Способ деасфальтизации нефтяных остатков

 

Сущность изобретения: в способе деасфальтизации нефтяных остатков путем обработки пропан-бутановой смесью при температуре выше температуры размягчения асфальта. Обработку ведут смесью, содержание пропана (C_n) в которой определяют по формуле, приведенной в тексте описания. 1 табл.

Изобретение относится к способам деасфальтизации нефтяных остатков и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ деасфальтизации нефтяных остатков пропаном, в котором в качестве рафината получают асфальт с температурой размягчения 35-45^оС, используемый как компонент сырья для производства битума или как компонент котельного топлива после разбавления углеводородными фракциями для снижения вязкости (1).

Однако этот способ непригоден для получения асфальта с температурой размягчения 70-80^оС, используемого в качестве связующего при брикетировании углей. Для получения такого асфальта с использованием этого способа необходимо либо изменить режим экстракции, либо заменить растворитель.

Известен также способ деасфальтизации нефтяных остатков согласно которому для получения асфальта с требуемой температурой (70-80^оС) осуществляют экстракцию пропаном в несколько стадий и снижают температуру процесса экстракции (2).

Однако многократность экстракции увеличивает трудоемкость получения асфальта и, кроме того, высокая его температура размягчения усложняет вывод из экстракционной колонны.

Известен также способ деасфальтизации нефтяных остатков экстракцией бутаном, согласно которому получают асфальт с требуемой температурой размягчения (70-80^оС) при температурах экстракции выше, чем 100-130^оС (3).

Однако этот способ требует значительных энергозатрат, а также реконструкцию существующих установок пропановой деасфальтизации.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ деасфальтизации нефтяных остатков путем подачи пропана в экстракционную колонну выше уровня подачи сырья, а бутана ниже, при этом температуру процесса экстракции поддерживают выше температуры размягчения асфальта 71^оС (4).

Недостатки способа изменение качества сырья приводит к получению некондиционного продукта (с более низкой или более высокой температурой размягчения асфальта), а также к необходимости корректировки температуры процесса экстракции, что не всегда возможно из-за опасности застывания асфальта. Кроме того, система регенерации растворителя требует дополнительную аппаратуру для разделения смеси пропана и бутана.

Предлагаемый способ направлен на стабилизацию качества получаемого асфальта, исключение возможности его застывания, а также снижение энергозатрат и исключение дополнительной аппаратуры за счет исключения необходимости процесса разделения пропано-бутановой смеси.

Способ заключается в том, что нефтяной остаток подвергают экстракции пропан-бутановой смесью при температуре выше температуры размягчения получаемого асфальта, при этом изменяют содержание пропана в смеси в зависимости от качества сырья и заданной температуры размягчения получаемого асфальта согласно следующей зависимости: C_n -649 + 0,75 ρ-7,14 С_А (0,91 + 0,065 С_А) ˙ (Т_р-75) + (-0,0025 + 0,00125 С_А) ˙ (Т_p-75)², (1) где С_n содержание пропана в смеси, мас.

ρ плотность нефтяного остатка, кг/м³; С_А содержание асфальтенов в нефтяном остатке, мас.

Т_р температура размягчения по КиШ асфальта, ^оС.

Корректировка состава растворителя в зависимости от показателей качества сырья и получаемого асфальта в соответствии с указанной зависимостью (1) позволит получать асфальт с требуемой температурой pазмягчения из различных видов сырья. При этом для осуществления предлагаемого способа регенерация растворителя не требуется его разделения на отдельные компоненты. Кроме того, использование предлагаемого способа исключит опасность застывания асфальта вследствие несогласованных изменений качества сырья и получаемых продуктов и температуры экстракции, уменьшит энергоемкость процесса деасфальтизации.

Способ осуществляют следующим образом.

В экстракционную колонну подают нефтяной остаток и пропан-бутановую смесь в качестве растворителя. При этом контролируют качество поступающего сырья (по его плотности и содержанию асфальтобетонов), температуру размягчения получаемого асфальта и состав растворителя на входе в экстракционную колонну. Температуру экстракции поддерживают на 5-10^оС выше температуры размягчения асфальта. Состав растворителя корректируют в соответствии с показателями качества сырья и требуемой температурой размягчения асфальта путем дозированной подачи небольших количеств пропана или бутана в емкость сборник растворителя перед подачей в экстракционную колонну.

На пилотной установке деасфальтизации Уфимского опытного завода малотоннажных нефтехимических производств были проведены следующие эксперименты.

В экстракционный аппарат-автоклав емкостью 5 л загружали до 0,5 кг сырья и закачивали тpебуемое количество заданного состава растворителя 2,5-3 л. После того как температура автоклава достигала температуры экстракции, ось перемешивали в течение 1 ч путем вращения автоклава. Затем смесь разделяли после замкнутого отстоя: через дренажный вентиль автоклава сначала выводили асфальтный раствор, затем деасфальтизатный раствор, от которых отгоняли растворитель. Продукты после доведения до постоянного веса анализировались. При получении высоковязких асфальтов перед выгрузкой автоклав подогревали дополнительно.

При проведении экспериментов для получения асфальта с Тр 75^оС по зависимости (1) рассчитали тебуемую концентрацию пропана в ратворителе для разных типов сырья. В примерах 1-3 использовали в качестве сырья гудрон западно-сибирской нефти (ГЗСН), в примерах 4-6 малосернистый гудрон западно-сибирской нефти (ГЗСН), в примерах 7-9 гудрон арланской нефти (ГАН). Для сравнения при экстракции одинаковых типов сырья изменяли состав растворителя (концентрацию пропана в растворителе). Температура выгрузки асфальта в примерах 2, 3, 5, 6, 8, 9 такая же, как при экстракции (85^оС), в примерах 1, 4, 7 89-92^оС.

Тип сырья, показатели его качества, заданное качество асфальта, выход и качество полученного асфальта, режим экстракции и состав растворителя для всех примеров приведены в таблице.

Как видно из таблицы, если состав растворителя поддерживать в соответствии с зависимостью (1) (примеры 2, 5 и 8), то температура размягчения получаемого асфальта удовлетворяет требованиям к качеству связующих для брикетирования углей. При этом температура экстракции является номинально возможной 85^оС.

Из примеров 1, 4 и 7 видно, что если содержание пропана в растворителе уменьшится ниже требуемого расчетного значения на 10% то возможно, во-первых, застывание асфальтовой фазы из-за низкой температуры вывода асфальта, а, во-вторых, он не удовлетворяет требованиям к связующим для брикетирования углей. Увеличение содержания пропана в растворителе выше требуемого расчетного значения на 10% (примеры 3, 6 и 9) приводит к снижению температуры размягчения асфальта, он также не удовлетворяет требованиям.

Из примеров 2 и 7, в которых режим экстракции одинаков (Р 27 атм, Т_э 85^оС, С_n 34 мас.), но используется различное сырье, видно, что, если для ГЗСН с плотностью 984 кг/м³ и содержанием асфальтенов 7,7 мас. получается асфальт с требуемым качеством, то для более тяжелого сырья (ГАН) невозможно получение требуемого асфальта.

Таким образом, предлагаемый способ позволит получать асфальт заданного стабильного качества с учетом природы и качества сырья по более упрощенной, по сравнению с прототипом, технологии путем изменения состава подаваемого в экстракционную колонну растворителя и исключения операции разделения растворителя с одновременным исключением предназначенной для этой операции аппаратуры.

Способ может быть реализован на существующей типовой установке пропановой деасфальтизации.

Формула изобретения

СПОСОБ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ путем обработки их пропанбутановой смесью при температуре выше температуры размягчения асфальта, отличающийся тем, что обработку ведут смесью, содержание пропана C_п в которой определяют по формуле где ρ плотность нефтяного остатка, кг/м³; C_а содержание асфальтенов в нефтяном остатке, мас.

T_р температура размягчения асфальта по К и Ш, ^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1