СПОСОБ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ ГУДРОНА Российский патент 2008 года по МПК C10G21/14 

Изобретение относится к способам деасфальтизации гудронов (тяжелых нефтяных остатков вакуумной перегонки мазутов) пропаном для получения компонентов остаточных базовых масел и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен [«Карманный справочник нефтепереработчика». Под ред. М.Г.Рудина и др. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2004, с.185-188] способ деасфальтизации гудрона путем его подачи в среднюю часть экстрактора, в нижнюю часть которого подается пропан, с образованием растворов деасфальтизата и асфальта и последующей стадии регенерации растворителей с получением деасфальтизата и асфальта.

К недостаткам известного способа относятся недостаточно высокий выход деасфальтизата и высокие энергозатраты при его получении.

Известны способы деасфальтизации нефтяных остатков [а.с. СССР №1281586, кл. С10G 21/14, 1987, патент РФ №2089591, кл. 6 С10G 21/1, 1995] путем смешения гудрона и пропана вне экстрактора и подачи смеси в экстрактор.

Недостатками известных способов является недостаточно эффективное смешение гудрона с пропаном перед подачей смеси в экстрактор.

Известны способы деасфальтизации нефтяных остатков (Гольдберг Д.О., Крейн С.Э. Смазочные масла из нефтей восточных месторождений, М.: Химия, 1972, с.64), согласно которым повышение эффективности процесса деасфальтизации достигается путем увеличения поверхности соприкосновения фаз за счет наличия в экстракторе деасфальтизации тарелок различной конструкции.

К недостаткам данных известных способов можно отнести следующие моменты процесса: поступление в экстрактор сырьевой смеси неоднородной консистенции, состоящей из крупных капель гудрона, что снижает общую площадь массообмена, имеет высокую скорость осаждения. Эти факторы не только уменьшают отбор деасфальтизата, но и способствуют образованию отложений на внутренних устройствах экстракторов.

Наиболее близким к изобретению является способ деасфальтизации [Нефтегазовые технологии, 2003 г., №2, с.91], согласно которому остаточное сырье (например, гудрон), смешанное при повышенных температуре и давлении в смесителе с углеводородным растворителем (от пропана до гексана), поступает в экстрактор (сепаратор асфальтенов). В нем растворитель, подаваемый противотоком сырью, извлекает из последнего более легкие компоненты с получением раствора деасфальтизата. Из нижней части экстрактора выводят раствор асфальта. После регенерации растворителя из растворов его насосом возвращают на смешение с остаточным сырьем.

Недостатками способа, принятого за прототип, является невысокий выход деасфальтизата из-за недостаточно эффективного смешения гудрона с пропаном перед подачей смеси в экстрактор и непосредственно в самом экстракторе из-за высокой вязкости сырья.

Целью изобретения является увеличение выхода деасфальтизата.

Поставленная цель достигается способом деасфальтизации гудрона, согласно которому гудрон смешивают с легким углеводородным растворителем в смесителе. Смесь гудрона с растворителем после смесителя проходит через гомогенизатор, содержащий распределительную тарелку с 7-11 отверстиями диаметром 20-30 мм каждое, где при температуре 118-128°С и давлении 3,6-4,5 МПа образуется однородная мелкодисперсная фаза.

Гомогенизированная смесь поступает в экстрактор для экстракции с получением растворов асфальта и деасфальтизата, последующей регенерации растворителя из растворов и его возврата на смешение с гудроном.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа по сравнению со способом, принятым за прототип, является прохождение полученной в смесителе смеси гудрона с растворителем через гомогенизатор, содержащий распределительную тарелку с 7-11 отверстиями диаметром 20-30 мм каждое, где при температуре 118-128°С и давлении 3,6-4,5 МПа образуется однородная мелкодисперсная фаза.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».

Способ осуществляют следующим образом. Сырье - гудрон с температурой не менее 130°С направляют в смеситель, где он смешивается с углеводородным растворителем (чаще всего - с пропаном), имеющим температуру не выше 46°С в объемном соотношении 1,5-2,5:1. Количество пропана, подаваемого в смеситель, не должно превышать 5-10 об.% от общего объема пропана, подаваемого в экстрактор, чтобы не нагружать отстойную зону экстракторов

После смесителя смесь гудрона с пропаном с температурой 118-128°С и давлением 3,6-4,5 МПа проходит через гомогенизатор, содержащий распределительную тарелку с 7-11 отверстиями диаметром 20-30 мм каждое (см. чертеж). Образовавшаяся однородная мелкодисперсная фаза после охлаждения в воздушном холодильнике до температуры не выше 100°С подается на верх экстрактора. В низ экстрактора подают основной объем пропана (90-95 об.%).

Деасфальтизация гудрона жидким пропаном протекает при давлении 3,6-4,0 МПа, температуре верха 65-80°С, низа 50-70°С, соотношении пропан: сырье 5-6:1,0 (об.). В результате деасфальтизации в контакторе образуются два слоя: верхний слой - раствор деасфальтизата, нижний слой - раствор асфальта. Раствор асфальта с низа контактора и раствор деасфальтизата с верха контактора направляются на блок регенерации пропана, откуда выводят деасфальтизат, асфальт и регенерированный пропан. Последний рециркулируют на смешение с гудроном.

Анализ известных технических решений по способам деасфальтизации нефтяных остатков позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявленного способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованиям изобретательского уровня.

Преимущества предлагаемого способа показаны в нижеприведенных примерах.

Пример 1

Сырье - гудрон с куба колонны вакуумной перегонки мазута смеси восточных нефтей (вязкость условная при 80°С 73 сек до 500°С выкипает 9%) с температурой 150°С направляют в смеситель, где он смешивается с пропаном, имеющим температуру 45°С, в объемном соотношении 2,0:1. Количество пропана, подаваемого в смеситель, составляет 10 об.% от общего объема пропана, подаваемого в экстрактор.

После смесителя смесь гудрона с пропаном с температурой 120°С и давлением 4,0 МПа проходит через гомогенизатор, содержащий распределительную тарелку с 7 отверстиями диаметром 25 мм каждое. Образовавшаяся однородная мелкодисперсная фаза после охлаждения в воздушном холодильнике до температуры 90°С подается на верх экстрактора. В низ экстрактора подают основной объем пропана (90 об.%).

Деасфальтизация гудрона жидким пропаном протекает в экстракторе при давлении 4,0 МПа, температуре верха 79°С, низа 69°С, соотношении пропан: сырье 6:1 (об.). В результате деасфальтизации в экстракторе образуются два слоя: верхний слой - раствор деасфальтизата, нижний слой - раствор асфальта. Раствор асфальта с низа экстрактора и раствор деасфальтизата с верха экстрактора направляются на блок регенерации пропана, откуда выводят деасфальтизат (выход 28,3 мас.% на гудрон, коксуемость 0,84 мас.%), асфальт и регенерированный пропан. Последний рециркулируют на смешение с гудроном.

Пример 2 (прототип)

Деасфальтизацию гудрона осуществляют в условиях примера 1 за исключением того, что после смесителя отсутствует гомогенизатор. Выход деасфальтизата с коксуемостью 0,91 мас.% составил 24,6 мас.% на гудрон.

Проведение деасфальтизации согласно предлагаемому способу позволяет увеличить отбор деасфальтизата с 24,6 до 28,3 мас.% (на 15 отн.%). Достигаемый положительный эффект объясняется тем, что при отсутствии гомогенизатора в экстрактор поступает сырьевая смесь неоднородной консистенции, состоящая из крупных капель гудрона, т.е. общая площадь массообмена невысокая. Крупные капли гудрона имеют более высокую скорость осаждения, что приводило к снижению отбора деасфальтизата из-за ухудшения процесса массообмена и образованию отложений на внутренних устройствах экстракторов. При работе с гомогенизатором, расположенным после смесителя, в экстрактор поступает мелкодисперсная фаза, при этом площадь массообмена увеличивается и возрастают отборы.

Наличие гомогенизатора после смесителя позволяет также снизить вязкость охлаждаемой смеси за счет ее однородности и соответственно увеличить коэффициент теплопередачи на воздушном холодильнике, что дает возможность увеличить загрузку установки по гудрону. При этом также повышается эффективность взаимодействия пропана с гудроном вне экстрактора и в результате процесс деасфальтизации гудрона жидким пропаном в экстракторах интенсифицируется.

Использование: в нефтеперерабатывающей промышленности. Сущность: гудрон смешивают с легким углеводородным растворителем в смесителе. Смесь гудрона с растворителем после смесителя проходит через гомогенизатор, содержащий распределительную тарелку с 7-11 отверстиями диаметром 20-30 мм каждое, и поступает на экстракцию в экстрактор с получением растворов асфальта и деасфальтизата с последующей регенерацией растворителя из растворов и возвратом его на смешение с гудроном. Технический результат - увеличение выхода деасфальтизата. 1 ил.

Способ деасфальтизации гудрона путем смешения его с легким углеводородным растворителем в смесителе, экстракции в экстракторе с получением растворов асфальта и деасфальтизата, последующей регенерации растворителя из растворов и его возврата на смешение с гудроном, отличающийся тем, что смесь гудрона с растворителем после смесителя проходит через гомогенизатор, содержащий распределительную тарелку с 7-11 отверстиями диаметром 20-30 мм каждое.