Способ очистки гудрона парными растворителями

 

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ГУДРОНА ПАРНЫМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ, состоящий из сжиженного газа и полярного растворителя, путем деасфальтизации гудрона сжиженным газом с получением асфальта и деасфальтизата, экстракционной очистки деасфальтизата сжиженным газом и полярным растворителем с получением рафинатного и экстрактного растворов, регенерации растворителей из рафинатного, экстрактного растворов и асфальта, включающий стадии регенерации растворителей из экстрактного раствора в четырех колоннах, обезвоживания, компремирования и защелачивания сжиженного газа, с получением целевых продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса и уменьшения энергозатрат, экстрактный раствор с третьей колонны регенарации, содержащий 3 - 10 мас.% полярного растворителя, смешиват с сжиженным газом, нагревают до температуры 60-100^oС и смесь направляют в вертикальную колонну, где ее делят на три потока, из которых верхний поток направляют на экстракционную очистку деасфальтизата, средний поток - на орошение первой колонны регенерации сжиженного газа из экстрактного раствора, а нижний поток - в четвертую колонну регенерации растворителя из экстрактного раствора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сжиженного газа используют пропан или изобутан, а в качестве полярного растворителя смесь фенола с крезолом или фенол. Изобретение относится к способу очистки гудрона парными растворителями и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Известен способ очистки гудрона, при котором гудрон без предварительной деасфальтизации подвергается очистке парными растворителями, один из которых пропан, а другой смесь фенола с крезолом. К недостаткам этого способа относится высокая кратность обоих растворителей к сырью ввиду отсутствия блока предварительной деасфальтизации. Более близким к изобретению является способ очистки гудрона парными растворителями, состоящими из сжиженного газа (пропана) и полярного растворителя (смесь фенола с крезолом), путем деасфальтизации гудрона пропаном при температуре 40 50^оС с получением асфальта и деасфальтизата, экстракционной очистки деасфальтизата при 50-58^оС сжиженным газом и полярным растворителем с получением рафинатного и экстрактного растворов, регенерации растворителей из рафинатного, экстрактного растворов и асфальта, включающий стадии регенерации растворителей в четырех колоннах, обезвоживания, компремирования и защелачивания сжиженного газа, с получением целевых продуктов. К недостаткам способа относятся недостаточно высокий выход рафината, отсутствие возможности выработки обезмасляного битума и высокие энергозатраты. Целью изобретения является повышение эффективности процесса, заключающееся в повышении выхода рафината, возможности выработки обезмасляного битума и в снижении энергозатрат. Поставленная цель достигается описываемым способом очистки гудрона парными растворителями, состоящими из сжиженного газа и полярного растворителя, путем деасфальтизации гудрона сжиженным газом с получением асфальта и деасфальтизата, экстракционной очистки деасфальтизата сжиженным газом и полярным растворителем с получением рафинатного и экстрактного растворов, регенерации растворителей из рафинатного, экстрактного растворов и асфальта, включающий стадии регенерации растворителей в четырех колоннах, обезвоживания, компремирования и защелачивания сжиженного газа, смешения экстрактного раствора с третьей колонны регенерации, содержащего 3-10 мас. полярного растворителя, с сжиженным газом, нагревания смеси до 60-100^оС, направления смеси в вертикальную колонну с получением трех потоков, подачи верхнего потока на экстракционную очистку деасфальтизата, среднего потока на орошение первой колонны регенерации сжиженного газа из экстрактного раствора и нижнего потока в четвертую колонну регенерации растворителя из экстрактного раствора. Предпочтительно в качестве сжиженного газа применять пропан или изобутан, а в качестве полярного растворителя смесь фенола с крезолом или фенол. Сущность изобретения поясняется фиг.1 и фиг.2. Гудрон по линии 1 смешивают со свежим сжиженным газом, поданным по линии 2, и рафинатным раствором по линии 3 из второй экстракционной секции 4, а также с раствором деасфальтизата второй ступени, подаваемым по линии 5, и направляют в деасфальтизатор первой ступени 6. С низа деасфальтизатора 6 уходит раствор асфальта первой ступени по линии 7, который подвергают повторной обработке растворителем (смесью рафината из экстракционной секции 4 и свежего сжиженного газа) и поступает в деасфальтизатор второй ступени 8. Раствор деасфальтизата второй ступени по линии 5 возвращают на первую ступень деасфальтизации. Раствор асфальта по линии 9 с низа деасфальтизатора второй ступени удаляют на регенерацию (на схеме не показано). С верха деасфальтизатора первой ступени 6 отбирают раствор деасфальтизата по линии 10, который поступает в третью секцию 11 отделения экстракции, где его подвергают многоступенчатой обработке полярным растворителем, подаваемым по линии 12, и сжиженным газом по линии 2. Движение очищаемого продукта организовано таким образом, что в каждую экстракционную секцию самотеком поступает рафинатный раствор с предыдущей секции и насосом (на схеме не показано) подают экстрактный раствор с последующей секции. Для очистки служат экстракционные секции 11, 13-16. В последнюю по ходу очищаемого продукта экстракционную секцию 16 вводят чистый полярный растворитель по линии 12, с верха этого аппарата уходит в отделение регенерации растворителя рафинатный раствор по линии 17 (на схеме не показано). Экстрактный раствор проходит дополнительную обработку сжиженным газом, подаваемым по линии 2, в экстракционных секциях 4 и 18 и выводится в отделение регенерации растворителя по линии 19. Регенерацию растворителя из экстрактного раствора осуществляют в четырех колоннах. В колонне 20 отгоняют сжиженный газ по линии 21, который после конденсатора 22 поступает в емкость сжиженного газа 23. Экстрактный раствор, после первой ступени регенерации по линии 24 поступает в колонну 25 для отгона полярного растворителя. Экстрактный раствор после второй ступени регенерации по линии 25 поступает в колонну 27, где также отгоняют полярный растворитель. С низа колонны 27 экстрактный раствор по линии 28, содержащий 3-10 мас. полярного растворителя, отводят на смешение с сжиженным газом. Полярный растворитель по линии 29 из колонн 25, 27, 30, после конденсации и охлаждения в аппарате 31, подают в колонну осушки (на схеме не показана), оттуда обезвоженный растворитель поступает в емкость 32 и возвращается на экстракцию по линии 12. Остаточные пары сжиженного газа по линии 33 защелачивают, компремируют и возвращают в рабочую емкость 23. С низа колонны 27 экстрактный раствор по линии 28, содержащий 3-10 мас. полярного растворителя, смешивают с сжиженным газом, поданным по линии 34, нагревают до температуры 60-100^оС в подогревателе 35 и направляют для дальнейшего смещения и насыщения в вертикальный аппарат 36. В аппарате 36 устанавливается равновесие. Из аппарата 36 смесь выводят тремя потоками. Верхний поток по линии 37, в силу высокого содержания в нем сжиженного газа и рафината, отводят на экстракцию в третью секцию, что позволяет увеличить выход рафината. Нижний поток по линии 38, представляющий обезмасляный экстракт, содержащий минимальное количество растворителей, отводят на блок регенерации экстрактного раствора в последнюю колонну. Регенерация и последующее компаундирование экстракта с асфальтом позволяет вырабатывать высококачественный битум. Средний поток по линии 39, содержащий относительно невысокое количество сжиженного газа, выводят на регенерацию экстрактного раствора в качестве холодного орошения колонны 20, предназначенной для отпарки сжиженного газа. Последнее позволяет улучшить температурный режим колонны и уменьшить энергозатраты на регенерацию. На фиг.2 изображена диаграмма фазового равновесия "сжиженный газ-полярный растворитель-экстракт-рафинат", при температуре 100^оС, в качестве сжиженного газа использован изобутан, в качестве полярного растворителя фенол, получаемый в аппарате 36. Данные для построения диаграммы были получены в статических условиях, путем однократной экстракции. Каждая из четырех вершин правильного тетраэдра отвечает стопроцентному содержанию соответствующего компонента. Внутренняя область, ограниченная бинодальной поверхностью, отвечает гетерогенному равновесию системы. Поверхность пересекает изологическая плоскость "Р". Экстракт, вырабатываемый на установке, в силу недостаточной четкости разделения, содержит некоторое количество рафината. Состав его на диаграмме обозначен точкой "К". В экстракте содержится от 3-10 мас. полярного растворителя. Состав такой смеси будет соответствовать составу экстрактного раствора 28 (на фиг.1) и составу в тройной точке "1" (на фиг.2). В этом случае содержание полярного растворителя 10 мас. После смешения экстрактного раствора с сжиженным газом состав смеси из трехкомпонентного переходит в четырехкомпонентный (на фиг.2 точка "Л" переместится по изологической прямой до точки "А"). При изучении диаграммы было найдено, что в результате различной растворимости сжиженного газа в рафинате и экстракте в области кратности насыщения нефтепродуктов сжиженным газом (левая нижняя часть диаграммы), первоначальная смесь расслаивается на множество слоев (хорда равновесия "С-В"), содержащих различное количество растворителя и отличающихся между собой по содержанию рафината и экстракта. На диаграмме (фиг.2) показано три таких слоя, состав которых обозначен буквами "С", "А", "В". Наличие на установке растворов различного состава чрезвычайно выгодно и может быть использовано для целей рециркуляции, что предложено в данном способе. Содержание полярного растворителя в экстрактном растворе не должно превышать 10 мас. так как это ухудшит условия расслоения и вызовет затруднения при отгонке растворителя на регенерации. Однако, нецелесообразно снижать содержание полярного растворителя в экстрактном растворе, менее 3 мас. так как это приведет к ухудшению расслоения и потребует дополнительных технических мероприятий на стадии регенерации. Температура смешения определяется в основном природой сжиженного газа и не должна быть ниже 60^оС, так как низкие температуры ухудшают условия смешения и расслаивания высоковязкого экстракта. Повышение температуры более 100^оС нецелесообразно, так как приводит к резкому уменьшению растворимости нефтепродуктов в сжиженном газе и исчезновению верхнего слоя. П р и м е р 1. Гудрон ромашкинской нефти (плотность при 20^оС 984 кг/м³, коксуемость 15,7 мас.) подвергают очистке парным растворителем пропаном и фенол-крезольной смесью. Температура деасфальтизации 50^оС, температура экстракии 52^оС. Кратность пропана к сырью 3,6 1,0 (по массе), кратность фенол-крезола к сырью 2,7:1,0 (по массе). Полученные в результате очистки растворы рафината экстракта и асфальта выводят на регенерацию растворителей. Экстрактный раствор, на стадии отгона растворителей, с остаточным содержанием фенол-крезола 3 мас. смешивают с пропаном в количестве 0,7 1,0 (по массе), считая на сырье, при температуре 60^оС. В аппарате смешения происходит расслоение смеси на три слоя, отличающихся между собой различным содержанием пропана и рафината, каждый из которых подвергают рециркуляции. Верхний слой, содержащий 80 мас. пропана и 7 мас. рафината направляют на экстракцию в третью секцию. Средний слой, содержащий 47 мас. пропана и 3 мас. рафината, направляют на регенерацию экстрактного раствора в качестве орошения пропановой колонны. Нижний слой, содержащий 23 мас. пропапана и 2 мас. рафината, направляют на регенерацию экстрактного раствора в последнюю колонну. В результате очистки и рециркуляции получают: рафинат 33,9 мас. (на гудрон) коксуемость 0,26 мас. плотность при 20^оС 882 кг/м³, обеспечивающий производство деп.масла с индексом вязкости 89 при температуре застывания его -19^оС, экстракт 30,0 мас. (на гудрон), плотность при 20^оС 991 кг/м³, коксуемость 17,0 мас. и вязкость при 100^оС 84,0 сСт; асфальт 35,2 мас. (на гудрон), плотность при 20^оС 1050 кг/м³ и коксуемость 21,0 мас. Смешение экстракта с асфальтом позволяет получить битум с следующими свойствами: глубина проникновения иглы 01 мм при 25^оС 65 мм, температура размягчения по кольцу и шару 51^оС, растяжимость при 25^оС 68 мм. П р и м е р 2. Гудрон ромашкинской нефти (плотность при 20^оС 984 кг/м³, коксуемость 15,7 мас.) подвергают очистке парным растворителем изобутаном и фенолом. Температура деасфальтизации 105^оС, температура экстракции 70^оС. Кратность изобутана к сырью 3,6:1,0 (по массе), кратность фенола к сырью 2,6:1,0 (по массе). Полученные в результате очистки растворы рафината, экстракта и асфальта выводят на регенерацию растворителей. Экстрактный раствор на стадии отгона растворителей, с остаточным содержанием фенола 10 мас. смешивают с изобутаном в количестве 0,8:1,0 (по массе), считая на сырье, при температуре 100^оС. В аппарате смешения происходит расслоение смеси на три слоя, отличающихся между собой различным содержанием изобутана и рафината, каждый из которых подвергают рециркуляции. Верхний слой, содержащий 82 мас. изобутана и 6 мас. рафината направляют на экстракцию в третью секцию. Средний слой, содержащий 58 мас. изобутана и 2 мас. рафината, направляют на регенерацию экстрактного раствора в качестве орошения изобутановой колонны. Нижний слой, содержащий 34 мас. изобутана и 1 мас. рафината направляют на регенерацию экстрактного раствора в последнюю колонну. В результате очистки и рециркуляции получают: рафинат 34,2 мас. (на гудрон), коксуемость 0,25 мас. плотность при 20^оС 881 кг/м³, обеспечивающий производство депмасла с индексом вязкости 90 при температуре застывания -18^оС; экстракт 30,3 мас. (на гудрон), плотность при 20^оС 1053 кг/м³ и коксуемость 21,5 мас. Смешение экстракта с асфальтом позволяет получить битум с следующими свойствами: глубина проникновения иглы 01 мм при 25^оС 65 мм, температура размягчения по кольцу и шару 51^оС, растяжимость при 25^оС 68 мм. В таблице приведены сопоставительные показатели регенерации различных растворителей известными и предлагаемыми способами. Из данных таблицы видно, что трехпоточная рециркуляция растворов экстракта в сжиженных газах, независимо от природы сжиженного газа (пропан, изобутан), позволяет увеличить выход рафината более, чем на 3 мас. при неизменных его свойствах, обеспечивает возможность получения высококачественного битума (глубина проникновения иглы при 25^оС 65 мм, температура размягчения по кольцу и шару 51^оС, растяжимость при 25^оС 68 мм), и уменьшает энергозатраты на производство указанных продуктов. (Пар 0,1 Гкал/т, сырья, энергии 50 кВт.ч/т сырья).

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ГУДРОНА ПАРНЫМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ, состоящий из сжиженного газа и полярного растворителя, путем деасфальтизации гудрона сжиженным газом с получением асфальта и деасфальтизата, экстракционной очистки деасфальтизата сжиженным газом и полярным растворителем с получением рафинатного и экстрактного растворов, регенерации растворителей из рафинатного, экстрактного растворов и асфальта, включающий стадии регенерации растворителей из экстрактного раствора в четырех колоннах, обезвоживания, компремирования и защелачивания сжиженного газа, с получением целевых продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса и уменьшения энергозатрат, экстрактный раствор с третьей колонны регенарации, содержащий 3 - 10 мас.% полярного растворителя, смешиват с сжиженным газом, нагревают до температуры 60-100^oС и смесь направляют в вертикальную колонну, где ее делят на три потока, из которых верхний поток направляют на экстракционную очистку деасфальтизата, средний поток - на орошение первой колонны регенерации сжиженного газа из экстрактного раствора, а нижний поток - в четвертую колонну регенерации растворителя из экстрактного раствора. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сжиженного газа используют пропан или изобутан, а в качестве полярного растворителя смесь фенола с крезолом или фенол.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---