СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БИТУМИНОЗНЫХ ПЕСЧАНИКОВ Российский патент 1997 года по МПК C10G1/04 

Изобретение относится к способам извлечения тяжелых нефтей (битумов) из битуминозных песчаников экстракцией углеводородными растворителями и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известные способы извлечения нефтей из битуминозных песчаников патент США, N 1189354, 30.10.85 г. авт.св. N 371267 5.03.86 г. основаны на многостадийном извлечении битумов из песчаника с использованием различных углеводородных растворителей.

Недостатками данных способов являются многостадийность, трудоемкость, нерентабельность и повышенная пожароопасность в работе.

Наиболее близким к предлагаемому способу относится способ, описанный в авт.св. N 401699 12.10.73 г. Старшова И.М. Газизулина Р.Г.Фахриева А.М.

Согласно описанию экстрагирование битума из песчаника ведут с использованием бензина или лигроина. Степень извлечения ими нефти составляет 80 85% от его максимального содержания в песчанике. После экстракции растворитель регенерируют в обычных испарительных аппаратах и возвращают в цикл для экстракции нефти из новой партии битуминозного песчаника. Растворитель, выделенный при осушке экстрагированного песчаника, также возвращается в цикл. Извлеченная таким способом, тяжелая нефть используется по назначению, а порода применяется в качестве сырья для производства строительных материалов.

Недостатки прототипа. 1. В качестве растворителей используются ценные нефтяные продукты. 2 Данные растворители представляют собой пожароопасные и легковоспламеняющиеся жидкости. 3. Из-за быстрой испаряемости растворителей, связанной с низкой температурой фракционирования их, образуются нетехнологические потери.

Цель изобретения замена растворителей, бензина и лигроина на недорогой, легкодоступный и менее пожароопасный углеводородный растворитель и уменьшение нетехнологических потерь от испарения.

Поставленная цель достигается тем, что для извлечения тяжелой нефти из битуминозного песчаника, содержащего нефть от 3 до 10 мас. в качестве экстрагирующей жидкости используют смесь α-олефинов, получаемую из полиэтилена, причем полиэтилена любого вида, включая отходы, и выкипающая в пределах 70 360^oC, количество смеси a-олефинов берут в зависимости от содержания нефти в песчанике от 25 до 40 мас. а экстракцию проводят при температуре 20 40^oC перемешиванием среды в реакторе в течение 30 мин.

Такое техническое решение дает следующие преимущества предлагаемого способа относительно прототипа. Во-первых, из табл. 1, в которой представлены для сравнения и оценки физико-химические и экономические показатели бензина прямой перегонки нефти и смеси a-олефинов, полученной из полиэтиленовых отходов, видно, что температура вспышки паров и температура разгонки по фракциям у смеси a-олефинов выше, чем соответствующие температуры у бензина. Это указывает на то, что смесь a-олефинов является менее пожароопасным углеводородным растворителем и имеет меньшую испаряемость, чем бензин. Во-вторых, применение смеси a-олефинов в качестве растворителя более рентабельно, чем бензина или лигроина. Это видно из того, что если в 1985 г. себестоимость 1 т смеси a-олефинов составляла почти 1/3 себестоимости бензина (по прейскурантам тех лет), то в настоящее время, с учетом быстрого роста цен на жидкие углеводородные энергоносители цена одной тонны смеси a-олефинов в десятки раз ниже, чем у одной т бензина.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Битуминозный песчаник и смесь a-олефинов берут по весу в соотношении (8 6) (2 4), загружают в реактор с мешалкой и при температуре 20 40^oC начинают перемешивать. Соотношение песчаника и растворителя было определено опытным путем с учетом гравиметрической плотности песчаника, плотности смеси a-олефинов и содержания в песчанике нефти. Поскольку известные битуминозные породы Татарии содержат обычно от 3 до 10% нефти, то данным предельным значениям были найдены соответствующие предельные количества растворителя, равные 25 и 40 мас. Время экстрагирования для любого соотношения исходных компонентов устанавливают в пределах 30 (± 5) мин. Попытки сокращения времени экстрагирования нефти из песчаника за счет повышения температуры среды выше 40^oC приводили к росту нетехнологических потерь смеси a-олефинов. Анализ данного явления показал, что рост потерь растворителя с повышением его температуры связан с ослаблением связей и понижением сил поверхностного натяжения в молекулах смеси a-олефинов и, как следствие, приводящих к повышению испаряемости ее. С окончанием операции экстрагирования приступают к операции отделения экстракта от песчаника. Процесс отделения осуществляется под вакуумом в специальной делительной воронке с мелкопористой перегородкой. После отделения экстракт подвергают простой температурной перегонке для отгонки смеси a-олефинов от тяжелой нефти, извлеченной из песчаника. Поскольку смесь a-олефинов выкипает в пределах 70 360^oC, а тяжелая нефть в пределах 360 520^oC, то отгонка растворителя осуществляется полностью. После отгонки смесь a-олефинов возвращают в новый цикл экстрагирования нефти из новой порции исходного песчаника. Извлеченная, таким образом тяжелая нефть анализируется и оформляется как товарная продукция. Часть экстракта, адсорбированная в песчанике, извлекается из него гидрофилизацией (вытеснением водой) авт.св. N 371267, 15.03.86 г. Бюл. 10. Для этого в реактор с данным песчаником заливается вода в количестве 30 40% от веса песчаника. В процессе вытеснения из песчаника экстракт всплывает над водой. Его отделяют от воды и далее также температурной перегонкой разделяют на смесь a-олефинов и тяжелую нефть. Смесь a-олефинов используется вновь как растворитель, а тяжелая нефть также оформляется как товарная продукция.

Степень извлечения тяжелой нефти экстракцией смесью a-олефинов (без гидрофилизации) из битумонасыщенного песчаника, содержащего нефть от 3 до 10% составляет 89 92% а с операцией гидрофилизации 93 96% Потери растворителя 3 4% Аналогичные показатели у прототипа, соответственно 80 - 85% и 8 10%
П Р И М Е Р 1. Исходный битуминозный песчаник с содержанием тяжелой нефти 4 мас. Растворитель смесь a-олефинов, полученная из полиэтиленовых отходов и выброшенных в утиль изделий. Физико-химические показатели смеси a-олефинов представлены в табл.1. Количество битуминозного песчаника 750 г, растворителя 250 г. Экстрагирование тяжелой нефти, отделение и отгонку растворителя проводили по вышеприведенному способу. В табл. 2 представлены результаты экстрагирования по операциям и значения, полученные по материальному балансу.

П Р И М Е Р 2. Исходный битуминозный песчаник тот же. Растворитель - бензин прямой перегонки нефти. Физико-химические показатели бензина представлены в табл 1. Количество песчаника 750 г, растворителя 250 г. Условия проведения опыта аналогичны вышеприведенной методике. В табл. 2 представлены результаты извлечения тяжелой нефти из песчаника и значения, полученные по материальному балансу.

П Р И М Е Р 3. Исходный битуминозный песчаник с содержанием тяжелой нефти 9,1 мас. Растворитель смесь a-олефинов (по Пр. 1). Количество песчаника - 600 г, растворителя 400 г. Условия опыта аналогичны вышеприведенной методике. В таблице 2 представлены результаты извлечения тяжелой нефти из песчаника и значения материального баланса.

П Р И М Е Р 4. Исходный битуминозный песчаник тот же, что и в примере 3, растворитель бензин (по Пр. 2). Количество песчаника 600 г растворителя - 400 г. Условия проведения опыта те же, что и в примерах 1 3. В табл.2 представлены результаты извлечения тяжелой нефти из песчаника и значения материального баланса.

Как видно из табл. 2, степень извлечения тяжелой нефти из битуминозного песчаника, содержащего нефть от 3 до 10 мас. экстракцией смесь a-олефинов составляет 93 96% а потери самого растворителя от испарения 3 4% Аналогичные показатели у опытов, проведенных с бензином, составляют соответственно 84 85% (без операции гидрофилизации) и 8 10%
Таким образом результаты опытов (табл.2) показали возможность применения смеси a-олефинов, получаемой из полиэтиленовых отходов и выкипающей в интервале температур 70 360^oC, в качестве углеводородного растворителя для экстрагирования тяжелых нефтей из битумонасыщенных песчаников, содержащих нефть от 3 до 10 мас. и замены ею ценных, дорогих и пожароопасных углеводородных растворителей, как бензин и лигроин. Кроме того, показана возможность уменьшения потерь растворителя от испарения в случае использования смеси a-олефинов.

Использование: нефтехимия. Сущность изобретения: тяжелую нефть экстрагируют из битуминозных песчаников смесью альфа-олефинов, с температурой кипения 70 - 360^oС. Последние получают из полиэтилена любого вида, в том числе и полиэтиленовых отходов. Экстракцию проводят при 20 - 40^oС перемешиванием среды в течение 30 мин. При переработке песчаников, содержащих нефть в количестве 3 - 10 мас.%, количество смеси альфа-олефинов составляет 25 - 40 мас.% 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ переработки битуминозных песчаников путем экстракции из последних тяжелой нефти экстрагирующей жидкостью, отличающийся тем, что в качестве экстрагирующей жидкости используют смесь α-олефинов, получаемую из полиэтилена любого вида, в том числе из полиэтиленовых отходов и выкипающую в интервале температур 70 360^oС. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при переработке битуминозных песчаников, содержащих тяжелую нефть в количестве 3 10 мас. смесь a-олефинов используют в количестве 25 40 мас. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию проводят при температуре 20 40^oС перемешиванием среды в течение 30 мин.