способ фракционирования высоковязкого сырья

Формула изобретения

СПОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫСОКОВЯЗКОГО СЫРЬЯ, включающий деасфальтизацию путем смешения обезвоженного сырья с полярным водорастворимым растворителем, отделение раствора деасфальтизата от раствора асфальта, отличающийся тем, что раствор деасфальтизата подвергают фракционированию путем ступенчатого добавления к последнему воды в количестве 1,0 - 27,0 мас.% от первоначального количества раствора деасфальтизата на каждой ступени с отделением образующейся на каждой ступени фракции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для разделения углеводородного сырья типа природных битумов на фракции топлив, масел и различных нефтехимических продуктов.

Известны такие способы разделения нефтяного сырья как перегонка и ректификация, однако из-за особенностей фракционного состава природных битумов и высоковязких нефтей (низкое содержание дистиллятных фракций и высокое остаточных) снижаются технико-экономические показатели ректификационных установок [1, 2]

Наличие в природных битумах большого количества гетероатомных компонентов и смолисто-асфальтеновых веществ в сочетании с высоким содержанием каталитически активных металлов (V, Ni) приводит к интенсивному разложению и коксообразованию при термическом воздействии, что затрудняет работу аппаратов, ухудшает качество продуктов и вызывает потерю ценных компонентов. Используя эти методы, невозможно получить концентрат (фракцию) низкомолекулярных гетероатомных соединений.

Известен способ разделения природных битумов и высоковязких нефтей деасфальтизацией обезвоженного сырья углеводородами, спиртами, кетонами, эфирами, газами с получением деасфальтизата и асфальта [3] Этот метод не позволяет разделять природные битумы на несколько фракций, в том числе не позволяет концентрировать в одной фракции низкомолекулярные гетероатомные соединения, ценное сырье для нефтехимии.

Задачей изобретения является разработка способа фракционирования высоковязких нефтей и природных битумов с получением узких фракций, включая концентрат низкомолекулярных гетероатомных соединений, не требующего высоких температур и давлений.

Поставленная задача решается способом фракционирования природных битумов и высоковязких нефтей, включающим смешение обезвоженного сырья с растворителем, отделением раствора деасфальтизата от раствора асфальта. Причем деасфальтизат подвергают фракционированию путем ступенчатого добавления воды в раствор десафальтизата с отделением каждой выделившейся фракции, причем количество добавляемой воды берут 1-27 мас. от первоначального количества раствора деасфальтизата на каждой ступени, а в качестве растворителей используют полярные водорастворимые растворители.

При этом способе фракционирования низкомолекулярные гетероатомные соединения концентрируются в последней фракции.

П р и м е р 1. Берут 100 г сырья (предварительно обезвоженную Ашальчинскую нефть) и проводят деасфальтизацию с помощью изопропилового спирта (массовая кратность растворителя к сырью 5), температура равна 20^оС. Перемешивание нефти с растворителем осуществляют электромешалкой до наступления равновесия. После отстаивания раствор деасфальтизата, состоящий из растворителя и растворенных в нем углеводородов и смол, сливают в делительную воронку. К раствору деасфальтизата в делительную воронку добавляют воду из расчета 9 мас. на первоначальное количество раствора деасфальтизата. При этом из раствора выделяется в виде отдельной жидкой фазы углеводородная фракция. После отстаивания выделившуюся фракцию отделяют от раствора деасфальтизата. К оставшемуся раствору деасфальтизата добавляют аналогичную порцию воды и снова отделяют выделившуюся фракцию. При получении шестой фракции к раствору деасфальтизата добавляют 27 мас. воды. В каждом случае от выделившейся фракции отгоняют растворитель. Последнюю фракцию получают после отгона растворителя из раствора деасфальтизата. Выход фракций, их состав и свойства приведены в табл. 1.

П р и м е р 2. Берут 100 г сырья (предварительно обезвоженую Ашальчинскую нефть) и проводят деасфальтизацию с помощью изопропилового спирта (массовая кратность растворителя к сырью 3), температура равна 20^оС. Перемешивание нефти с растворителем осуществляют электромешалкой до наступления равновесия. После отстаивания раствор деасфальтизата сливают в делительную воронку. К раствору деасфальтизата добавляют воду из расчета 9 мас. на первоначальное количество раствора деасфальтизата. При этом из раствора выделяется в виде отдельной жидкой фазы фракция. После отстаивания выделившуюся фракцию отделяют от раствора деасфальтизата. К оставшемуся раствору деасфальтизата добавляют аналогичную порцию воды и снова отделяют выделившуюся фракцию. При получении шестой фракции к раствору деасфальтизата добавляют 27 мас. воды. Последнюю фракцию получают после отгона растворителя из раствора деасфальтизата. Выход фракций, их состав и свойства приведены в табл. 2.

П р и м е р 3. Берут 100 г сырья (предварительно обезвоженную Ашальчинскую нефть) и проводят деасфальтизацию с помощью ацетона (массовая кратность растворителя к сырью 5), температура равна 20^оС. Перемешивание нефти с растворителем осуществляют электромешалкой до наступления равновесия. После отстаивания раствор деасфальтизата сливают в делительную воронку. К раствору деасфальтизата добавляют воду из расчета 10 мас. на первоначальное количество раствора деасфальтизата. После отстаивания выделившуюся фракцию отделяют от раствора деасфальтизата. К оставшемуся раствору деасфальтизата добавляют аналогичную порцию воды и отделяют выделившуюся фракцию. Последнюю фракцию получают после отгона растворителя из раствора деасфальтизата. Выход фракций, их состав и свойства приведены в табл. 3.

П р и м е р 4. Берут 100 г сырья (предварительно обезвоженую Ашальчинскую нефть) и проводят деасфальтизацию с помощью ацетона (массовая кратность растворителя к сырью 3), температура равна 20^оС. Перемешивание нефти с растворителем осуществляют электромешалкой до наступления равновесия. После отстаивания раствор деасфальтизата сливают в делительную воронку. К раствору деасфальтизата добавляют воду из расчета 10 мас. на первоначальное количество раствора деасфальтизата. После отстаивания выделившуюся фракцию отделяют от раствора деасфальтизата. К оставшемуся раствору деасфальтизата добавляют аналогичную порцию воды и отделяют выделившуюся фракцию. Последнюю фракцию получают после отгона растворителя из раствора деасфальтизата. Выход фракций, их состав и свойства приведены в табл. 4.

П р и м е р 5. Берут 100 г сырья (предварительно обезвоженную Ашальчинскую нефть) и проводят деасфальтизацию с помощью ацетона (массовая кратность растворителя к сырью 1), температура равна 20^оС. Перемешивание нефти с растворителем осуществляют электромешалкой до наступления равновесия. После отстаивания раствор деасфальтизата сливают в делительную воронку. К раствору деасфальтизата добавляют воду из расчета 10 мас. на первоначальное количество раствора деасфальтизата. После отстаивания выделившуюся фракцию отделяют от раствора деасфальтизата. К оставшемуся раствору деасфальтизата добавляют аналогичную порцию воды и отделяют выделившуюся фракцию. Последнюю фракцию получают после отгона растворителя из раствора деасфальтизата. Выход фракций, их состав и свойства приведены в табл. 5.

П р и м е р 6. Берут 100 г сырья (предварительно обезвоженную Ашальчинскую нефть) и проводят деасфальтизацию с помощью ацетона (массовая кратность растворителя к сырью 5), температура равна 20^оС. Перемешивание нефти с растворителем осуществляют электромешалкой до наступления равновесия. После отстаивания раствор деасфальтизата сливают в делительную воронку. К раствору деасфальтизата добавляют воду из расчета 1 мас. на первоначальное количество раствора деасфальтизата. После отстаивания выделившуюся фракцию отделяют от раствора деасфальтизата. К оставшемуся раствору деасфальтизата добавляют аналогичную порцию воды и отделяют выделившуюся фракцию. Таким образом получают пять фракций. Шестую и последующие фракции получают при добавлении 10 мас. воды. Последнюю фракцию получают после отгона растворителя из раствора деасфальтизата. Выход фракций, их состав и свойства приведены в табл. 6.

П р и м е р 7. Берут 100 г сырья (предварительно обезвоженный Сугушлинский природный битум) и проводят деасфальтизацию с помощью ацетона (массовая кратность растворителя к сырью 5), температура равна 20^оС. Перемешивание нефти с растворителем осуществляют электромешалкой до наступления равновесия. После отстаивания раствор деасфальтизата сливают в делительную воронку. К раствору деасфальтизата добавляют воду из расчета 10 мас. на первоначальное количество раствора деасфальтизата. После отстаивания выделившуюся фракцию отделяют от раствора деасфальтизата. К оставшемуся раствору деасфальтизата добавляют аналогичную порцию воды и отделяют выделившуюся фракцию. Последнюю фракцию получают после отгона растворителя из раствора деасфальтизата. Выход фракций, их состав и свойства приведены в табл. 7.

П р и м е р 8 (по прототипу). Берут 100 г сырья (предварительно обезвоженную Ашальчинскую нефть) и направляют на ректификацию. Ректификацию проводят на установке АРН-2, имеющую насадочную колонку с разделяющей способностью 25 тарелок. Температура в кубе не превышала 360^оС, остаточное давление до 3 мм рт.ст. Фракции отбирались с интервалом 25^оС. Выход фракций, их состав и свойства приведены в табл. 8.

Предложенный способ фракционирования позволяет получить любое количество фракций, изменяя количество воды добавляемой к раствору деасфальтизата на каждой ступени.

Но при добавлении менее 1% воды снижается выход выделившейся фракции и увеличивается их количество. Подобное дробление бывает необходимым только для исследовательских целей и не целесообразно в промышленной практике. Добавление воды в количестве боле 25-27% приводит к образованию трудноразделяемых эмульсий и выделению на первой ступени из раствора деасфальтизата большинства растворенных углеводородов, что снижает четкость разделения.

Предложенный способ позволяет осуществить процесс фракционирования при атмосферном давлении и температурах не превышающих 100^оС, что упрощает требования к аппаратурному оформлению процесса, снижает энергетические затраты на нагрев сырья. Низкая температура фракционирования предотвращает реакции разложения и уплотнения термически не стойких компонентов, что особенно важно для сырья типа природных битумов и высоковязких нефтей.

Предложенный способ позволяет концентрировать в последней фракции низкомолекулярные гетероатомные соединения, ценное сырье для нефтехимии.

Для осуществления процесса выбраны не дефицитные и достаточно дешевые реагенты.