СПОСОБ ОЧИСТКИ ОСТАТОЧНЫХ НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ Советский патент 1970 года по МПК C10G67/04 

Изобретение относится к области очистки нефтепродуктов, в частности, остаточных нефтяных фракций от асфальтенов и неорганических компонентов.

Известен способ очистки нефтяных фракций от асфальтенов и неорганических компонентов путем смешивания исходной фракции с осадителем - парафиновыми углеводородами Сз-CT, например пентаном, гексаном, углеводородными фракциями, содержащими пентан и (или) гексан, при повышенной температуре с последующим отделением образовавшейся маслонерастворимой фазы путем фильтрации.

При осуществлении этого процесса происходит преждевременная закупорка фильтров, что приводит к снижению эффективности отделения асфальтенов, особенно, в промышленных условиях.

При отделении осажденных асфальтенов в сепараторах используются аппараты большого объема и веса, а эффективность процесса недостаточно высока.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа очистки нефтяных фракций от асфальтенов и неорганических компонентов, обладающего большой эффективностью.

неорганических компонентов путем смешивания нефтяной фракции с осадителем с последующим отделением образовавшейся маслонерастворимой фазы. Согласно изобретению, отделение осуществляют путем пропускания смеси исходной фракции с осадителем через один или несколько гидроциклонов, или мультициклонов под давлением от 3 до 10 атм.

Предпочтительно смешивать 1 часть исходной фракции с 3-6 частями осадителя при температуре 30-70°С.

Приме-р 1. 16,8 л остаточной нефтяной фракции, полученной прямой перегонкой венецуэльской сырой нефти, с начальной т. кип. 350°С (1 атм), содержащей ванадий в количестве 520 мг/л и натрий в количестве 1 мгл, имеющей вязкость 30000 ест при температуре 36,8°С, смешивают с 82 л н-пентана в напорном баке, после чего перемешивание ведут еще 10 мин при температуре 35°С. Смесь масла с пентаном, содержащую осажденные асфальтены и неорганические компоненты, прогоняли через гидроциклон под давлением азота 4 атм.

Циклон имеет следующие размеры, мм:

диаметр цилиндрической части . .10

диаметр отверстия в вершине конуса 1,5 длина вихреуловителя 4

В этих условиях поступающая смесь прогонялась через циклон со скоро.стью, соответствующей производительности устройства равной 150 л/час.

Через сливное отверстие получено в общей сложности 80,8 л смеси масла с пентаном, а через отверстие в верщине конуса 18 л пентансодержащего концентрата асфальтенов.

После испарения пентана осталось 12,7 л деасфальтенизированного масла и 4Д л концентрата асфальтенов, содержащих соответственно 0,4 и 40 вес. % осажденных компонентов. Вязкость деасфальтенизированного масла составляла 8500 ест при температуре 37,8°С. Содержание в масле ванадия снизилось до 200 мг1л, а натрия до 6 мг/л.

Пример 2. В качестве исходного материала употребляли нефтяную фракцию с начальной т. кип. 350°С (1 атм), содержащую ваиадий в количестве 52 мг/л и натрий в количестве также 52 мг/л, полученную -прямой перегонкой средневосточной сырой нефти. Вязкость исходной нефти составляла 1618 ест при температуре 37,8°С.

Через бак с полезной емкостью 25 л непрерывно пропускали указанную остаточную нефтяную фракцию со скоростью 20 л/час и н-пентан со скоростью 130 л/час, которые одновременно подавались насосами. Смесь масла с пентаном, содержащую осажденные асфальтены и неорганические компоненты, среднее время пребывания которой в баке в больщинстве случаев составляло 10 мин, непрерывно прогоняли насосами через циклон, описанный в ири.мере 1, под давлением 4 атм с той же скоростью, с которой смесь масла с пентаном проходила через бак.

Через сливное отверстие получали смесь масла с пентаном (130 л/час), а через отверстие в верщине конуса пентансодер кащий концентрат асфальтенов (20 л/час). После испарения пентана остались деасфальтированное масло и концентрат асфальтенов, содержащие соответственно 0,3 и 28 вес. % осажденных компонентов. Вязкость деасфальтенизированного масла составляла 833 ест при температуре 37,8°С. Содержание в масле ванадия снизилось до 23 мг/л, а содержание натрия до 2,4 мг/л.

Пример 3. Концентрат асфальтенов, полученный, как описано в примере 2, еще раз прогоняли через гидроциклон таких же размеров, как указано в предыдущих примерах, для дальнейщего концентрирования. Для этого 19,9 л концентрата асфальтенов сначала разбавляли 69 л н-пентана, а затем прогоняли через гидроциклон под давлением 4 атм. Через сливное отверстие было получено 70,4 л смеси масла с пентаном, а через отверстие в вершине конуса 18,5 л пентансодержащего концентрата асфальтенов. После испарения пентана остались 1,96 масла и 1,44 л концентрата асфальтенов, содержащего 66 вес. % асфальтенов.

Пример 4. В качестве исходного материала для одновременного получения деасфальтенизированного масла и асфальтенов, содержащих неорганические компоненты, использована та же остаточная фракция, что и в примере 2.

Указаннуюостаточнуюфракцию

(1000 кг/час), нагретую до температуры 100°С, непрерывно пропускали через трубопровод и смещивали с осадителем (5000 кг/час), нагретым до температуры 52°С, представляющим собой раствор относительно небольшого количества деасфальтенизированного масла в н-пентане, поступающий из сливного трубопровода, отходящего от мультициклона. Полученную смесь, температура которой установилась на уровне 60°С, подавали в условиях турбулентного течения по трубопроводу в мультициклон, состоящий из 10-ти параллельно сосединенных циклонов.

Каждый из этих циклонов имел следующие размеры, мм:

диаметр цилиндрической части . . 25 диаметр входного отверстия ... 7 диаметр сливного отверстия . . . 8,5 диаметр отверстия в верщине конуса 4

Длина трубопровода была такой, что вре.мя пребывания в нем смеси составляло 1 лгин. Этого было достаточно для осаждения асфальтенов, присутствовавщих в исходном масле, а также для агломерации первоначально осажденных частиц асфальтенов до более крупных скоплений. Через сливное отверстие циклона в трубопровод поступал раствор масла (5557 кг/час, который после этого нагревали в подогревателе и подавали в дистилляциониую колонну. Из нижней части этой колонны в трубопровод поступало деасфальтенизированное масло (950 кг/час), содерж:ащее 0,5 вес. % асфальенов. Содержание ванадия в деасфальтенизированном масле снизилось до 23 мг/л, а содержание натрия до 2,4 мг/л. Удалявщийся из верхней части дистилляционной колонны цо трубопроводу пентан (4607 кг/час) возвращали в цикл по трубопроводу, причем температура пентана составляла 20°С. Пентан смешивали в трубопроводе с концентратом асфальтенов (с температурой 60° С), поступившим по трубопроводу из отверстия в верщине конуса циклона со скоростью 442 кг/час. Смесь пентана -и концен.трата асфальтенов, имевщую температуру 20°С, подавал ив условиях турбулентного течения по трубопроводу в мультициклон, состоявщий из 10 параллельно соединенных циклонов, каждый из которых имел такие же размеры, что и первый. Через сливной трубопровод циклона удалялся пентан (5000 кг/час), содержащий 1,2 вес. % масла и употребляемый в качестве осадителя для исходного масла, подаваемого по трубопроводу. Концентрат

трубопроводу в систему регенерации, в то время как по трубопроводу удаляется пентан (400 кг/час), используемый вместе с пентаяом из дистилляционной колонны для смешения с концентратом асфальтенов, стекающим из трубопровода в вершине конуса циклона. Из трубопровода выгружают асфальтены в порошкообразном состоянии (52 кг/час), содержащие масло в количестве 10 вес. %.

Пример 5. Для определения влияния температуры «а процесс удаления асфальтенов проведены две серии опытов в различных рабочих условиях. В первой серии опытов контакт с осадителем осуществлялся в трубопроводе, а во второй - в баке с мешалкой. При каждой серии опытов температуру устанавливали в соответствии с данными, приведенными в таблице. В каждом случае асфальтены отделяли после указанного времени пребывания смеси в аппаратуре, в различных условиях контакта и при различных указанных температурах, причем остаточную нефтяную фракцию разбаляли я-пентаном из расчета 5 частей (по объему) н-пентана на 1 часть остаточной нефтяной фракции.

На основании данных, приведенных в таблице, можно сделать вывод, что частицы асфальтенов, пригодные для отделения их при ПОМОШ.И гидроциклонов, образуются быстрее при относительно более высоких температурах.

Непрерывная деасфальтенизация широкой остаточной фракции, полученной при перегонке нефти из Кувейта

Если суммировать некоторые преимущества, достигаемые при использовании настоящего .изобретения, то можно сделать вывод, что описанный метод обеспечивает экономичное отделение асфальтенов от масляных компонентов остаточных нефтяных фракций и в то же время существенное уменьшение содержания неоргаяических компонентов, в частности, валадия и натрия, причем эти компоненты концентрируются в асфальтенах. Полученное масло обладает значительно улучшенными свойствами с точки зрения его использования, так как в яем снижается содержание золы и, следовательно, уменьшается способность вызывать коррозию. Кроме того, найдено, что в связи с уменьшением содержания компонентов каталитическая обработка полученных масел является более эффективной, так как активность катализатора снижается в этом

случае значительно медленнее, чем при использовании его при обработке неочищенной остаточной нефтяной фракции. Это имеет особо большое значение при процессах гидрирования, включая гидросульфирование.

Асфальтены, выделенные по данному методу, являются весьма ценными компонентами различных битумов и могут сочетаться с рядом известных масел, таких как ароматические экстракты или тяжелые фракции, с целью получения битуминозных композиций, обладающих характеристиками окисленного битума. Отсюда следует, что использование выделенных описанным способом асфальтенов уменьшает или исключает необходимость

продувки таких композиций с целью придания им свойств окисленного битума.

Предмет изобретения

1- Способ очистки остаточных нефтяных фракций от асфальтенов и неорганических компонентов путем смешивания исходной фракции с осадителем, например пентаном, гексаном, углеводородными фракциями, содержащими пентан и (или) гексан, при повышенной температуре с последующим отделением образовавшейся маслонерастворимой фазы, отличающийся тем, что, с. целью повышения эффективности процесса, отделение

маслонерастворимой фазы осуществляют путем пропускания смеси исходной фракции с осадителем через один или несколько гидроциклонов, или мультициклонов под давлением от 3 до 10 атм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что 1 часть исходной фракции смешивают с 3- 6 частями осадителя при температуре 30 70°С.