Способ регенерации растворителя

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (sO 4 С 10 (." 21/28 (21) 3480487/23-04 (22) 06.08.82 (46) 30.04. 86. Бюл. Ó 16 (72) Г.Л. Поташников, А.Г Мартынен-. ко, А.В. Вишневский и А,З. Мельман (53) 665. 662.374(088.8) (56) Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа, М.: Химия, 1978, с.131-135.

Там же, с.138-140.

Патент США У 4013549, кл. 208-323, 1977, (54)(57) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ в процессе ступенчатой экстракции нефтяного остаточного сырья пропаном и полярным растворителем путем последовательного отгона в отпарных колоннах с подачей в нижнюю часть двух последних колонн низкокипящего компонента при 180-300 С, о т л ио ч а ю щ и й. с я тем что, с целью улучшения качества рафината и экстракта и уменьшения потерь растворителя, в качестве низкокипящего компонента подают рафинатную фазу второй ступени экстракции, содержащую 8093 мас.X пропана.

1227649!

О

Изобретение относится к способу регенерации растворителя в процессе экстракции нефтяного остаточного сырья парными растворителями и может быть применено в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ регенерации растворителя (фенол-крезольной смеси) в процессе очистки нефтяных остатков .парными растворителями: фенол-кре-зольной смесью и пропаном, заключающийся в отгоне растворителя в три ступени: на первой ступени удаляют пропан, а на последующих двух ступенях — фенол-крезольную смесь, Недостатком данного способа являются высокие энергетические затраты на регенерацию.

Известен способ регенерации растворителя из рафинатного и экстрактного растворов процессе очистки нефтяного остаточного сырья парными ра створителями: фенол-крезольной смесью и пропаном с предварительной деасфальтизацией сырья.

Данный способ осуществляется сле— дующим образом.

Рафинатный раствор, содержащий рафинат, пропан, фенол-крезольную смесь, поступает в колонну. работающую поц давлением 1,5-1,9 МПа, на которой отгоняют пропан. С низа колонны рафинатный раствор самотеком поступает во вторую колонну, где под давлением около 0,7 МПа отгоняют более половины фенол крезольной смеси. Рафинатный раствор с оставшейся частью фенол-крезольной смеси перетекает в третью колонну, где при давлении

0,15 МПа при помощи перегретого водяного пара, используемого в качестве низкокипящего компонента, подаваемого в низ колонны, отпаривается почти весь растворитель. Рафинатный раствор, содержащий до 17 фенол:-крезольной смеси, с низа третьей колонны перетекает за счет разности давлений в вакуумную колонну, где при остаточном давлении 26,6.кПа с помощью перегретого водяного пара удаляются остатки растворителя. Рафинат с низа вакуумной колонны выводится с установки.

Регенерация растворителя из экстрактного раствора осуществляется аналогичным образом.

Недостатком данного способа является использование водяного пара в качестве ниэкокипящего компонента регенерации, вследствие чего возрастают энергетические затраты на выработку перегретого водяного пара и отгонку воды, имеющей высокую теплоту испарения; требуется специальный узел регенерации растворителя из водного раствора, что усложняет технологическую схему установки; ухудшается качество рафината и экстракта вследствие наличия в них следов не-" отогнанного растворителя; образуются сточные воды, содержащие растворитель, что приводит к повышенным потерям растворителя, а также отрицательно влияет на окружающую среду; ухудшается стабильность растворителя вследствие наличия в нем воды и протекания реакции гидролиза.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является .способ регенерации растворителя в процессе ступенчатой экстракции нефтяного сырья пропаном и полярным растворителем путем последовательного отгона растворителя в отпарных колоннах; в двух последних колоннах отпаривают при 180-300 С остатки растворителя низкокипящим компонентом— пропаном, подаваемым в нижнюю часть колонны.

Недостатками способа являются недостаточно высокие качества рафината и экстракта вследствие наличия в них следов неотогнанного растворителя и потери растворгтеля.

Цель изобретения — улучшение качества рафината и экстракта и уменьшение потерь растворителя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерации растворителя в процессе ступенчатой экстракции нефтяного остаточного сырья пропаном и полярным растворителем путем последовательного отго— на в отпарных колоннах с подачей в нижнюю часть,цвух последних колонн низкокипящего компонента при 180а

300 С в качестве низкокипящего компонента подают рафинатную фазу второй ступени экстракции, содержащую 8093 мас,7 пропана.

Рафинатная фаза со второй ступени экстракции при использовании ее в качестве низкокипящего компонента, подаваемого в ииз концевых колонн, предназначена для снижения парциального давления полярного растворителя, 1227649

Во-вторых, при попадании рафинатной фазы в низ колонн происходит интенсивное испарение пропана, что неблагоприятно отражается на тепловом балансе верхней части колонны. Для поддержания теплового баланса низа колонны необходимо, чтобы в рафинатной фазе было определенное количество высококипящего компонента (в данном случае нефтепродукта и полярного растворителя), который частично концентрируется во флегме, и суммрное содержание его не должно быть, как показали исследования, менее 7 мас./ (на

55 поддержания теплового баланса колонны и улучшения условий массообмена. Замена водяного пара на рафинатную фазу исключает необходимость использования воды на установке и улучшает пере- 5 численные характеристики, в результате чего достигается указанный положительный эффект. Это обусловливается прежде всего компонентным составом рафинатной фазы и, особенно, содер- 10 жанием в ней пропана, которое ие должно быть менее 80 мас.X. При содержании пропана менее 80 мас.7 ра- финатная фаза незначительно снижает парциальное давление полярного раст- 15 ворителя, что требует высоких температур нагрева и может привести к частичному разложению полярного растворителя (например, фурфурола). Использовать в качестве низкокипящего ком- 20 понента рафинатную фазу с содержанием пропана более 93 мас.7 нецелесообразно по двум причинам.

Во-первых, в концевых (вакуумных) колоннах содержится, как правило, не 25 более 3 мас.X полярного растворителя, который требуется отогнать. Известно, что чем меньше содержание растворителя, тем труднее обеспечить нужную чистоту кубового остатка, в данном З0 случае рафината и экстракта. Подача в низ колонн рафинатной фазы, в которой, кроме пропана, содержится нефтепродукт и полярный растворитель (в прототипе фенол-крезол), приводит к абсолютному увеличению содержания полярного растворителя во флегме, что и способствует обеспечению более выI сокой чистоты остатка. В рафинатной же фазе, содержащей более 93 мас.7. пропана, содержание полярного растворителя весьма незначительно, что не позволяет повысить чистоту кубовых остатков (рафината и экстракта). рафинатную фазу), что соответствует содержанию пропана не более

93 мас.7.

На чертеже приведена технологическая схема регенерации растворителя из экстрактного и рафинатного растворов в процессе очистки нефтяных остатков парными растворителями.

Экстрактный раствор по линии l u рафинатный раствор по линии 2 поступают на регенерацию растворителя в колонны 3 и 4 соответственно для отгона пропана работающие под избытком давления до 1,8 МПа. С верха колонн 3 и 4 выводят отрегенерирован;ный пропан, с низа колонн 3 и 4 экстрактный (по линии 5) и рафинатный (по линии 6) растворы после отгона из них пропана, которые поступают соответственно в колонны 7 и 8 для отгона основной массы полярного растворителя. Колонны работают под давлением до 0,7 %la. В колоннах 7 и 8 иэ экстрактного и рафинатного растворов удаляют основную массу сухого растворителя, который уходит .с верха, а экстрактный и рафинатный растворы после отгона из них основной массы растворителя по линиям 9 и !О соответственно поступают в колонны

11 и 12 для доотгона растворителя, работающие под давлением до 0,15 MIIa.

С верха колонн 11 и 12 выводят отрегенерированный сухой растворитель, а экстрактный и рафинатный растворы, содержащие до 37 растворителя, с низа колонн 11 и 12 по линиям 13 и 14 поступают в вакуумные колонны 15 и

16 для окончательного отгона растворителя, где при остаточном давлении

J (вакууме) 26,6 кПа удаляют остатки растворителя. Экстракт по линии 17 и рафинат по линии 18 направляют в парк. Отрегенерированный сухой растворитель с верха колонн регенерации

7, 8, 11, 12, 15 и 16 направляют в емкость 19 сухого раста. рителя, откуда остаточные пары пропана отсасывают компрессором 20, и скомпремированные пары подают в рабочую пропа— новую емкость 21.

В низ колонн 11, 15 и 12, 16 для снижения парциального давления растворителя и улучшения его отпаркп по линии 22 подают в качестве низкокипящего компонента рафинатную фазу с второй ступени блока экстракции, о предварительно нагретую до 180-300 С в теплообменнике 23.

1227649

Состав подаваемой рафинатной фазы, мас.X: пропан 80-93; нефтепродукт (рафинат) 6,5 — 19; полярный растворитель 0,5 — 1.

Пример 1. Гудрон грозненской нефти подвергают очистке парными растворителями : фенол-крезолом и пропаном, Регенерацию фенол-креэола из рафинатного раствора осуществляют в 1О четыре ступени.

В колонне 4 (температура, С: верха 60, низа — 330; давление 1,8 МПа) удаляют пропан, в колонне 8 (темпе— ратура, С: верха — 260, низа — 280; 15 давление 0,5 МПа) отгоняют 20-30Х фенол-крезола, в колонне 12 (температура„ С: верха-270, низа -300; давление 0,14 МПа) отгоняют основную массу оставшегося растворителя, и в 2О вакуумной колонне 16 (температура, С: верха — 220, низа — 280; остаточное давление 26,9 кПа) происходит окончательный отгон растворитепя, содержание которого в рафинате на выходе из установки составляет

0,0024 мас.%. В колонны 12 и 16 для снижения парциального давления фенолкрезола и лучшей его отпарки подают рафинатную фазу экстракции, нагретую О о до 300 С, содержащую 80 мас.% пропана.

Регенерацию фенол-крезола из экстрактного раствора осуществляют в четыре ступени.

В колонне 3 (температура, С: верха — 90; низа — 320; давление

1,8 МПа) удаляют пропан, в колонне 7 (температура, С: верха — 280, низа285; давление 0,3 MIIa) отгоняют 3040% фенол-крезола, в колонне 11 (температура, " С: верха — 260; низа290, давление 0,12 МПа) отгоняют основную массу отставшегося растворителя, и в вакуумной колонне 15 (температура, С: верха — 160, ниа эа - 240; остаточное давление

26,9 кПа) происходит окончательный отгон растворителя, содержание которого на выходе экстракта с установки составляет 0,07 мас.%. В колонны Il и 15 для снижения парциального давления фенол-крезола и лучшей его отпарки подают рафинатную фазу экстракции, нагретую до 300 С, содержащую

80 мас.X пропана.

Пример 2. Гудрон шаимской нефти подвергают очистке парными растворителями: фурфуролом и пропаном.

Регенерацию фурфурола из рафинатного раствора осуществляют в 4 ступени. о

В колонне 4 (температура, С: верха — 80, низа — 220; давление

1,5 МПа) удаляют пропан, в колонне

8 (температура, С: верха — 180, низа — 200 давление 1,7 МПа) отгоняют

50-60% фурфурола, в колонне 12 (температура, С: верха — )40, низа

190; давление 0 75 МПа) отгоняют основную массу оставшегося растворителя, в вакуумной колонне 16 (температура, С: верха — 150, низа — 180; о остаточное давление 26,6 кПа) происходит окончательный отгон растворителя, содержание которого в рафинате на выходе из установки 0,0022 мас.X.

В колонны 12 и 16 для снижения парциального давления фурфурола и лучшей его отпарки подают рафинатную о фазу экстракции, нагретую до 180 С, содержащую 87 мас.% пропана.

Регенерацию фурфурола из экстрактного раствора осуществляют в 4 ступени.. а

В колонне 3 (температура, С: верха — 75, низа — 220; давление

1,5 МПа1 отгоняют пропан, в колонне

7 (температура, С: верха — 180, низа — 210 С; давление 0,7 МПа) отгоняют 40-50% фурфурола, в колонне 11 (температура, С: верха — 150; низа

200; давление 0,15 МПа) отгоняют основную массу оставшегося растворителя, и в вакуумной колонне 15 (температура., С: верха- 140; низа — 190; остаточное давление 26,6 кПа), происходит окончательный отгон растворителя, содержание которого на выходе экстракта с установки составляет

0,06 мас.%.

В колонны 11 и 15 для снижения парциального давления фурфурола и лучшей его отпарки подают рафинатную а фазу экстракции, нагретую до 180 С, содержащую 87 мас.X пропана. ример 3 Гудрон западно-сибирской: нефти подвергают очистке парными растворителями: фенолом и пропаном.

Регенерацию фенола из рафинатного раствора осуществляют в 4 ступени.

В колонне 4 (температура, С: верха — 80, низа — 290; давление

122 7649 кое давление 26,6 кl!а) происходит окончательный отгон растворителя, со— держание которого на выходе экстракта с установки 0,07 мас.%.

В колонны 11 и 15 для снижения парциального давления фенола и лучшей его отпарки подают рафинатную фазу эк тракции, нагретую до 260 С, содержащую 93 мас.% пропана.

10 В табл.1 приведены сопоставительные показатели регенерации различных растворителей известным и предлагаемым способами.

1,7 МПа) удаляют пропан, в колонне

8 (температура, С: верха — 170; низа — 240; давленае 0,3 MIIa) отгоняют

40-50% фенола, в колонне 12 (TPMIIe ратура, С: верха — 220, низа — 230; о давление 0,15 МПа) отгоняют основную массу оставшегося растворителя, и в вакуумной колонне 16 (температура, С: верха — 230, низа — 240; остаточное давление 26,6 кПа) происходит окончательный отгон растворителя, содержание которого в рафинате на .выходе из установки составляет

0,0024 мас.%.

В колонны 12 и 16 для снижения !5 парциального давления фенола и лучшей его атпарки подают рафинатную о фазу экстракции, нагретую до 260 С, содержащую 93 мас.% пропана.

Регенерацию фенола из экстрактно — 20

ro раствора осуществляют в 4 ступени.

В колонне 3 (температура, С: верха — 75, низа — 290; давление

l,7 МПа) отгоняют пропан, в колонне

7 (температура, С: верха — 180, ни- 2h за — 260; давление 0,7 МПа) отгоняют

40-45% фенола, в колонне 11 (температура, С: верха — 160, низа — 220; давление 0,15 М11а) отгоняют основную массу оставшегося растворителя, и в 30 вакуумной колонне 15 (температура, С: верха — 145, низа — 200; остаточФенол

Фурфурол

Показатели

Фенол-крезольная смесь

Регенерация по способу предла- известгаемому ному известному

Затраты электроэнергии, кВт ч/т сырья 36

32 24

29

0,21

0,33

0,17

0,30

0,25

4Э

52

Содержание растворителя, мас.%:

0,0028 0,024 0,0022 0,026 0,0024

0,03 в рафинате

0,30

0,07

0,23 в экстракте в сточной воде

0,04

0,034

0,037

IIap, мгт/т сырья О, 38

Вода техническая, м /т сырья 54

Из данных табл.l видно, что регенерация растворителя предлагаемым способом по сравнению с известным позволяет снизить расход электроэнергии на 25% и расход пара — на

35."..; уменьшить в 10 раз содержание растворителя в рафинате и в 4 раза в экстракте; избавиться от сточных вод, содержащих растворитель; уменьшить потери растворителя на 40% и снизить на 15% кратность растворителя сырья за счет обезвоживания растворителя и повышения при этом его растворяющей способности.

В табл.2 приведены показатели регенерации фурфурола по предлагаемому способу и прототипу.

Т а б л и и а I предла- извест- предлагагаемому ному емому

0,06 0,27 0,07,1227649

Продолжение табп.1

Показатели

Фенол-креэольная смесь

Фурфурол

Фенол

Регенерация по способу известному

0,13

0,11

0,12

Нет

Нет

Нет

Потери растворителя, кг/т сырья 4,3

4,8

2,2

4,0

3,1

2,5

Кратность растворителя сырью

340

400

300

250

350

300

Содержание воды в растворителе, мас.7

0,5

0,8

0,7

Нет

Нет

Нет компонента, мас.7

0,8

93

Температура подачи низкокипящего компонента, С 300

260

260

180

300

180

Та блица 2

Показатепи

Способ

Предлага- Прототип емый

Содержание фурфурола в рафинате, поступающем в концевую копонну, мас.7

3.,0

3,0

8,5

Количество сбрасываемых с установки сточных вод, содержащих растворитель, м /т сырья

Количество пропана в рафинатной фазе, используемой в качестве низкокипящего цредла- извест" предла- извест- предлагагаемому ному гаемому ному емому

Количество низкокипящего компонента на раствор рафината, мас.Ж

1227б49

Продолжение табл.2.

Способ

Показатели

Прототип

Предлагаемый

100

Нефтепродукт 12,2

0,8

Фурфурол

180

180

Давление регенерации, КПа

26,6

26,6

0,0022 0,007

Составитель Л. Иванова

Редактор. Л. Веселовская Техред Г.Гербер Корректор С.Шекмар

Заказ 2263/27 Тираж 482. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород,. ул. Проектная, 4

Состав низкокипящего компонента, мас.7:

Пропан

Температура подачи низкокипящего компонента, оС

Содержание фурфурола в рафинате после регенерации, мас.Ж

Из данных табл.2 видно,что предла гаемый способ обеспечивает более значительное снижение содержания фурфурола в рафинате по сравнению с известным, в результате чего улучшается качество продуктов экстракции и снижаются потери растворителя (до 30-407) .