способ переработки битуминозных нефтей

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.