СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПАРАФИНО-СМОЛИСТО-АСФАЛЬТЕНОВЫХ НЕФТЕЙ К ТРАНСПОРТУ И ПЕРЕРАБОТКЕ Российский патент 1997 года по МПК E21B37/06 E21B43/34 

Изобретение относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при подготовке нефти на пунктах сбора к транспорту и переработке.

Известный способ подготовки парафино-смолисто-асфальтеновых нефтей к транспорту и переработке, включающий введение в нефть добавки, нагрев нефти и отделение парафино-асфальто-смолистого конгломерата [1] В качестве добавки используют легкие углеводородные растворители и газы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ подготовки парафино-смолисто-асфальтеновых нефтей к транспорту и переработке, включающий введение в нефть добавки, нагрев нефти и отделение парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата [2]
В известном способе осаждение асфальтенов из "остатка" после атмосферной и вакуумной разгонки осуществляется непрерывно путем экстракции в вертикальном экстракторе с использованием легкого бензина при температуре 125^oC160^oC. В соответствии с технологической схемой установки гудрон смешивается в смесителе с растворителем и подается в колонну, где происходит обработка сырья с разделением на деасфальтизат и асфальтизат. Из верха колонны выводят деасфальтизат в смеси с растворителем, из низа асфальт с увлекаемым им растворителем.

Недостатками аналога и прототипа является то, что они требуют использования больших объемов добавки легких углеводородных компонентов (более 5 объемов на 1 объем нефти), что делает способ дорогим. Отделение легких углеводородов от нефти осуществляется на ректификационных колоннах и является материало- и энергоемким процессом.

Целью изобретения является улучшение качества нефти и упрощение способа ее облагораживания путем удаления вредных примесей.

Указанная цель достигается тем, что в способе подготовки парафино-смолисто-асфальтеновых нефтей к транспорту и переработке, включающем введение в нефть добавки, нагрев нефти и отделение парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата, в качестве добавки используют высокомолекулярный парафин, а его введение в нефть осуществляют при температуре выше температуры плавления парафина до получения насыщенного раствора, а выделение парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата осуществляют охлаждением раствора до температуры ниже температуры насыщения нефти парафином, циклы извлечения парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата повторяют до необходимой степени его извлечения, после чего отделяют смолисто-асфальтеновый концентрат от парафина.

В настоящее время с целью расширения ресурсов углеводородного сырья вовлекаются в разработку месторождения высоковязких парафино-смолисто-асфальтеновых нефтей, которые могут также содержат серу и металлы. Присутствующие в таких нефтях соединения серы и металлов, особенно ванадия, является причиной осложнений при их транспорте и переработке, поскольку оказывают корродирующее действие на трубопроводное и нефтеперерабатывающее оборудование, снижая их сроки службы, а также обусловливают сильное загрязнение окружающей среды вредными летучими окислами, образующимися в процессе переработки нефтей и использования нефтепродуктов. В этой связи возникает необходимость проведения деметаллизации и обессеривания нефтей, что требует дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат на облагораживание такого сырья.

Поскольку соединения серы и металлов концентрируются, главным образом, в высокомолекулярных фракциях смол и асфальтенов (см. чертеж), задача извлечения указанных элементов, в частности ванадия, сводится к отделению от нефти ее тяжелой части в виде парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата.

Способ осуществляется следующим образом.

Выделение тяжелого остатка из сырой нефти в предлагаемом технологическом решении осуществляется на стадии подготовки нефти за счет процессов абсорбции смолисто-асфальтеновых веществ на специально добавляемых высокомолекулярных парафинах и совместного их осаждения с последними при охлаждении системы от температуры плавления парафинов (Т_пл) до температуры насыщения нефти парафином (Т_нас).

Технологический процесс включает получение смеси парафина и обрабатываемой нефти, ее разогрев до температуры выше температуры плавления твердых парафинов (>70^oC), механическое перемешивание, ступенчатое охлаждение от 70^oC до температуры ниже температуры насыщения нефти парафином (T_нас ^oC), сбор выделившегося конгломерата и разделение его на асфальто-смолистый концентрат и парафин.

Техническое решение процесса осуществляется при помощи установки, представляющей собой емкость с заранее подготовленным раствором парафина в нефти при температуре 70^oC, в которую на 1/2 диаметра погружен медленно вращающийся полый металлический барабан с циркулирующей внутри него для охлаждения водой.

На поверхности цилиндра осаждается конгломерат, представляющий собой смесь парафинов и выделившихся совместно с ними смолисто-асфальтеновых компонентов, концентрирующих в своем составе металло- и сероорганические соединения. Выделившийся конгломерат при вращении удаляется с поверхности цилиндра механическим скребковым устройством. В дальнейшем парафин из конгломерата можно выделить известным способом "потения". Выделившаяся смолисто-асфальтеновая часть направляется на дальнейшую переработку с целью извлечения металло- и серосодержащих соединений.

Полученный таким методом смолисто-асфальтеновый концентрат содержит все входящие в сырую нефть металло- и сероорганические соединения порфирины, сульфоны, сульфоксиды, тиоэфиры и т.д. которые после извлечения могут использоваться в различных отраслях хозяйства.

Пример.

Нефть Южно-Филипповского месторождения Ульяновской области из скважины 16 с вязкостью 281,6 сПз при 20^oC и 50,5 мПа•с при 50^oC соответственно, содержанием парафина 3,5% и с добавленным к ней парафином 6,5% выдерживается около часа при 70^oC и постоянном перемешивании. Затем в нее погружается на 6 мин холодный вращающийся цилиндр, на котором при T^o 35^oC выпадает смолисто-асфальтеновый конгломерат, удаляемый впоследствии скребковым устройством.

Содержание соединений ванадия в исходной смеси 685 г/т. В концентрате - 757 г/т и в оставшейся смеси 651 г/т определялось методом электронного парамагнитного резонанса. Количество серы в тех же образцах по данным элементного анализа с помощью Carlo Erba Instruments EA-1108 4,75% в исходной смеси, 5,16% в концентрате, 4,22% в оставшейся смеси (см. табл.).

Для увеличения эффективности метода производятся повторные осаждения парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата до достижения требуемого по нормативам содержания серы и ванадия в нефти, сдаваемой на транспорт или нефтепереработку.

Многократное выделение парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата позволяет упростить способ за счет устранения трудоемких процессов на ректификационных колоннах, является более экономичным за счет использования в качестве добавки парафина, позволяет заметно снизить концентрацию соединений металлов и серы в нефти, метод достаточно удобен и экономичен для улучшения товарных свойств нефти. Полученный таким способом асфальто-смолистый остаток с повышенным содержанием серы и ванадия может служить дополнительным источником сырья при получении в промышленности ванадия и серы, т.к. этот остаток является обогащенным "полупродуктом".

Источники информации.

1. Маликов Ф.Х. Дорина Л.И. Берг Г.А. Подготовка остатков сернистых нефтей к гидрообессериванию путем деасфальтизации. В сб. Гидрообессеривание остаточного нефтяного сырья. ЦНИИТЭнефтехим. М. 1978, с. 5-13.

2. Требин Г.Ф. Капырин Ю.В. Савинихина А.В. О предотвращении выпадения из нефти парафина в процессе разработки месторождений. Нефтяное хозяйство, 1970, N 10, с. 31-34 (прототип).

Использование: подготовка нефти на пунктах сбора к транспорту и переработке и может быть использовано в нефтедобывающией промышленности. Сущность: способ предусматривает введение в нефть высокомолекулярного парафина при температуре выше температуры плавления парафина до получения насыщенного раствора, введение парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата осуществляют охлаждением раствора до температуры насыщения нефти парафином, циклы извлечения парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата повторяют до необходимой степени очистки, после чего отделяют смолисто-асфальтеновый концентрат от парафина. 1 ил., 1 табл.

Способ подготовки парафино-смолисто-асфальтеновых нефтей к транспорту и переработке, включающий введение в нефть добавки, нагрев нефти и отделение парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата, отличающийся тем, что в качестве добавки используют высокомолекулярный парафин, а его введение в нефть осуществляют при температуре выше его плавления до получения насыщенного раствора, перед отделением парафино-смолисто-асфальтенового конгломерата нефть охлаждают до температуры ниже температуры насыщения нефти парафином.