Способ получения суспензии углеводородных парафинистых смесей для транспортировки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Ресаубпик (11) 612643 (6l) Дополнительный к патенту (223 Заявлено 080875 (21) 2163171у23-04

2 (51) М. Кл.

F17 D 1/16 (23} Приоритет (32) 15.11. 74 (31) 524008 (33) США (43) Опубликовано 250678. Бюллетень № 23

tîñóäàðñòâåèíûé комитет

Совета еенниетроа СССР

M делам изобретений н отнрмтнй (53) УДК 665.6 (088.8) (45) Дата опубликования описания310578 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Пол Х. Стюарт и Джеймс E Таккетт (США) Иностранная фирма Маратон Ойл Компани (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ

ПАРАФИНИСТЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ции (2f .

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам получения углеводородных парафинистых .смесей для транспортировки. .5

Перекачка вязких углеводородных смесей при температурах ниже их температуры застывания весьма затруднительна.

Известны различные способы повы.шения прокачиваемости таких смесей.

Известен способ, при осуществлении которого через сырую парафинистую нефть продувают холодный газ для образования кристаллов парафина. Полученную смесь перекачивают при низкой температуре flj .

Известен способ подготовки сырой парафинистой нефти к транспортировке по трубопроводу, который проводят 20 путем приложения усилия среза к нефти при температуре ниже ее точки застывания для разрушения парафина и образования тонкой дисперсии с последующей подачей в обработанную срезом сырую нефть газа, например ((а, СО, или природного газа для предотвращения повторного. роста кристаллов парафина с последующей перекачкой этой компози2

Известен способ, при котором дистиллатное горючее разгоняют на высококипящую фракцию (содержащую большую часть парафина) и низкокипящую фракцию (содержащую незначительное количество парафина) с дальнейшим смеше-. нием модификатора кристаллов парафина с высококипящей фракцией и охлаждением смеси для осаждения парафина (3) .

Затем частицы парафина перемешивают при низкой температуре и получают суспензию.

Известен также способ, согласно которому сферические частицы парафина получают путем плавления парафина,. диспергирования его в нерастворяющей жидкости, например воде, при температуре выше точки застывания парафина, охлаждения дисперсии для отверждения капель парафина (4) .

Известен способ, по которому нефть обеспарафинивают путем контакта ее с холодным растворителем при интенсивном перемешивании (5) .

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности является способ получения суспензии углеводородных парафинистых смесей для . транспортировки, при котором исходное сырье разделяют на фракцию с низкой

612643

Цель изобретения — повышение ка-; чества целевой суспензии.

Это достигается при осуществлении 20 предложенного способа получения суспензии углеводородных парафинистых смесей для транспортировки путем разделения исходной смеси на фракцию с низкой температурой. застывания и фрак-28 цию с высокой температурой застывания, охлаждения первой на 5,0-15,0 С ниже температуры транспортируемой смеси, нагревания фракции с высокой температурой застывания и смешения получен- 30 ных фракций при скорости сдвига 0,0520,0 c .

Отличительные признаки способа— охлаждение фракции с низкой температурой застывания до указанной температуры и смешение ее с фракцией, имеющей высокую температуру застывания, при скорости сдвига () 05-20,0 с

На чертеже изображена схема уста-. новки для осуществления предложенного, способа.

Исходное сырье (например сланцевое масло) по линии 1 направляют в ректификационную колонну 2, где разделяют на верхний погон (фракцию с низкой температурой застывания) и нижний.

Первый отводят по линии 3, охлаждают в теплообменнике 4 и подают в резервуар 5 для получения суспензии, который имеет рубашку б наружного охлаждения. Снизу ректификационной колонны 2 по линии 7 отводят нижний погон (фракцию с. высокой температурой застывания). Часть последней нагревают в теплообменнике 8. Смесь нагретой и ненагретой фракции.по линии 9 подают 55 в резервуар 5. Полученную суспензию отводят по линии 10 и транспортируют.

Исходное сырье может содержать

1-80% парафина, предпочтительна .10;

503.Под термином параФин понима- 60 ют осадок, образующийся при растворении 1 ч. углеводородной смеси в 10 ч. о метилэтилкетона при температуре 80 С с последующим охлаждением смеси до температуры -25 С. К таким парафинистым углеводородньм смесям относятся

5 температурой застывания и фракцию с высокой температурой застывания. Первую из них наГревают (6) . Последнюю отверждают и суспендируют во фракции ф,атносительно высокой температурой застывания. При этом нагревание фрак ции с высокой температурой застывания ведут до температуры на 2,8-122,2 С о. выше температуры ее застывания.

Недостаток способа — его относительно невысокая эффективность вследствие получения суспензии не очень высокого качества. При этом давление

s системе при перекачке получаемой, 16 суспензии значительно. сырая нефть. сланцевое масло (включая химически модифицированное сланцевое масло, например гидрообработанное сланцевое масло), смолистая нефть, ыазут, газойль и другие углеволародные смеси, содержащие парафин или его смеси„

Способ наиболее эффективен при применении в качестве сырья сырых нефтей с высокой температурой застыО вания, например выше 22 С.

Исходное сырье разделяют на фракцию, имеющую низкую температуру застывания (верхний погон), и фракцию,,имеющую высокую температуру застыва ния (нижний погон).

Разгонку исходного сырья можно вести любым способом, обеспечивающим разделение смеси на верхний и нижний погоны. Часть нижнего погона можно крекировать и/или гидрировать so время разгонки или перед смешением с верхним погоном.

Перед смешением верхнего погона с нижним обе фракции должны отвечать определенным условиям.

Верхний погон охлаждают до температуры выше его температуры застывания, но достаточно низкой, чтобы при смешении с горячим нижним погоном температура смеси была ниже температу ры транспортировки суспензии. Желательно, чтобы температура была ниже на 10 С, предпочтительно на 5 С, температуры транспортировки суспензии.

Вязкость верхнего погона не должна превышать 10 сП при минимальной температуре трубопровода. При этом арафиновые углеводородные молекулы в верхнем догоне не должны содержать бо" лее 20 углеродных атомов нри средней о минимальной температуре перекачки 4 С или 25 атомов углерода при средней о минимальной температуре 20 С.

Температуру нижнего погона перед смешением его с верхним погоном жела.тельно поддерживать на уровне той, при которой не существует кристаллической структуры (включая и углеводороды, отличающиеся от парафина). Согласно .предложенному cnocoeiy указанную температуру поддерживают выше температуры застывания погона на 75 С, предпочти9 тельно на .25. С.

Если фракция нижнего погона перегонки не охлаждена до температуры, ниже которой начинается кристаллизация,то ее можно суспендировать в верхнем погоне без подогрева. Если нижний погон после перегонки имеет температуру выше. необходимой, его охлаждают.

Изменение режимных условий и последовательности операций приводит к заниженной эффективности способа вследствие образования нежелаемых,форм парафиновых частиц в получаемой сусНен. эии. Скорость среза при перемешиваиии составляет 0.,05-20,0 с. Такая скорость

612643 среза позволяет получать крупные диспергированные частицы, обеспечивающие улучшенную перекачку. -При применении большей скорости среза образуется тонкодисперсная суспензия, которая плохо подвергается перекачке. В частности, если при перемешивании верхнего и нижнего погонов применяют скорость среза 30 с то давление перекачки может возрасти на 30% по сравнению с давлением при меньшей скорости среза (см.пример 2) .

До или после суспендиравания охлажденного верхнего погона в нижнем догоне в систему можно добавлять добавки или раэбавители (жидкие или газообразные).,В качестве добавок иснольэуют поверхностно-активные ве- . а4ества, диспергаторы, вещества, улуч е текучесть полученной смеси.

В качестве разбавителей — углекислоту, сырую нефть, газайль прямой гонки, природный газ, метан, пропан и т.п.

Суспензию необходимо хранить

Или транспортировать при температуре ниже температуры растворения парафиновых частиц. Пад температурой растворения понимают ту. температуру, при которой большая часть парафина переходит в раствор.

При хранении и транспортировке .температура трубопровода должна быть выше точки застывания верхнего погона

O о ка 5 С, предпочтительна на 15 С.

Концентрация парафиновых частиц в суспенэии должна составлять l60 вес.Ъ,предпочтительно 10-45 вес.Ъ.

Суспенэию можно транспортировать в любой транспортирующей системе, например в резервуарах, баржах, танке- рах, по трубопроводу или хранить в хранилищах. Лучшей транспортирующей системой является трубопровод или трубопровод с промежуточными хранилищами.

Температура суспензии во время транспортировки должна быть ниже температуры растворения частиц па-рафина в верхнем погоне. Температура суспензии может превышать температуру растворения парафина на короткое время, так чтобы значительные количества парафиновых частиц не растворялись в верхнем погоне. Если температура не превышает температуру растворения, то суспензия эффективно транспортируется по трубопроводу в том случае, когда температура не снижается более, чем на 3-5 С ниже наиболее высокой температуры суспенэин при транспортировке.

При снижении. температуры более, чем на 5 С ниже наиболее высокой температуры, достигаемой во время перекачки, может произойти падение давления.

Пример 1. Нижний погон представляет собой парафин с температурой плавления окало 82 С и средней о температурой застывания около 52 С.

Средняя точка застывания верхнего погона составляет около -20 С. Во всех

О случаях полученная суспензия содержит

32,5 вес.В нижнего погона в верхнем.

Приготавливают три образца.

Перекачивание суспензий проводят при

4-15,5 С.

Образец 1. Нижний и верхний поО гоны смешивают, и нагревают до 121 С, медленно охлаждают в неподвижном состоянии до 32 С, затем охлаждают до

4 с и вводят с объемной скоростью

20 мл/с в трубопровод диаметром 12,7мм и длиной 8 м.

Образец 2 ° Верхний погон охлаждают до 4 С в том же трубопроводе. При циркуляции са скоростью

20 мл/с нижний погон при 82 С добавО ляют непосредственно в трубопровод через Т-образное соединение со ско20 ростью 32 г/мин. Скорость cpesa coc-( тавляет около 30 с.

Образец 3. Верхний погон охлаждают до 4оС в резервуаре для суспензии и медленно добавляют нижний па25 гон прн 82 С, перемешивают лопастью а так, чтобы скорость среза составляла

ОКОЛО 3 с. .В табл. 1 приведена сравнение падения давления для различных обраэ30 цов при 4 С в трубопроводе диаметром

12,7 мм.

Таблица l

0,77 0,7 0 63

0,84 0,77 0,7

20

0 91 0,84 0,77

lô,12 0,98 0,84

Иэ данных табл. 1 видно, что

55 использование завышенных скоростей . среза (примеры 1, 2) не приводит к желаемым результатам.

Пример 2. В образцах .4 и 5

30 вес.Ж нижнего погона смешивают

60 с 70 вес.Ъ верхнего погона. Парафин о сначала нагревают да 82 С, затем добавляют к верхнему погону, охлажденному до 4 С. При получении образца 4 добавление горячего нижнего погона ве; дут в резервуаре, представляющем собой резервуар с наружным охлаждением, 612643

Таблица 3

10

0,66 0,34

Таблица 2

0,40

0,82

Об ск мл

0,97 0,48

Формула изобретения

0,42

15.5 20,0

0,31

0,36 .

0,43.26,7

0,7

0,46

39,2

0,42

0,51 снабженным мешалкой, обеспечивающей скорость среза смеси около 3 с. Затем полученную суспензию подают при 4 С в трубопровод, характеристика которого приведена в примере 1. При получении образца 5 горячий нижний погон добавляют непосредственно в трубопровод диаметром 12,7 мм при скорости циркуляции 26,7 мл/с, при зтом скорость среза составляет около 30 с. конечная температура образца 4 С. .В табл. 2 приведено сравнение падения давления для образцов 4 и 5 в трубопроводе диаметром 12,7 мм.

Как показывают эти данные, суспензия, полученная добавлением в резервуар, дает меньший перепад давления, чем суспензия, полученная при непосредственном добавлении горячего нижнего погона в трубопровод

Пример 3. Образец 6 имеет температуру застывания 27 С, в нем содержится около 10% парафина. Образец 7 получают .из образца 6 путем разгонки последнего с получением

53 вес.% верхнего погона и 47 вес. нижнего погона. Суспензию получают путем добавления нижнего Погона при о

51 С к верхнему погону, охлажденному до 4 C„ при скорости среза менее о

5 с .

В табл. 3 приведено.сравнение перепада давления для образцов 6 и 7 в трубопроводе диаметром 12,7 мм.

25 Способ получения суспензии углеводородных парафинистых смесей для транспортировки, включающий разделение исходной смеси на фракцию с низкой температурой застывания и фракцию с высокой температурой застывания, нагрев последней, о т л и ч а ю щ и и с,я тем, что, с целью повышения качества суспензии, фракцию .с низкой температурой застывания охлаждают до температу35 ры на .5,0-15,0 С ниже температуры транспортируемой смеси и смешивают с фракцией, имеющей высокую температуру застывания при скорости сдвига 0,0520,0 с

Источники информации, принятые

40 во внимание при экспертизе: .1. Патент CIQA 9 2303823, кл. 196-1, 1942.

2. Патент COLA 9 3292147, )сл. 137-1, 1966.

3. Патент СО1А Р 3393144, кл. 208-28, 1967.

4. Патент CO}A 9 3468986, кл. 264-9i 1969.

5. Патент COLA 3681230, 50 кл. 208-33, 1972.

6. Патент COIA 9 3804?52, кл. 208-37.0, 16. 04 . 74.

612643

Состаннтель H. Королева

Редактор Т. Загребельная ехред Л.Ллатырев Корректор Н. яцемирская

Заказ 3?46/18 Тираж 680 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектиая, 4