способ деасфальтизации нефтяных остатков

Формула изобретения

Способ деасфальтизации нефтяных остатков, включающий экстракцию нефтяных остатков легкими углеводородными растворителями, регенерацию растворителя из деасфальтизатного и асфальтового растворов, отпарку остатков растворителя в отпарных колоннах с последующим сжижением газообразной части растворителя, отличающийся тем, что регенерацию растворителя из деасфальтизатного раствора осуществляют в сепараторе при сверхкритических условиях по отношению к растворителю, а сжижение газообразной части растворителя осуществляют струйным компрессором, при этом в качестве рабочего тела используют поток растворителя, выведенный из сепаратора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам деасфальтизации нефтяных остатков углеводородными растворителями для получения остаточного сырья масляного производства или процесса каталитического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ деасфальтизации гудрона, включающий смешение гудрона с растворителем при сверхкритическом давлении с последующей экстракцией при сверхкритическом давлении, регенерацию растворителя из деасфальтизатного и асфальтового растворов в сепараторах при сверхкритических условиях по отношению к растворителю, отпарку остатков растворителя в отпарных колоннах и сжижение газообразного растворителя газовым компрессором [1].

Недостатками этого способа являются сложность процесса и большие энергозатраты из-за использования серии аппаратов (смесителя, экстракционной колонны, сепараторов), работающих при сверхкритических давлениях, а также газового компрессора, работающего обычно в две ступени.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ деасфальтизации нефтяных остатков, включающий экстракцию пропаном при температуре экстракции 75-90^oC и докритических давлениях (3,7-3,9 МПа), регенерацию пропана из деасфальтизатного и асфальтового растворов нагреванием в испарителях среднего давления (1,8-2,2 МПа), отпарку остатков растворителя в отпарных колоннах с последующим сжижением газообразной части растворителя двухступенчатым газовым компрессором. При этом отделение растворителя от деасфальтизатного раствора осуществляют при помощи трех последовательно установленных испарителей [2].

Недостатками этого способа являются многостадийность процесса регенерации растворителя, усложняющая схему процесса деасфальтизации в целом, и большие энергозатраты.

Изобретение направлено на упрощение схемы процесса деасфальтизации нефтяных остатков за счет одностадийного осуществления процессов регенерации растворителя, сжижения газообразного растворителя и снижения энергозатрат за счет использования избыточных давления и температуры регенерированного из деасфальтизатного раствора растворителя для нагрева деасфальтизатного и асфальтового растворов, выводимых из экстракционной колонны, и сжижения газообразной части растворителя, выводимой из отпарных колонн. Это достигается тем, что в способе деасфальтизации нефтяных остатков, включающем экстракцию нефтяных остатков легкими углеводородными растворителями, регенерацию растворителя из деасфальтизатного и асфальтового растворов, отпарку остатков растворителя в отпарных колоннах с последующим сжижением газообразной части растворителя, регенерацию растворителя из деасфальтизатного раствора осуществляют в сепараторе при сверхкритических по отношению к растворителю условиях, а сжижение газообразной части растворителя осуществляют струйным компрессором, при этом в качестве рабочего тела данного компрессора используют поток растворителя, выведенный из сепаратора.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Нефтяной остаток, например гудрон, подвергают экстракции в экстракционной колонне 1. Сверху колонны выводится деасфальтизатный раствор, который подают насосом 2 через теплообменник 3 и пароподогреватель 4 в сепаратор 5, работающий при сверхкритических условиях, для осуществления регенерации основной массы растворителя. Выводимый из сепаратора 5 поток растворителя направляется в теплообменники 3 и 6, где он отдает избыток тепла деасфальтизатному и асфальтовому растворам, выводимым из экстракционной колонны, и далее поступает в струйный компрессор 7, где он используется для сжижения потока газа низкого давления в качестве рабочего тела. Снизу экстракционной колонны 1 выводится асфальтовый раствор, который подают через теплообменник 6 и печь 8 в испаритель 9 для отделения растворителя. Сверху испарителя 9 выводят пары растворителя, которые при охлаждении в холодильнике 10 сжижаются и поступают в жидком виде в емкость 11 растворителя. Снизу сепаратора 5 и испарителя 9 выводят деасфальтизат и асфальт с остатками растворителя, которые подвергают отпарке в отпарных колоннах 12 и 13 соответственно. При этом снизу колонны 12 выводят конечный деасфальтизат, а снизу колонны 13 - конечный асфальт. Потоки газообразного растворителя из колонн 12 и 13 соединяются и направляются в струйный компрессор 7 для сжижения, при этом в качестве рабочего тела в струйном компрессоре используют поток растворителя, отделенный от деасфальтизатного раствора в сепараторе 5. Весь растворитель после охлаждения в холодильниках собирают в емкости 11 и возвращают на стадию экстракции.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Гудрон с коксуемостью 16,2% и расходом 30,64 т/ч подают в экстракционную колонну, куда также подают растворитель-пропан в количестве 67,12 т/ч. После проведения экстракции при температуре верха колонны 75-85^oC, температуре низа колонны 55-65^oC и давлении в колонне 3,6-4,0 МПа, сверху колонны выводят деасфальтизатный раствор (68,78 т/ч), а снизу - асфальтовый раствор (28,98 т/ч).

Разделение деасфальтизатного раствора осуществляют в сепараторе при температуре 115-125^oC и давлении 4,7-5,3 МПа. Из сепаратора выводят верхнюю фазу растворителя в количестве 58,99 т/ч, которую после охлаждения направляют в струйный компрессор и далее в емкость растворителя. Давление в емкости растворителя поддерживается на уровне 1,7 МПа. Остатки растворителя (0,60 т/ч) отпаривают от деасфальтизата в отпарной колонне, снизу которой выводят деасфальтизат в количестве 9,19 т/ч. Разделение асфальтового раствора, выводимого снизу экстракционной колонны, осуществляют после его нагрева в испарителе при 210-220^oC и 1,8-2,0 МПа. В этих условиях сверху испарителя выводится 7,14 т/ч пропана. Остатки растворителя отпаривают от асфальта в отпарной колонне, сверху которой выводят 0,39 т/ч пропана, а снизу - 21,45 т/ч асфальта. Поток пропана из отпарных колонн соединяют и направляют в струйный компрессор, где он дожимается до давления 1,7 МПа. Весь растворитель собирают в емкости растворителя и возвращают на стадию экстракции.

Энергозатраты на проведение процесса в расчете на 1 т сырья составили:

- электроэнергии 4 кВтч;

- водяного пара 0,150 Гкал;

- топлива 12,0 кг;

- воды 5,7 м³.

Общие энергозатраты в условных единицах составили 0,046 т.у.т. на 1 т сырья. Все данные по примеру 1 приведены в таблице в конце описания.

Примеры 2 и 3. Тот же гудрон, что в примере 1, подвергали деасфальтизации согласно заявляемой технологии. Условия осуществления процесса, материальные потоки и энергозатраты по примерам 1-3 даны в таблице.

Пример 4 (прототип). Тот же гудрон, что в примерах 1-3, подают в экстракционную колонну, куда также подают пропан в качестве растворителя. После проведения экстракции при докритических по отношению к пропану условиях (температура 75-85^oC, давление 3,6-4,0 МПа) сверху колонны выводят деасфальтизатный раствор, а снизу - асфальтовый раствор.

Разделение деасфальтизатного раствора осуществляют в трех последовательно установленных испарителях путем нагрева водяным паром, который подают в змеевики указанных испарителей. Разделение асфальтового раствора после его нагрева в печи осуществляют в отдельном испарителе. Пары пропана из всех четырех испарителей соединяются в один поток, охлаждаются и конденсируются в конденсаторе-холодильнике и поступают в емкость для сбора пропана. Деасфальтизат и асфальт с остатками пропана из испарителей поступают в отпарные колонны, снизу которых выводят освобожденные от растворителя деасфальтизат и асфальт. Пары пропана с верха отпарных колонн соединяются в один поток, промываются водой в отдельной колонне, освобождаются от частиц воды в отбойнике и поступают на первую ступень газового компрессора, где сжимаются до 0,24-0,4 МПа, затем через холодильник и отбойник поступают на вторую ступень газового компрессора, где сжимаются до 2,0 МПа. Пропан после компрессора направляют в конденсатор-холодильник, где он охлаждается и конденсируется. Весь регенерированный растворитель в жидком виде собирают в емкости пропана, откуда насосом возвращают на стадию экстракции. Условия осуществления процесса, материальные потоки и энергозатраты даны в таблице.

Как видно из приведенных примеров, в предлагаемом способе схема процесса деасфальтизации упрощается за счет исключения из схемы трех испарителей деасфальтизатного раствора, газового компрессора с сопутствующим оборудованием (3 колонны и промежуточный холодильник). При этом общие эноргозатраты на проведение процесса снижаются в 1,3-1,6 раза.

Источники информации

1. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1990, N 11, с. 92.

2. Д. О. Гольдберг, Б.А.Соболев. Деасфальтизация пропаном. - М., Химия, 1965, с. 51-64 (прототип).