СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БИТУМИНОЗНЫХ НЕФТЕЙ Российский патент 2014 года по МПК C10G7/00 C10G21/00 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам переработки битуминозных высоковязких нефтей.

К битуминозным нефтям согласно ГОСТ 51858-2002 относятся нефти с плотностью более 895 кг/м³ при 20°С /1/.

Переработка битуминозных нефтей не эффективна по классической схеме /2-5/ из-за низкого содержания или отсутствия фракций бензиновой-керосиновой-дизельных (далее светлых нефтепродуктов) и требует других подходов к переработке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и выбранным авторами в качестве прототипа является способ «Совершенствование переработки тяжелой нефти и битума» /6/. Согласно способу /6/ для переработки тяжелой нефти и битума используют процессы: деасфальтизации растворителем, каталитические процессы, замедленное коксование.

Использование каталитических и гидрокаталитических процессов для переработки битуминозных нефтей затруднено из-за высокого содержания смол, тяжелых конденсированных ароматических углеводородов, металлов. Эти соединения способствуют коксованию дорогостоящих катализаторов.

Предлагаемое изобретение рассматривает способ переработки битуминозных нефтей, который может быть использован в местах добычи битуминозных нефтей или на нефтеперерабатывающих заводах и не требует использования каталитических процессов или сложных технологий. По предлагаемому способу переработки битуминозных нефтей получают малосернистые жидкие топлива и асфальт.

Поставленный технический результат достигается использованием для переработки обезвоженных битуминозных нефтей процессов отгонки светлых нефтепродуктов и деасфальтизации. В результате получают малосернистые судовые топлива или топочные мазуты с массовой долей серы до 1%. Тяжелый остаток - асфальт может быть использован в качестве топлива для энергоблоков.

Величины отборов светлых нефтепродуктов и деасфальтизата имеют широкий диапазон. Отбор светлых нефтепродуктов 0-5% масс., отбор деасфальтизата 60-80% масс., асфальт - остальное. Состав полученного малосернистого жидкого топлива, % масс.:

- светлые нефтепродукты 0-6 - деасфальтизат 94-100

Величина отбора светлых нефтепродуктов и деасфальтизата определяется содержанием серы в получаемых продуктах. Содержание серы в компонентах и в смеси светлых нефтепродуктов и деасфальтизата не должно превышать 1% масс.

Предлагаемое изобретение рассматривается на примере переработки битуминозной нефти месторождения Коми АССР, Ярегской нефти.

Физико-химические свойства Ярегской нефти /5/:

Плотность, 20°С, кг/м³ 944,9 Вязкость, 40°С, мм²/с 86,3 Температура застывания, °С минус 10 Температура вспышки в закрытом тигле, ^оС 108 Содержание парафинов, % масс. 1,4 Содержание смол сернокислотных, % ≥50 Коксуемость, % 8,44 Содержание серы, % 1,11

Выход фракций, % масс.:

до 200°С 0,4 до 350°С 18,8

Обезвоженную битуминозную нефть направляют на блок отгонки светлых нефтепродуктов или на блок деасфальтизации. Схемой предусмотрена переработка битуминозной нефти как с отгонкой светлых нефтепродуктов на колонне К-1 (атмосферная разгонка), так и без выделения светлых нефтепродуктов, т.е. переработка битуминозной нефти только на блоке деасфальтизации.

Полученный остаток после атмосферной отгонки светлых нефтепродуктов или, если содержание светлых нефтепродуктов в исходной битуминозной нефти составляет 0-5% масс., то, минуя блок атмосферной отгонки, битуминозная обезвоженная нефть поступает на блок деасфальтизации.

Атмосферную отгонку светлых нефтепродуктов проводят в условиях:

- давление, МПа 0,20-0,25 - температура нефти на входе в колонну, °С 170-280 - температура верха, °С 120-180 - температура низа, °С 300-360 - расход пара, % масс. на сырье 0,5-1

Процесс деасфальтизации проводят в среде жидких бутанов (растворитель) при следующих технологических параметрах.

Технологический режим процесса деасфальтизации:

- объемная кратность растворитель:сырье (1,5-2):1 - температура, °С 120-130 - давление, МПа 4,0-4,5 - выход деасфальтизата на нефть, % 60-80

В таблицах 1-5 приведены физико-химические характеристики продуктов: светлых нефтепродуктов, деасфальтизата, смеси светлых нефтепродуктов с деасфальтизатом, асфальта и остатка атмосферной отгонки, полученных из Ярегской нефти.

Таблица 1 Физико-химическая характеристика светлых нефтепродуктов, полученных из Ярегской нефти № пп Показатели Фактические значения 1 Плотность при 15°С 0,840-0,850 2 Температура вспышки в закрытом тигле, °С 45-50 3 Температура застывания, °С Минус 64 4 Цетановый индекс 41 5 Содержание серы, % масс. 0,15-0,4

Таблица 2 Требования к бункеровочному топливу и качество деасфальтизата из Ярегской нефти № пп Наименование показателей Требования G/F 35 (ISO-F 8217 Directive 1999/32/ЕС) Фактическое качество деасфальтизата - бункеровочного топлива из Ярегской нефти 1 Плотность при 15°С, кг/м³ Не более 991 928 2 Вязкость кинематическая, сСт     3 - при 40°С - 185,3 4 - при 50°С 380 103,27 5 - при 100°С - 14,2 6 Температура вспышки в закр. тигле, °С Не ниже 60 144 7 Содержание общей серы, % масс. Не более 1,0 0,92 8 Коксуемость, % масс. Не более 18 3,17 9 Температура текучести/застывания, °С Не выше 27 минус 15 10 Общее кислотное число, мг КОН/г - 0,11 11 Содержание, ppm       - ванадий Не более 300 9,0   - азот - 1900   - асфальтены - Отс.   - алюминий+кремний Не более 80 55 12 Содержание воды, об.% Не более 0,5 0,2 13 Зольность, % Не более 0,15 0,037 14 Общий потенциальный остаток, % Не более 0,1 Отс.

Полученный в процессе деасфальтизации - деасфальтизат по своим характеристикам соответствует нормативным требованиям на бункеровочное топливо согласно требованиям G/F 35 (ISO-F 8217Directive 1999/32/EC) (таблица 2), смесь светлых нефтепродуктов и деасфальтизата отвечает нормативным требованиям на топлива судовые ИФО ТУ 0252-014-00044434-2001 и мазут М100 ГОСТ 10585-99 (таблица 3). Смолистый остаток - асфальт может быть использован в качестве топлива энергоблока непосредственно на месте переработки нефти (таблица 4). В таблице 5 представлены показатели качества атмосферного остатка - сырья процесса деасфальтизации.

Таблица 3 Требования к судовым топливам, топочному мазуту и качество смеси светлых нефтепродуктов и деасфальтизата из Ярегской нефти № пп Показатели Технические требования по ТУ 0252-014-00044434-2001 Мазут М100 (ГОСТ 10585-99) Фактическое качество смеси светлых нефтепродуктов (0-6% масс.) и деасфальтизата (94-100% масс.) ИФО-30 ИФО-180 ИФО-380

1 Плотность при 15°С, кг/м³ Не более 960 Не более 991 Не более 991 Не нормируется 928-948 2 Выход фракций             До 200°С - - - - 0   До 300°С - - - - 0 3 Содержание серы. % масс. Не более I - 1,5 II - 3,5 0,5-3,5 0,92-1 4 Коксуемость, % масс. Не более 10 Не более 15 Не более 18 Не более 6 1,7-3,17 5 Температура вспышки в закрытом тигле, ^оС Не ниже 60 80-90 80-144 6 Содержание, ppm:             ванадия Не более 150 Не более 200 Не более 300 - 2,5-9,0 7 Зольность, % Не более 0,1 Не более 0,1 Не более 0,15 - 0,037-0,05

Таблица 4 Физико-химическая характеристика асфальта, полученного из Ярегской нефти № пп Показатели Фактические значения 1 Температура размягчения по КИШ, °С 35-75 2 Содержание асфальтенов, % масс. 7,3-9,8 3 Кинематическая вязкость при 250°С, сСт 8-22 4 Плотность при 15°С, кг/м³ 1,013-1,043 5 Содержание кокса по Конрадсону, % 20,4-25,0 6 Содержание серы, % масс. 1,6-1,85 7 Теплотворная способность (низшая), ккал/кг 9703-10050

Таблица 5 Физико-химическая характеристика остатка атмосферной отгонки, полученного из Ярегской нефти № пп Показатели Фактические значения 1 Плотность при 15°С, кг/м³ 940-946 2 Кинематическая вязкость при 100°С, сСт 25-30 3 Зольность, % 0,05-0,07 5 Содержание серы, % масс. 1,1-1,2

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом (схема). Обезвоженную битуминозную нефть с блока обезвоживания нефти насосом Н-1 подают на блок отгонки светлых нефтепродуктов в колонну К-1, полученные светлые нефтепродукты выводят после охлаждения в холодильнике Х-1. Остаток атмосферной отгонки с низа колонны К-1 насосом Н-2 или обезвоженную битуминозную нефть (при содержании светлых нефтепродуктов в битуминозной нефти 0-5% масс. атмосферную отгонку не проводят) насосом Н-1 подают на блок деасфальтизации в теплообменник Т-1 и далее в смеситель С-1, где смешивают с растворителем и направляют в экстрактор К-2. Растворитель подают в экстрактор двумя потоками. В низ экстрактора подают чистый растворитель, а из смесителя выводят смесь сырья с растворителем.

Полученный раствор деасфальтизата выводят с верха экстрактора К-2, нагревают в пароподогревателе Т-4 и направляют в сепаратор деасфальтизата С-2, где отделяют основное количество растворителя и направляют деасфальтизат в колонну отпарки растворителя К-4. После отпарки растворителя в колонне К-4 деасфальтизат выводят с низа колонны К-4. Раствор асфальта с низа колонны К-2 подогревают в пароподогревателе Т-3 и направляют в колонну К-3 для отпарки растворителя. После отпарки растворителя асфальт выводят с низа колонны К-3.

Для регенерации растворителя используют колонны К-3, 4, холодильник Х-2, емкость Е-1, насосы Н-3, 4. Процесс деасфальтизации проводят в одну ступень.

Получаемые продукты: светлые нефтепродукты и деасфальтизат могут выводиться с установки смесью (малосернистое жидкое топливо) и по отдельности как компоненты малосернистого жидкого топлива.

Предлагаемый способ позволяет перерабатывать битуминозные нефти с минимальным набором процессов и получать востребованные нефтепродукты - малосернистые жидкие топлива.

При переработке более тяжелых или наоборот более легких нефтей по сравнению с Ярегской нефтью качество получаемого деасфальтизата и светлых нефтепродуктов регулируют отборами таким образом, чтобы получать максимальный выход малосернистого жидкого топлива с содержанием серы до 1% масс.

Литература

1. ГОСТ Р 51858-2002, Нефть, Общие технические условия.

2. Ахметов С.А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа. Недра, 2006 г.

3. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа, ч.2, М.: Химия, 1980 г.

4. Суханов В.П. Каталитические процессы в нефтепереработке. М.: Химия, 1979 г.

5. Справочник нефтепереработчика. Под редакцией Г.А.Ластовкина, Е.Д.Радченко и М.Г.Рудина. - Л.: Химия, 1986. 34-35 с.

6. Заявка на изобретение, 2006147241/04, 20.04.2005, дата публикации заявки: 10.07.2008. Совершенствование переработки тяжелой нефти и битума.

Настоящее изобретение относится к переработке битуминозных нефтей. Изобретение включает процессы обезвоживания, атмосферную отгонку светлых нефтепродуктов, деасфальтизацию. При переработке обезвоженную битуминозную нефть разделяют в процессе атмосферной отгонки на светлые нефтепродукты и остаток атмосферной отгонки, который направляют на стадию деасфальтизации растворителем при температуре 120-130°C, давлении 4,0-4,5 МПа и объемной кратности растворитель:сырье (1,5-2):1, процессы атмосферной отгонки светлых нефтепродуктов и деасфальтизацию остатка атмосферной отгонки проводят с такими отборами, что после смешения полученных светлых нефтепродуктов и деасфальтизата содержание серы в смеси не превышает 1% масс., при этом получают смесь, соответствующую нормативным требованиям на малосернистое жидкое топливо. Технический результат - получение топлива, содержание серы в котором не превышает 1%. 1 ил., 5 табл.

Способ переработки битуминозных нефтей, включающий процессы обезвоживания, атмосферную отгонку светлых нефтепродуктов, деасфальтизацию, отличающийся тем, что при переработке обезвоженную битуминозную нефть разделяют в процессе атмосферной отгонки на светлые нефтепродукты и остаток атмосферной отгонки, который направляют на стадию деасфальтизации растворителем при температуре 120-130°C, давлении 4,0-4,5 МПа и объемной кратности растворитель:сырье (1,5-2):1, процессы атмосферной отгонки светлых нефтепродуктов и деасфальтизацию остатка атмосферной отгонки проводят с такими отборами, что после смешения полученных светлых нефтепродуктов и деасфальтизата содержание серы в смеси не превышает 1% масс., при этом получают смесь, соответствующую нормативным требованиям на малосернистое жидкое топливо.