СПОСОБ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ Российский патент 2004 года по МПК C10G21/14 

Изобретение относится к способам деасфальтизации нефтяных остатков углеводородными растворителями для получения остаточного сырья для масляного производства или процесса каталитического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ деасфальтизации гудрона, включающий смешение гудрона с растворителем при сверхкритическом давлении с последующей экстракцией при сверхкритическом давлении, регенерацию растворителя из деасфальтизатного и асфальтового растворов в сепараторах при сверхкритических условиях по отношению к растворителю, отпарку остатков растворителя в отпарных колоннах и сжижение газообразного растворителя газовым компрессором (Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1990, №11, с.92).

Недостатками этого способа являются сложность процесса и большие энергозатраты из-за использования серии аппаратов (смесителя, экстракционной колонны, сепараторов), работающих при сверхкритических давлениях, а также газового компрессора.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ деасфальтизации нефтяных остатков, включающий экстракцию нефтяных остатков легкими углеводородными растворителями, регенерацию растворителя из деасфальтизатного раствора в сепараторе при сверхкритических условиях по отношению к растворителю, а из асфальтового раствора путем нагрева и испарения, отпарку водяным паром остатков растворителя из асфальта и деасфальтизата в отпарных колоннах с последующим сжатием газообразной части растворителя струйным компрессором, рабочим телом в котором является поток растворителя, выводимый из сепаратора (Патент РФ №2136720, БИ №25, 1999).

Недостатками этого способа являются: а) высокое остаточное давление в отпарных колоннах, в связи с чем для полного удаления остатков растворителя из деасфальтизата и асфальта требуется подавать в колонны большое количество водяного пара; б) низкое давление в потоке растворителя на выходе из струйного компрессора, что требует применения более низкотемпературного охлаждающего агента на конденсаторах - холодильниках (особенно в процессе пропановой деасфальтизации, в котором температура конденсации пропана при достигаемых давлениях близка к температуре охлаждающей воды). Кроме того, используемый при этом струйный компрессор должен работать в области, близкой к расчетной степени сжатия, что приводит к его неустойчивой работе при возможных колебаниях различных параметров технологического процесса.

Предлагаемое изобретение направлено на снижение количества водяного пара, подаваемого в колонны для отпарки остатков растворителя от целевых продуктов, и на стабилизацию работы системы компремирования растворителя, что позволит снизить энергопотребление по процессу в целом.

Это достигается тем, что в способе деасфальтизации нефтяных остатков, включающим экстракцию нефтяных остатков легкими углеводородными растворителями, регенерацию растворителя из деасфальтизатного раствора в сепараторе при сверхкритических условиях по отношению к растворителю, а из асфальтового раствора путем нагрева и испарения, отпарку водяным паром остатков растворителя из деасфальтизата и асфальта в отпарных колоннах с последующим сжатием газообразной части растворителя струйным компрессором, рабочим телом которого является поток растворителя, выводимый из сепаратора, перед сжатием газообразной части потока растворителя струйным компрессором, рабочим телом которого является поток растворителя, выводимый из сепаратора, предварительно осуществляют его сжатие в дополнительном струйном компрессоре, рабочим телом которого является весь или часть потока растворителя, полученного в испарителях при регенерации его из асфальтового и деасфальтизатного растворов.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Нефтяной остаток, например гудрон, подвергают экстракции в экстракционной колонне 1. Сверху колонны выводят деасфальтизатный раствор, который подают насосом 2 через теплообменник 3 и пароподогреватель 4 в сепаратор 5, работающий при сверхкритических условиях, для осуществления регенерации основной массы растворителя. Выводимый из сепаратора 5 поток растворителя направляют в теплообменники 3 и 6, где он отдает избыток тепла деасфальтизатному и асфальтовому растворам, выводимым из экстракционной колонны, и далее поступает в струйный компрессор 15, где он используется в качестве рабочего тела. Снизу сепаратора 5 выводится деасфальтизатный раствор и направляется в испаритель 8 для удаления остатков растворителя путем однократного испарения. Снизу экстракционной колонны 1 выводится асфальтовый раствор, который подают через теплообменник 6 и печь 9 в испаритель 10 для отделения растворителя. Сверху испарителя 10 выводят пары растворителя. Снизу испарителя 10 выводят асфальт с остатками растворителя. Деасфальтизат и асфальт из испарителей 8 и 10 подвергают отпарке в отпарных колоннах 11 и 12 соответственно. При этом снизу колонны 11 выводят целевой продукт - деасфальтизат, а снизу колонны 12 - асфальт. Потоки газообразного растворителя и водяного пара из колонн 11 и 12 соединяются и промываются в конденсаторе смешения 13 для отделения водяного пара и далее подаются в струйный компрессор 14 для сжатия. В качестве рабочего тела в струйном компрессоре 14 используют объединенный поток паров растворителя, отделенный от деасфальтизатного и асфальтового растворов в испарителях 8, 10. Поток паров, сжатых в струйном компрессоре 14, направляют в струйный компрессор 15 для доведения давления паров растворителя до давления конденсации. После струйного компрессора 15 сжатый поток растворителя охлаждается в конденсаторе - холодильнике 16 и стекает в емкость растворителя 17, откуда забирается насосом 7 и направляется в экстракционную колонну 1.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Гудрон с коксуемостью 16,2% и расходом 30,64 т/ч подают в экстракционную колонну, куда также подают растворитель - пропан в количестве 67,12 т/ч. После проведения экстракции при температуре верха колонны 75-85°С, температуре низа колонны 55-65°С и давлении в колонне 3,6-4,0 МПа, сверху колонны выводят деасфальтизатный раствор (68,78 т/ч), а снизу - асфальтовый раствор (28,98 т/ч).

Разделение деасфальтизатного раствора осуществляется в сепараторе при температуре 115-125°С и давлении 4,7-4,9 МПа. Из сепаратора выводят верхнюю фазу растворителя в количестве 56,0 т/ч, которую после охлаждения используют в качестве рабочего тела в струйном компрессоре 15 и далее через конденсатор - холодильник подают в емкость растворителя. Остатки растворителя отбирают от деасфальтизата в испарителе и далее в отпарной колонне, снизу которой выводят деасфальтизат в количестве 9,19 т/ч. Количество пропана, поступающего на компрессию, 0,60 т/час. Разделение асфальтового раствора, выводимого снизу экстракционной колонны, осуществляют после его нагрева в теплообменнике и печи в испарителе при 210-220°С и 1,8-2,0 МПа. В этих условиях сверху испарителя выводится 7,14 т/ч пропана. Остатки растворителя отпаривают от асфальта в отпарной колонне, сверху которой выводят 0,39 т/ч пропана, а снизу - 21,45 т/ч асфальта. Давление в отпарных колоннах деасфальтизата и асфальта поддерживается на уровне 0,15-0,20 МПа, общий расход водяного пара на отпарку в колоннах составляет 0,6 т/ч. Поток смеси пропана и водяного пара из отпарных колонн соединяют и направляют в конденсатор смешения, где пропан отделяют от воды, и далее его подают в струйный компрессор 14, где сжимают до давления 0,5-0,7 МПа. Объединенный поток пропана после струйного компрессора 14 входит в струйный компрессор 15 и окончательно сжимается до давления 1,8-2,0 МПа.

Примеры 2 и 3. Тот же гудрон, что в примере 1, подвергли деасфальтизации согласно заявляемой технологии, но в качестве растворителя использовали бутан (пример 2) и смесь пропана и бутана (пример 3). Условия осуществления процесса, сведения о материальных потоках по примерам 1-3 даны в таблице.

Пример 4 (прототип). Тот же гудрон, что в примерах 1-3, с расходом 30,64 т/ч подают в экстракционную колонну, куда также подают растворитель - пропан в количестве 67,12 т/ч. После проведения экстракции при температуре верха колонны 75-85°С, температуре низа колонны 55-65°С и давлении в колонне 3,6-4,0 МПа, сверху колонны выводят деасфальтизатный раствор (68,78 т/ч), а снизу - асфальтовый раствор (28,98 т/ч).

Разделение деасфальтизатного раствора осуществляют в сепараторе при температуре 115-125°С и давлении 4,7-4,9 МПа. Из сепаратора выводят верхнюю фазу растворителя в количестве 56,00 т/ч, которую после охлаждения направляют в струйный компрессор и далее в емкость растворителя. Давление в емкости растворителя поддерживается на уровне 1,7 МПа. Остатки растворителя (0,60 т/ч) отпариваются в отпарной колонне, снизу которой выводят деасфальтизат в количестве 9,19 т/ч. Разделение раствора, выводимого снизу экстракционной колонны, осуществляют после его нагрева в испарителе при 210-220°С и 1,8-2,0 МПа. В этих условиях сверху испарителя выводится 7,14 т/ч пропана. Остатки растворителя отпаривают от асфальта в отпарной колонне, сверху которой выводят 0,39 т/ч пропана, а снизу 21,45 т/ч асфальта. Давление в отпарных колоннах поддерживается 0,2-0,3 МПа, общий расход водяного пара на отпарку в колоннах составляет 1,2 т/ч. Поток пропана из отпарных колонн соединяют и после отделения от водяного пара в конденсаторе смешения направляют в струйный компрессор, где он дожимается до давления 1,7-1,9 МПа. Весь растворитель собирают в емкости растворителя и возвращают на стадию экстракции.

Примеры 5 и 6. Тот же гудрон, что в примерах 1-3, подвергали деасфальтизации бутаном (пример 5) и смесью пропан-бутан (пример 6). Условия осуществления процесса, материальные потоки по примерам 4-6 даны в таблице.

Предлагаемый способ деасфальтизации нефтяных остатков позволит снизить давление в отпарных колоннах, тем самым сократить потребление водяного пара на стадии отпарки деасфальтизата и асфальта, проводить процесс деасфальтизации без особых требований к охлаждающим агентам, применяемым для захолаживания растворителя (воздух, вода) и обеспечить более устойчивый и стабильный режим работы системы компремирования. Все эти преимущества позволят снизить энергопотребление по процессу в целом.

Использование: в нефтеперерабатывающей промышленности для получения остаточного сырья для масляного производства или процесса каталитического крекинга. Сущность: нефтяные остатки экстрагируют легкими углеводородными растворителями, затем проводят регенерацию растворителя из деасфальтизатного раствора в сепараторе при сверхкритических условиях по отношению к растворителю и регенерацию растворителя из асфальтового раствора путем однократного испарения, отпарку водяным паром остатков растворителя из деасфальтизата и асфальта в отпарных колоннах. Газообразную часть растворителя из отпарных колонн подают в струйный компрессор, рабочим телом которого является поток растворителя, полученного в испарителях при регенерации его из асфальтового и деасфальтизатного растворов, с последующим сжатием и сжижением растворителя струйным компрессором, рабочим телом которого является поток растворителя, выводимый из сепаратора. Технический результат - снижение давления в отпарных колоннах, что сокращает потребление водяного пара на стадии отпарки деасфальтизата и асфальта и обеспечивает более устойчивый и стабильный режим работы системы компремирования, что позволяет снизить энергопотребление по процессу в целом. 1 ил., 1 табл.

Способ деасфальтизации нефтяных остатков путём экстракции нефтяных остатков лёгкими углеводородными растворителями с последующей регенерацией растворителя из деасфальтизатного раствора в сепараторе при сверхкритических условиях по отношению к растворителю, регенерации растворителя из асфальтового раствора путём однократного испарения, отпарки водяным паром остатков растворителя из деасфальтизата и асфальта в отпарных колоннах с последующим сжатием газообразной части растворителя струйным компрессором, отличающийся тем, что газоообразную часть растворителя из отпарных колонн предварительно подают в дополнительный струйный компрессор, рабочим телом которого является поток растворителя, полученного в испарителях при регенерации его из асфальтового и деасфальтизатного растворов, с последующим сжатием и сжижением растворителя струйным компрессором, рабочим телом которого является поток растворителя, выводимый из сепаратора.