/с, из них 0,0018 м³/с или 5,5 об. направляют на смешение с гудроном. Объемное соотношение пропана к гудрону 4,4:1. Температуры в верхней и нижней отстойных зонах экстрактора 81 и 67^оС соответственно, смеси пропана с гудроном 119^оС. Давление в системе 3579409 Н/м². Отбор деасфальтизата с коксовым числом 1,1 мас. цветом 8,0 ед. ЦНТ, кинематической вязкостью при 100^оС, 21,8 сСт, составляет 1,74 кг/с или 23,4% Температура размягчения асфальта 31^оС.

Недостатками известного способа деасфальтизации гудрона являются низкие отбор и свойства деасфальтизата.

Целью изобретения является увеличение отбора деасфальтизата и улучшение его свойств путем растворения мальтенов нефтяного остатка.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу деасфальтизации нефтяных остатков, включающем предварительное смешение последних со сжиженным сольвентом, подачу в экстрактор колонного типа, оснащенный контактными устройствами и подогревателем в его верхней части, выделение из смеси фаз деасфальтизатного раствора и асфальтенсодержащей дисперсной системы концентрирующейся в нижней части экстрактора, причем смесь нефтяного остатка и сольвента подают в экстрактор между границей раздела фаз и контактными устройствами.

Способ деасфальтизации нефтяных остатков реализуется следующим образом. Деасфальтизацию осуществляют в экстракторе колонного типа, оснащенном контактными устройствами и подогревателем, расположенным в его верхней части. Предварительно приготовленная смесь нефтяного остатка и сжиженного сольвента подается в экстрактор. Из смеси выделяются фазы деасфальтизатного раствора и асфальтеносодержащей дисперсной системы. Ввод смеси в экстрактор осуществляют между границей раздела фаз и контактными устройствами. Раствор деасфальтизата выводится из верхней отстойной зоны экстрактора, а асфальтеносодержащая дисперсная система из нижней. После удаления из них сольвента получают деасфальтизат и асфальт.

Отличительным признаком предлагаемого способа деасфальтизации нефтяных остатков является подача в экстрактор смеси нефтяного остатка со сжиженным сольвентом между границей раздела фаз и контактными устройствами, приводящая к улучшению растворимости мальтенов нефтяного остатка.

Соотношение сжиженного сольвента к нефтяному остатку определяется содержанием в нем компонентов, переходящих в деасфальтизат. При снижении соотношения сжиженного сольвента к нефтяному остатку отбор деасфальтизата по известной технологии уменьшается (4). В предлагаемом способе подача в экстрактор предварительно приготовленной смеси сжиженного сольвента с нефтяным остатком с пониженным на 13,4-22,5% их соотношением между границей раздела фаз и контактными устройствами позволяет увеличить отбор деасфальтизата с улучшенными свойствами.

При проведении поиска по заявке не установлена известность использования заявленного приема для увеличения отбора деасфальтизата и улучшения его свойств, что позволяет признать предлагаемый способ соответствующим критериям изобретения.

На чертеже приведена схема способа деасфальтизации нефтяных остатков.

П р и м е р 1. Деасфальтизацию гудрона товарной смеси западносибирских нефтей по прототипу пропаном проводят на промышленной установке по прототипу. Предварительно приготовленную смесь пропана с гудроном вводят в экстрактор по линии подачи пропана между границей раздела фаз и контактными устройствами. Подача гудрона с температурой 129^оС составляет 0,0075 м³/с, а пропана с температурой 55^оС 0,026 м/с. Объемное соотношение пропана к гудрону составляет 3,4:1. Температура смеси на входе в экстрактор 60^оС. Температуры в верхней и нижней отстойных зонах экстрактора 77 и 60^оС соответственно. Давление в экстракторе 3628442 Н/м². Из экстрактора выводят 0,028 м³/с раствора деасфальтизата и 0,0069 м³/с асфальтеносодержащей дисперсной системы. Отбор деасфальтизата с коксовым числом 1,08 мас. цветом 5,5 ед. ЦНТ, плотностью ₄²⁰ 911 кг/м³, кинематической вязкостью при 100^оС 24,0 сСт, составляет 1,875 кг/с или 25,3% от гудрона. Температура размягчения асфальта 35,5^оС.

Подача предварительно приготовленной смеси сниженного пропана с гудроном между границей раздела фаз и контактными устройствами позволяет при пониженной на 22,5% подача пропана увеличить отбор деасфальтизата с 23,4 до 25,3% или на 1,9 об. (8,2 отн.). При этом кинематическая вязкость деасфальтизата при 100^оС повышается с 21,8 до 24,0 сСт или на 10% коксовое число снижается с 1,1 до 1,08 мас. или на 1,8% цвет улучшается с 8,0 до 5,5 ед. ЦНТ или на 45,5% Улучшение свойств деасфальтизата достигнуто при пониженной на четыре градуса температуре в верхней отстойной зоне экстрактора. Температура размягчения асфальта повышается с 31 до 35,5^оС или на 14,5%

Повышение отбора деасфальтизата, снижение коксового числа, улучшение его цвета и повышение температуры размягчения асфальта свидетельствуют о более полном растворении мальтенов гудрона, чем по прототипу.

П р и м е р 2. Деасфальтизацию гудрона товарной смеси западносибирских нефтей по прототипу пропаном проводят на промышленной установке по прототипу. Предварительно приготовленную смесь пропана с гудроном вводят в экстрактор по линии подачи пропана между границей раздела фаз с контактными устройствами. Подача гудрона с температурой 127^оС составляет 0,0074 м³/с, а пропана с температурой 55^оС 0,028 м³/с. Объемное соотношение пропана к гудрону составляет 3,7: 1. Температура смеси на входе с экстрактор 57^оС. Температуры в верхней и нижней отстойных зонах экстрактора 76 и 59^оС соответственно. Давление в экстракторе 3608828 Н/м². Из экстрактора выводят 0,029 м³/с раствора деасфальтизата и 0,008 м³/с асфальтеносодержащей дисперсной системы. Отбор деасфальтизата с коксовым числом 1,0 мас. цветом 6,5 ед. ЦНТ, кинематической вязкостью при 100^оС 23,9 сСт, составляет 1,903 кг/с или 27,5% от гудрона. Температура размягчения асфальта 36,0^оС.

Подача предварительно приготовленной смеси сжиженного пропана с гудроном между границей раздела фаз и контактными устройствами позволяет при пониженной на 20% подаче пропана увеличить отбор деасфальтизата с 23,4 до 27,5% или на 4,1 мас. (17,5 отн.). При этом кинематическая вязкость деасфальтизата при 100^оС повышается с 21,8 до 23,9 сСт или на 9,6% коксовое число снижается с 1,1 до 1,0 мас. или на 11% цвет улучшается с 8,0 до 6,5 ед. ЦНТ или на 23% Улучшение свойств деасфальтизата достигнуто при пониженной на четыре градуса температуре в верхней отстойной зоне экстрактора. Температура размягчения асфальта повышается с 31 до 36^оС или на 16,1%

Повышение отбора деасфальтизата, снижение коксового числа, улучшение его цвета и повышение температуры размягчения асфальта свидетельствуют о более полном растворении мальтенов гудрона.

П р и м е р 3. Деасфальтизацию гудpона товарной смеси западносибирских нефтей по прототипу пропаном проводят на промышленной установке по прототипу. Предварительно приготовленную смесь гудрона с пропаном вводят в экстрактор по линии подачи пропана между границей раздела фаз и контактными устройствами. Подача гудрона с температурой 110^оС составляет 0,0074 м³/с, а пропана с температурой 55^оС 0,026 м³/с. Объемное соотношение пропана к гудрону составляет 3,5: 1. Температура смеси на входе в экстрактор 51^оС. Температуры в верхней и нижней отстойных зонах экстрактора 76 и 53^оС соответственно. Давление в экстракторе 3608828 Н/м². Из экстрактора выводят 0,030 м³/с раствора деасфальтизата и 0,006 м³/с асфальтеносодержащей дисперсной системы. Отбор деасфальтизата с коксовым числом 0,95 мас. цветом 6,5 ед. ЦНТ, кинематической вязкостью при 100^оС 24,0 сСт, составляет 2,01 кг/с или 29,0% от гудрона. Температура размягчения асфальта 39^оС.

Подача предварительно приготовленной смеси сжиженного пропана с гудроном между границей раздела фаз и контактными устройствами позволяет увеличить отбор деасфальтизата с 23,4 до 29,0% или на 5,6 абс. (23,9 отн.) при пониженном на 13,4% расходе пропана. При этом кинематическая вязкость деасфальтизата при 100^оС повышается с 21,8 до 24,0 сСт или на 10% коксовое число снижается с 1,1 до 0,95 мас. или на 15,8% цвет улучшается с 8, до 6,5 ед. ЦНТ или на 23% Улучшение свойств деасфальтизата достигнуто при пониженной на четыре градуса температуры в верхней отстойной зоне экстрактора. Температура размягчения асфальта повышается с 31 до 39^оС или на 25,8%

Увеличение отбора деасфальтизата, снижение коксового числа, улучшение его цвета и повышение температуры размягчения асфальта свидетельствуют о более полном растворении мальтенов гудрона.

Подача предварительно приготовленной смеси нефтяного остатка со сжиженным сольвентом межу границей раздела фаз и контактными устройствами имеет следующие преимущества:

расход сжиженного сольвента сокращается на 13,4-22,5% что позволяет уменьшить энергозатраты на его регенерацию и увеличить загрузку экстрактора по нефтяному остатку;

снижается засорение контактных устройств механическими примесями и продуктами уплотнения, содержащимися в нефтяном остатке и образующихся в процессе деасфальтизации. Это приводит к повышению массообменной эффективности контактных устройств и позволяет сократить затраты ручного труда на их чистку;

расширяется диапазон температур регулирования отбора и свойств деасфальтизата;

отбор деасфальтизата увеличивается на 8,1-23,9 отн. за счет более полного растворения мальтенов нефтяного остатка;

улучшаются свойства деасфальтизата (цвет, коксуемость, вязкость) и асфальта (температура размягчения) за счет более полного растворения мальтенов нефтяного остатка, расширения диапазона температур работы экстрактора и повышения массообменной эффективности контактных устройств;

смешение нефтяного остатка со всей массой сжиженного сольвента исключает возможность вскипания последнего, вызывающее гидравлические удары в экстракторе, приводящие к ухудшению его герметичности;

за счет более высокого качества деасфальтизата увеличиваются производительности, улучшаются отборы и свойства продуктов переработки деасфальтизата на установках его селективной очистки и депарафинизации.