СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ ТЯЖЕЛОГО СЫРЬЯ Российский патент 2018 года по МПК C10G21/00 C10G21/06 C10G21/14 C10G67/04 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области очистки сырой нефти. В частности, настоящее изобретение касается способа селективной деасфальтизации тяжелого сырья, особенно остатков от перегонки сырой нефти, посредством жидкостной экстракции.

Уровень техники

Остатки от перегонки сырой нефти содержат такие молекулярные структуры, как смолы, мальтены и асфальтены, ароматические полиароматические продукты, органические продукты высокой молекулярной массы, с высоким содержанием гетероатомов S, N и О, с которыми образуют комплексы такие металлы, как никель, ванадий… Эти молекулярные структуры представляют большие неудобства при способах переработки нефти. Действительно, показатели способов валоризации и конверсии сталкиваются с ограничениями, которые, главным образом, обязаны присутствию этих так называемых трудноперерабатываемых молекулярных структур.

Чаще всего остатки от перегонки сырой нефти подвергаются предварительной обработке деасфальтизацией, хорошо известной специалисту. Принцип деасфальтизации основывается на разделении осаждением нефтяного остатка на две фазы: i) фаза, называемая «деасфальтизированное масло», называемая еще «матричное масло» или «масляная фаза» или DAO (De-Asphalted Oil по англо-немецкой терминологии), которая может быть пригодна для переработки посредством различных способов очистки; и ii) фаза, называемая «асфальт» или иногда "pitch" (по англо-немецкой терминологии), содержащая описанные выше трудноперерабатываемые молекулярные структуры. Асфальт из-за своего низкого качества и изменяющегося состояния, которое может переходить от твердой фазы, затем к пастообразной и, наконец, к жидкой, в зависимости от температурных условий, является вредным продуктом для технологических схем очистки, количество которого следует сводить к минимуму.

Такая деасфальтизация, называемая в последующем описании обычной деасфальтизацией, обычно осуществляется с помощью растворителя парафинового типа. Например, в патентах US 4305812 и US 445216 описывается деасфальтизация в виде противоточной экстракции в колонне с несколькими растворителями возрастающей полярности, нагнетаемыми на различных высотах колонны.

В патенте US 7857964 описывается влияние типа парафинового растворителя, используемого в способе деасфальтизации, на показатели при гидроочистке остатков.

В патенте US 2008/149534 речь идет о способе каскадной деасфальтизации, в частности, двустадийной. Первый парафиновый растворитель с 5 или 7 атомами углерода (С5 или С7) используется для извлечения асфальта. Собранное деасфальтизированное масло DAO затем обрабатывается другим парафиновым растворителем, содержащим меньше углерода (С3 или С4), с целью отделения содержащей смолы фракции от матричного масла.

Предлагаемые в известном уровне решения основаны все на обычной деасфальтизации, которая по своему принципу имеет ограничения по выходу и гибкости по сравнению с переработкой, предусмотренной для нефтяных остатков. Недостатком использования растворителей или смеси растворителей парафинового типа в обычной деасфальтизации является ограничение по выходу деасфальтизированного масла DAO, причем названный выход увеличивается с молекулярной массой растворителя (до растворителя С6/С7), после чего достигает предельного значения, равного порогу, свойственному каждому сырью и каждому растворителю.

Предметом настоящего изобретения является устранение названных выше ограничений обычной деасфальтизации за счет использования способа селективной деасфальтизации, позволяющей преодолеть порог зависимости от используемого парафинового растворителя. Предлагаемое решение позволяет регулировать свойства сырья в виде остатков до их поступления на переработку, доводя при этом до максимального значения конечный выход по деасфальтизированному маслу DAO.

Заявитель предлагает способ селективной деасфальтизации тяжелого сырья посредством одностадийной жидкостной экстракции в экстракционной среде, причем названная экстракция осуществляется с помощью смеси, по меньшей мере, одного полярного растворителя и, по меньшей мере, одного аполярного растворителя, причем соотношения названного полярного растворителя и названного аполярного растворителя регулируются в зависимости от свойств загружаемого сырья и требуемого выхода по асфальту, причем названный способ осуществляется в условиях температуры и давления, определенных для смеси растворителей.

Предмет изобретения

Настоящее изобретение относится к способу селективной деасфальтизации тяжелого сырья посредством одностадийной жидкостной экстракции в экстракционной среде, причем названная экстракция осуществляется с помощью смеси, по меньшей мере, одного полярного растворителя и, по меньшей мере, одного аполярного растворителя, так чтобы получить асфальтовую фазу и фазу деасфальтизированного масла DAO, причем соотношения названного полярного растворителя и названного аполярного растворителя растворительной смеси регулируются в зависимости от свойств загружаемого сырья и требуемого выхода по асфальту, причем названный способ осуществляется в подкритических условиях для смеси растворителей.

Преимущественно по изобретению, соотношение полярного растворителя в смеси полярного растворителя и аполярного растворителя составляет от 0,1 до 99,9%.

Преимущественно по изобретению, используемый полярный растворитель выбирается из чистых ароматических или нафтенароматических растворителей, причем полярные растворители содержат гетероэлементы или их смеси, или фракции от перегонки с высоким содержанием ароматических соединений, таких как фракции от FCC (Fluid Catalytic Cracking), побочные фракции угля, биомассы или смеси биомасса/уголь.

Преимущественно по изобретению, используемый аполярный растворитель содержит растворитель, состоящий из насыщенного(ых) углеводорода(ов) с числом углерода, выше или равным 2, предпочтительно от 2 до 9.

Преимущественно по изобретению, объемное отношение смеси полярного и аполярного растворителей к массе загружаемого сырья составляет от 1/1 до 10/1, выражаемое в литрах на килограмм.

Преимущественно по изобретению, деасфальтизированное масло DAO, извлеченное, по меньшей мере, частично со смесью полярного и аполярного растворителя на стадии экстракции, подвергается стадии разделения, при которой деасфальтизированное масло DAO отделяется от смеси растворителей в сверхкритических или подкритических условиях.

Описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схему деасфальтизации, включающую способ селективной деасфальтизации по изобретению.

Фиг. 2 представляет собой схему деасфальтизации, включающую способ селективной деасфальтизации по изобретению, в которой используется разжижитель, температура кипения которого ниже или равна температуре кипения полярного растворителя из растворителя по изобретению.

Фиг. 3. иллюстрирует изменение выхода по деасфальтизированному маслу DAO в зависимости от типа осаждающего растворителя для исходного сырья RA AM/RSV AL в условиях обычной деасфальтизации и в условиях по изобретению.'

Подробное описание изобретения

В последующем описании и в предшествующем описании выражение «смесь растворителей по изобретению» подразумеевается как обозначающее смесь, по меньшей мере, одного полярного растворителя и, по меньшей мере, одного аполярного растворителя по изобретению.

Способ по изобретению осуществляется за одну стадию и включает приведение в контакт подлежащего деасфальтизации тяжелого сырья со смесью, по меньшей мере, одного полярного растворителя и, по меньшей мере, одного аполярного растворителя в экстракционной среде. Соотношения полярного растворителя и аполярного растворителя регулируются, с одной стороны, в зависимости от свойств загружаемого сырья и требуемого коэффициента экстракции, с другой стороны, в зависимости от предусмотренных последующих схем и способов валоризации, таких как гидрокрекинг, гидроочистка, гидроконверсия, каталитический крекинг, термический крекинг.

Способ по изобретению является способом селективной деасфальтизации, который позволяет идти дальше в поддержании растворимости в матричном масле всей или части молекулярных структур, называемых трудноперерабатываемыми. Он позволяет идти дальше в поддержании растворимости в матричном масле всей или части полярных структур тяжелых смол и асфальтенов, которые являются главными составляющими асфальтовой фазы. Изобретение позволяет таким образом выбрать, какой тип полярных структур остаются растворимыми в матричном масле. В связи с этим способ селективной деасфальтизации по изобретению позволяет извлекать селективно из загружаемого сырья только некоторую часть этого асфальта, т.е. наиболее полярные и наиболее трудноперерабатываемые структуры в способах конверсии и очистки.

Извлекаемый по способу изобретения асфальт является последним асфальтом, состоящим, в основном, из полиароматических или гетероатомных трудноперерабатываемых молекулярных структур. Выход по асфальту коррелируется с выходом по маслу DAO по следующему уравнению:

Выход по асфальту = 100-[выход по маслу DAO]

Согласно изобретению, используемое сырье выбирается из сырья нефтяного происхождения типа сырой нефти, или остаточной фракции от перегонки сырой нефти, как атмосферный остаток или вакуумный остаток от перегонки так называемой обычной сырой нефти (градус АПН>20°С), тяжелой пластовой нефти (градус АПН от 10 до 20°С) или сверхтяжелой пластовой нефти (градус АПН<10°С). Названное сырье может также быть остаточной фракцией от любой стадии предварительной очистки, как, например, гидрокрекинг, гидроочистка или термический крекинг одного из этих видов сырой нефти или одного из этих атмосферных остатков или одного из этих вакуумных остатков. Названное сырье может также быть остаточной фракцией от прямого сжижения угля (атмосферный остаток или вакуумный остаток) с водородом или без него, с катализатором или без него, каков бы ни был используемый способ, или же остаточной фракцией от прямого сжижения только лигноцеллюлозной биомассы или в смеси с углем, и/или остаточной нефтяной фракцией, с водородом или без него, с катализатором или без него, каков бы ни был используемый способ.

Способ по изобретению может быть осуществлен в экстракционной колонне или экстракторе, предпочтительно в смесителе-отстойнике. Способ по изобретению осуществляется посредством одностадийной жидкостной экстракции. Предпочтительно смесь растворителей по изобретению подается в экстракционную колонну или смеситель-отстойник на двух различных уровнях.

По способу по изобретению жидкостная экстракция применяется в подкритических условиях для названной смеси растворителей, т.е. при температуре, ниже критической температуры смеси растворителей. Температура экстракции преимущественно составляет от 50 до 350°С, предпочтительно от 90 до 320°С, еще более предпочтительно от 100 до 310°С, еще более предпочтительно от 120 до 310°С, еще более предпочтительно от 150 до 310°С, а давление составляет преимущественно от 0,1 до 6 МПа, предпочтительно от 2 до 6 МПа.

Объемное соотношение смеси растворителей по изобретению (объем полярного растворителя + объем аполярного растворителя) к массе сырья обычно составляет от 1/1 до 10/1, предпочтительно 2/1 до 8/1, выражаемое в литрах на килограмм.

Смесь растворителей селективной деасфальтизации по изобретению является смесью, по меньшей мере, одного полярного растворителя и, по меньшей мере, одного аполярного растворителя.

Используемый в способе по изобретению полярный растворитель может быть выбран из чистых ароматических или нафтенароматических растворителей, причем полярные растворители содержат гетероэлементы или их смеси. Ароматический растворитель преимущественно выбирается из моноароматических углеводородов, предпочтительно только из бензола, толуола или ксилола или их смеси; диароматических или полиароматических; ароматических нафтенуглеводородных углеводородов, таких как тетралин или индан; гетероатомных ароматических углеводородов (обогащенных кислородом, азотом, серой), или любого другого семейства соединений, обладающих более полярным характером, чем насыщенные углеводороды, как, например, диметилсульфоксид (DMSO), диметилформамид (DMF), тетрагидрофуран (THF). Используемый в способе по изобретению полярный растворитель может быть фракцией от перегонки с высоким содержанием ароматических соединений. Фракции от перегонки с высоким содержанием ароматических соединений по изобретению могут быть, например, фракциями от FCC (Fluid Catalytic Cracking), такими как тяжелый бензин или LCO (LCO (light cycle oil). Назовем также побочные фракции от перегонки угля, биомассы или смеси биомасса/уголь, возможно, с остаточным нефтяным сырьем после термохимической конверсии с водородом или без него, с катализатором или без него. Предпочтительно, используемый полярный растворитель является чистым моноароматическим углеводородом или в смеси с ароматическим углеводородом.

Используемый в способе по изобретению аполярный растворитель предпочтительно является растворителем, состоящим из насыщенного(ых) углеводорода(ов) с числом углерода выше или равно 2, предпочтительно от 2 до 9. Эти растворители используются в чистом виде или в смеси (например, смесь алканов и/или циклоалканов, или же легкие фракции от перегонки нефти типа нафта).

Преимущественно по изобретению температура кипения полярного растворителя из смеси растворителей по изобретению выше температуры кипения аполярного растворителя.

В комбинации с условиями температуры и давления экстракции по изобретению, изменение соотношения между полярным и аполярным растворителем создает истинную ключевую возможность для регулирования способа селективной деасфальтизации по изобретению. Для заданного исходного сырья, чем выше соотношение и/или присущая полярному растворителю полярность в растворительной смеси, тем выше выход по деасфальтизированному маслу, причем часть полярных структур сырья остается растворимой и/или диспергируемой в масляной фазе DAO. В результате снижения соотношения полярного растворителя в смеси увеличивается количество собранной асфальтеновой фазы. Таким образом, способ по изобретению позволяет селективно извлекать, при этом независимо от исходного сырья, асфальтовую фазу, называемую последней, с высоким содержанием примесей и трудных для валоризации соединений, оставляя растворимой в матричном масле, по меньшей мере, часть полярных структур тяжелых смол и асфальтенов, которые являются наименее полярными, не представляющими трудностей для валоризации.

По изобретению, соотношение полярного растворителя в смеси полярного растворителя и аполярного растворителя составляет от 0,1 до 99,9%, предпочтительно от 0,1 до 95%, предпочтительно от 1 до 95%, более предпочтительно от 1 до 90%, еще более предпочтительно от 1 до 85% и очень предпочтительно от 1 до 80%.

Соотношение полярного растворителя в смеси полярного и аполярного растворителя зависит от требуемой селективности, т.е. от желаемого выхода по деасфальтизированному маслу DAO. Это зависит от целей технологической схемы, в рамках которой используют способ по изобретению, и запросов рынка.

Соотношение полярного растворителя в смеси полярного и аполярного растворителя также зависит от типа сырья, причем молекулярные структуры, входящие в состав сырья, меняются от одного сырья к другому. Не все загрузки имеют одинаковую пригодность к переработке. Доля извлекаемого асфальта необязательно одна и та же в зависимости от типа сырья.

Тип сырья зависит также от его происхождения: нефтяное, от угля или от биомассы.

По способу изобретения, деасфальтизированное масло, извлекаемое, по меньшей мере, частично со смесью растворителей по изобретению на стадии экстракции, может преимущественно подвергаться стадии разделения, при которой деасфальтизированное масло DAO отделяется от смеси растворителей по изобретению, или, по меньшей мере, стадии разделения, при которой деасфальтизированное масло DAO отделяется лишь от аполярного растворителя, в сверхкритических или подкритических растворительных условиях для смеси растворителей, предпочтительно, в сверхкритических условиях. На выходе с" этой стадии деасфальтизированное масло DAO предпочтительно направляется в установку для отгонки легких фракций перед извлечением. Смесь полярного и аполярного растворителей преимущественно рециркулируется после разделения, а соотношение аполярный/полярный проверяется в потоке и регулируется, при необходимости, с помощью баков для подпитки, содержащих отдельно полярный и аполярный растворители.

Отделенная асфальтовая фаза (или асфальт) стадии экстракции по изобретению находится предпочтительно в жидком состоянии и обычно разбавляется, по меньшей мере, частично некоторой порцией смеси растворителей по изобретению, количество которой может доходить до 200%, предпочтительно от 30 до 80% выпускаемого объема асфальта. Асфальт, извлекаемый, по меньшей мере, частично со смесью полярного и аполярного растворителей, на выходе стадии экстракции может смешиваться, по меньшей мере, с одним разжижителем так, чтобы облегчить его выпуск. Используемый разжижитель может быть любым растворителем или растворительной смесью, способным растворять или диспергировать асфальт. Разжижитель может быть полярным растворителем, выбираемым из моноароматических углеводородов, предпочтительно бензолом, толуолом или ксилолом; диароматических или полиароматических; ароматических нафтенуглеводородных углеводородов, таких как тетралин или индан; гетероатомных ароматических углеводородов; полярных растворителей с молекулярной массой, соответствующей температурам кипения, заключенным, например, между 200°С и 600°С, такими как LCO (light cycle oil от FCC), НСО (Heavy cycle oil от FCC), шлам от FCC, HCGO (heavy coker gas-oil), или ароматическим экстрактом или экстраароматической фракцией, извлекаемой из масляной цепи, фракции VGO от конверсии остаточных фракций и/или угля и/или биомассы.

Объемное отношение разжижителя к массе асфальта определяется так, чтобы смесь могла быть легко выпущена.

По первому варианту способа по изобретению, когда температура кипения полярного растворителя растворительной смеси по изобретению ниже температуры кипения разжижителя, асфальтовая фаза в смеси с разжижителем и, по меньшей мере, частично с растворителем по изобретению преимущественно подвергается стадии разделения, при которой растворитель по изобретению отделяется от смеси асфальтовой фазы и разжижителя. Преимущественно растворитель по изобретению, получаемый на выходе этой стадии, рециркулируется на стадию экстракции способа по изобретению, предпочтительно в смеси с растворителем, отделенным от деасфальтизированного масла DAO.

Смесь асфальтовой фазы и отделенного разжижителя может быть подвергнута стадии разделения, при которой асфальтовая фаза, по меньшей мере, частично отделяется от разжижителя. Преимущественно, полученный на выходе этого разделения разжижитель рециркулируется в способ по изобретению для выпуска асфальта в стадию экстракции по изобретению.

По второму варианту способа по изобретению, когда температура кипения полярного растворителя смеси растворителей по изобретению выше или равна температуре кипения разжижителя, асфальтовая фаза в смеси с разжижителем и, по меньшей мере, частично смесь растворителей по изобретению преимущественно подвергаются стадии предварительного разделения, в которой асфальтовая фаза отделяется от разжижителя и смеси растворителей по изобретению. После отделения асфальтовой фазы смесь разжижителя и растворителей, поступающая от смеси растворителей по изобретению, преимущественно подвергаются стадии разделения, в которой отделяют индивидуально разжижитель, полярный растворитель, аполярный растворитель.

По второму варианту способа по изобретению названный отделенный разжижитель преимущественно рециркулируется в способ по изобретению для выпуска асфальта в стадии экстракции по изобретению.

По второму варианту способа по изобретению отделенные от разжижителя полярный растворитель и аполярный растворитель рециркулируются на стадию экстракции способа по изобретению после того, как были направлены индивидуально в баки для подпитки, размещенные на входе стадии экстракции. Эти баки используются в качестве резервуара для создания смеси полярного и аполярного растворителей, используемой на стадии экстракции по изобретению и для регулирования их соотношений.

Способ по изобретению имеет то преимущество, что позволяет значительно увеличить выход по деасфальтизированному маслу DAO по всему диапазону, включая еще не изученный посредством обычной деасфальтизации. Для заданного сырья достигнутый выход по деасфальтизированному маслу DAO составляет максимально 75% (экстракция при нормальном гептане), селективная деасфальтизация по изобретению позволяет за счет регулирования соотношения использовать как полярный, так и аполярный растворитель, обеспечивая выход в диапазоне 75-99,9% по деасфальтизированному маслу DAO.

Выход по деасфальтизированному маслу DAO по избретению, каково бы ни было исходное сырье, преимущественно составляет от 50 до 99,9%, предпочтительно от 75 до 99,9%, более предпочтительно от 80 до 99,9%.

Способ по изобретению, благодаря своей селективности и своей гибкости, позволяет получать асфальтовую фракцию с выходом по асфальту, который может быть значительно ниже, чем выход, который может быть достигнут посредством способа обычной деасфальтизации для заданного сырья. Названный выход по асфальту преимущественно составляет от 1 до 50%, предпочтительно от 1 до 25%, более предпочтительно от 1 до 20%.

Настоящее изобретение обладает преимуществом предоставления двойной выгоды, а именно: i) повышение свойств исходного сырья, обеспечивающее более легкую и более совершенную валоризацию, при ii) контролируемом ограничении выхода по асфальту.

Описание чертежей

По варианту осуществления, описанному на фиг. 1, предварительно нагретое с помощью печей и/или теплообменников (не изображенных) исходное сырье (1) подается в экстракционную установку (13), такую как экстракционная колонна, предпочтительно смеситель-отстойник. Смешивание полярного растворителя (3) и аполярного растворителя (2) осуществляется на входе в смеситель (10), питаемый от двух баков для подпитки, заполненных каждый отдельно полярным растворителем (бак 4) и аполярным растворителем (бак 5). Смесь растворителей предпочтительно подается в экстракционную установку (13) на двух различных уровнях. По меньшей мере, часть смеси растворителей направляется по трубопроводу 11 в смеси с исходным сырьем, подаваемым в экстракционную установку (13) по трубопроводу 1. По меньшей мере, другая часть смеси растворителей направляется непосредственно в экстракционную установку (13) по трубопроводу 12, в которой экстракция осуществляется в определенных выше условиях по изобретению.

На выходе со стадии экстракции извлеченное деасфальтизированное масло DAO в смеси, по меньшей мере, частично со смесью растворителей по изобретению направляется по трубопроводу 15 к сепаратору (17), в котором деасфальтизированное масло DAO отделяется от растворителя по изобретению (25). Названная смесь преимущественно отделяется в сепараторе в сверхкритических или подкритических условиях. После чего деасфальтизированное масло DAO предпочтительно направляется в установку или колонну для отгонки легких фракций (21) по трубопроводу 20 перед извлечением по трубопроводу 23. Растворитель на выходе установки для отгонки легких фракций направляется к линии 27 по трубопроводу 24.

По фиг. 1 асфальт, содержащий также смесь растворителей по изобретению, выускается из экстракционной установки (13) в виде жидкой смеси или в виде твердого, диспергированного с помощью разжижителя, подаваемого по трубопроводу 14. После чего смесь асфальта, растворителя по изобретению и разжижителя подается по трубопроводу 16 к сепаратору или к колонне для отгонки легких фракций (18), в которой, когда температура кипения полярного растворителя смеси растворителей по изобретению ниже температуры кипения разжижителя, асфальт и разжижитель отделяются от растворителя по изобретению. Асфальт и разжижитель извлекаются по трубопроводу 19, а растворитель по изобретению направляется к линии 27 по трубопроводу 26.

Растворитель на выходе сепараторов (17, 18) и установки для отгонки легких фракций (21) преимущественно рециркулируется в способ экстракции по линии (27). Состав смеси полярного и аполярного растворителей предпочтительно проверяется в потоке с помощью плотномера или рефрактометра (28). Соотношения полярного растворителя и аполярного растворителя регулируются, при необходимости, посредством подпитки соответственно полярного растворителя и аполярного растворителя, доставляемых из баков для подпитки 4 и 5 по трубопроводам 6 и 7. Подобранная таким образом смесь преимущественно усредняется в смесителе статического типа (29) перед отправкой в смеситель (10).

На фиг. 2 представлена схема осуществления способа по изобретению, в котором температура кипения полярного растворителя смеси, используемой для растворения по изобретению, выше или равна температуре кипения разжижителя. В этом случае асфальт преимущественно отделяется на входе смешивания растворителей по изобретению и разжижителя перед отделением каждого из полярного и аполярного растворителей от разжижителя для оптимального рециркулирования. Фиг. 2 содержит те же условные обозначения, что и фиг. 1, за исключением части, касающейся отделения растворителя по изобретению, от асфальта и разжижителя.

Так, по фиг. 2, смесь асфальта, растворителя по изобретению и разжижителя, отделенная из экстракционной установки (13), направляется по трубопроводу 16 к сепаратору (31), в котором асфальт отделяется и извлекается по трубопроводу 32. После этого растворитель по изобретению и разжижитель на выходе сепаратора (31) направляются в сепаратор (34) по трубопроводу 33, в котором разжижитель, полярный растворитель и аполярный растворитель разделяются индивидуально соответственно по трубопроводам 37, 35 и 36. Полярный растворитель и аполярный растворитель возвращаются соответственно в баки для подпитки 4 и 5 (трубопроводы 35, 36). Отделенный разжижитель из сепаратора (34) возвращается по трубопроводу 37 к линии 14, подающей разжижитель.

Необходимость рециркуляции разжижителя может зависеть от схемы валоризации выбранного асфальта, т.е. валоризации разжиженного или неразжиженного асфальта.

Преимущественно по способу изобретения, экстракция асфальта может проводиться различным образом.

По варианту осуществления асфальт извлекается партиями в твердом виде посредством двух параллельных барабанов, как в системе регенерации кокса (delayed coker по англо-немецкой терминологии). Асфальт накапливается попеременно в барабанах и извлекается механически открыванием емкостей.

Другой вариант осуществления заключается в отвердевании асфальта флокуляцией в воде. Собранный асфальт готов, таким образом, к транспортированию и/или складированию.

В другом варианте осуществления способа по изобретению асфальт выпускается из экстракционной установки в виде шлама. Твердый асфальт переносится при этом флюидом, отличным от растворителя и разжижителя. Отделение асфальта от названного флюида осуществляется фильтрованием. Преимущественно используют, по меньшей мере, один флюид, развивающий растворяющую мощность асфальта в сверхкритических условиях. Разделение асфальта и флюида выполняется впоследствии размещением преимущественно в подкритических или сверхкритических условиях.

Примеры

Используют исходное сырье, состоящее на 70 масс. % из атмосферного остатка Arabian medium и на 30 масс. % из вакуумного остатка Arabian light (RA AM/RSV AL) со следующими характеристиками:

Эксперимент был проведен в лаборатории.

Исходное сырье подвергается деасфальтизации в следующих условиях:

Получаемые выходы по деасфальтизированному маслу DAO

Изменение выхода по деасфальтизированному маслу DAO в зависимости от типа осаждающего растворителя показано на фиг. 3. В случае растворителя, содержащего 100% парафиновых молекул с числом углерода ниже или равным 7, выход по деасфальтизированному маслу DAO достигает для используемого исходного сырья 94%. Этот процент соответствует области обычной деасфальтизации. Добавка полярного растворителя в растворитель позволяет превысить этот порог. За счет изменения объемного соотношения полярного растворителя к аполярному растворителю достигают выходы по деасфальтизированному маслу DAO от 94 до 99,9% в условиях по изобретению, следовательно, достигают выходы по асфальту от 0,1 до 6%.

Настоящее изобретение относится к способу селективной деасфальтизации тяжелого сырья посредством одностадийной жидкостной экстракции в экстракционной среде. При этом экстракция осуществляется с помощью смеси по меньшей мере одного полярного растворителя и по меньшей мере одного аполярного растворителя таким образом, чтобы получить асфальтовую фазу и фазу деасфальтизированного масла DAO, причем соотношения названного полярного растворителя и названного аполярного растворителя растворительной смеси регулируются в зависимости от свойств исходного сырья и требуемого выхода по асфальту, причем названный способ выполняется в подкритических условиях для смеси растворителей. Используемый полярный растворитель выбирается из чистых ароматических или нафтенароматических растворителей, причем полярные растворители содержат гетероэлементы или их смеси, или фракции от перегонки с высоким содержанием ароматических соединений, таких как фракции от FCC (Fluid Catalytic Cracking), побочных фракций от перегонки угля, биомассы или смеси биомасса/уголь, используемый аполярный растворитель содержит растворитель, состоящий из насыщенного углеводорода, с числом атомов углерода более или равным 2, предпочтительно от 2 до 9, температура экстракции составляет от 90 до 320°С, а давление - от 0,1 до 6 МПа. 16 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

1. Способ селективной деасфальтизации тяжелого сырья посредством одностадийной жидкостной экстракции в экстракционной среде, причем названная экстракция осуществляется с помощью смеси по меньшей мере одного полярного растворителя и по меньшей мере одного аполярного растворителя таким образом, чтобы получить асфальтовую фазу и фазу деасфальтизированного масла DAO, причем соотношения названного полярного растворителя и названного аполярного растворителя растворительной смеси регулируются в зависимости от свойств исходного сырья и требуемого выхода по асфальту, причем названный способ выполняется в подкритических условиях для смеси растворителей,

в котором используемый полярный растворитель выбирается из чистых ароматических или нафтенароматических растворителей, причем полярные растворители содержат гетероэлементы или их смеси, или фракции от перегонки с высоким содержанием ароматических соединений, таких как фракции от FCC (Fluid Catalytic Cracking), побочных фракций от перегонки угля, биомассы или смеси биомасса/уголь, и

в котором используемый аполярный растворитель содержит растворитель, состоящий из насыщенного углеводорода, с числом атомов углерода более или равным 2, предпочтительно от 2 до 9, и

в котором температура экстракции составляет от 90 до 320°С, а давление составляет от 0,1 до 6 МПа.

2. Способ по п.1, в котором названная жидкостная экстракция осуществляется в экстракционной колонне или в смесителе-отстойнике.

3. Способ по п.1 или 2, в котором смесь растворителей подается в экстракционную колонну или в смеситель-отстойник на двух разных уровнях.

4. Способ по п.3, в котором соотношение полярного растворителя в смеси полярного растворителя и аполярного растворителя составляет от 0,1 до 99,9%.

5. Способ по п.4, в котором объемное отношение смеси полярного и аполярного растворителей к массе исходного сырья составляет от 1/1 до 10/1, выражаемое в литрах на килограмм.

6. Способ по п.5, в котором исходное сырье выбирается из сырья нефтяного происхождения типа сырой нефти, атмосферного остатка, типа вакуумного остатка от сырой нефти, называемой обычной, тяжелой сырой нефти или сверхтяжелой сырой нефти, остаточной фракции от любого способа предварительной обработки, таких как гидрокрекинг, гидроочистка, термический крекинг одного из этих видов сырой нефти или одного из этих атмосферных остатков, или одного из этих вакуумных остатков, остаточной фракции от прямого сжижения только лигноцеллюлозной биомассы или в смеси с углем и/или остаточной нефтяной фракцией.

7. Способ по любому из пп.4-6, в котором деасфальтизированное масло DAO, извлеченное по меньшей мере частично со смесью полярного и аполярного растворителей на стадии экстракции, подвергается стадии разделения, при которой деасфальтизированное масло DAO отделяется от смеси растворителей или, по меньшей мере, стадии разделения, при которой деасфальтизированное масло DAO отделяется только от аполярного растворителя в сверхкритических или подкритических условиях.

8. Способ по п.7, в котором отделенная смесь полярного и аполярного растворителей рециркулируется на стадию экстракции, причем количества и соотношения полярного и аполярного растворителей проверяются в потоке и регулируются, при необходимости, посредством баков для подпитки.

9. Способ по п.8, в котором извлекаемая асфальтовая фаза по меньшей мере частично со смесью полярного и аполярного растворителя на выходе стадии экстракции смешивается по меньшей мере с одним разжижителем для более легкого выпуска.

10. Способ по п.9, в котором, когда температура кипения полярного растворителя смеси полярного и аполярного растворителей ниже температуры кипения разжижителя, асфальтовая фаза в смеси с разжижителем и по меньшей мере частично смесь полярного и аполярного растворителей подвергаются стадии разделения, при которой смесь полярного и аполярного растворителей отделяется от смеси асфальтовой фазы и разжижителя.

11. Способ по п.10, в котором смесь асфальтовой фазы и разжижителя подвергается стадии разделения, при которой асфальтовая фаза отделяется от разжижителя.

12. Способ по п.9, в котором, когда температура кипения полярного растворителя смеси полярного и аполярного растворителей выше или равна температуре кипения разжижижетеля, асфальтовая фаза в смеси с разжижителем и, по меньшей мере, частично смесь полярного и аполярного растворителей подвергаются стадии разделения, при которой асфальтовая фаза отделяется от разжижителя и смеси полярного и аполярного растворителей.

13. Способ по п.12, в котором разжижитель и смесь полярного и аполярного растворителей подвергаются стадии разделения, при которой разжижитель, полярный растворитель и аполярный растворитель разделяются индивидуально.

14. Способ по пп.11 и 13, в котором отделенный от асфальтовой фазы разжижитель или отделенный от полярного растворителя и от аполярного растворителя разжижитель рециркулируется на стадию экстракции.

15. Способ по п.10, в котором смесь полярного и аполярного растворителей, отделенная от смеси асфальтовой фазы и разжижителя, рециркулируется на стадию экстракции способа по изобретению.

16. Способ по п.13, в котором индивидуально разделенные полярный растворитель и аполярный растворитель предварительно направляются к бакам для подпитки, размещенные на входе стадии экстракции для создания смеси полярного и аполярного растворителей в соотношениях, применяемых на стадии экстракции.

17. Способ по пп.11 и 12, в котором экстракция асфальтовой фазы осуществляется отдельной партией в твердом виде или флокуляцией в воде, или в виде шлама по меньшей мере с одним флюидом.