Способ очистки остаточных нефтяных фракций

 

284742

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К П А Т Е т.з Т У

Союз Советокнх, Соцналнстнческнх

Реопублнн

Зависимый от патента №

Кл. 23b, 1/05

МПК С 10g 21/14

УДК 665.637.86(088,8) Заявлено 07.111.1962 (№ 768111/23-4) Приоритет

Комитет по делам нзобретеннй н открытий прн Совете Мнннотров

СССР

Опубликовано 14.Х.1970. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 6,I.1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Геррит Хендрик Реман и Хендрик врутуйс,(Нидерланды) Иностранная фирма

«Ц1елл Интернационале Рисерч Матсхаппей и Н (Нидерланды) Заявитель

В.»

СПОСОБ ОЧИСТКИ ОСТАТОЧНЫХ НЕФТЯНЫХ

ФРАКЦИЙ

30

Изобретение относится к области очистки нефтепродуктов, в частности, остаточных нефтяных фракций от асфальтенов и неорганических компонентов.

Известен способ очистки нефтяных фракций от асфальтенов и неорганических компонентов путем смешивания исходной фракции с осадителем — парафиновыми углеводородами Сз — С-„например пентаном, гексаном, углеводородными фракциями, содержащими пентан и (или) гексан, при повышенной температуре с последующим отделением образовавшейся маслонерастворимой фазы путем фильтрации.

При осуществлении этого процесса происходит преждевременная закупорка фильтров, что приводит к снижению эффективности отделения асфальтенов, особенно, в промышленных условиях.

При отделении осажденных асфальтенов в сепараторах используются аппараты большого объема и веса, а эффективность процесса недостаточно высока.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа очистки нефтяных фракций от асфальтенов и неорганических компонентов, обладающего большой эффективностью.

Для этого используют способ очистки остаточных нефтяных фракций от асфальтенов и неорганических компонентов путем смешивания нефтяной фракции с осадитечем с последующим отделением образовавшейся маслонерастворимой фазы. Согласно изобретению, 5 отделение осуществляют путем пропускания смеси исходной фракции с осадителем через один или несколько гидроциклонов, или мультициклонов под давлением от 3 до 10 ать.

Предпочтительно смешивать 1 часть исход1о ной фракции с 3 — 6 частями осадптеля при температуре 30 — 70 С.

Пример 1. 16,8 л остаточной нефтяной фракции, полученной прямой перегонкой венецуэльской сырой нефти, с начальной т. кип.

15 350 С (1 атм), содержащей ванадий в количестве 520 мг)л и натрий в количестве 1 мг л., имеющей вязкость 30000 сст при температуре

36,8 С, смешивают с 82 л и-пентана в напорном баке, после чего перемешпванпе ведут еще

2О 10 .сии при температуре 35 С. Смесь масла с пентаном, содержащую осажденные асфальтены и неорганические компоненты, прогоняли через гидроциклон под давлением азота 4 атм.

Циклон имеет следующие размеры, л.и: диаметр цилиндрической части . . 10 высота цилиндрической части . . . 6 высота конической части . . . . . 5.5 диаметр входного отверстия . . . . 2 диаметр сливного отверстия . . . . 3

284742

3 диаметр отверстия в вершине конуса 1,5 длина вихреуловителя...... 4

В этих условиях поступающая смесь прого. нялась через .циклон со скоростью, соответствующей производительности устройства равной 150 л/час, Через сливное отверстие получено .в общей сложности 80,8 л смеси масла с пентаном, а через отверстие в вершине конуса 18 л пентансодержащего концентрата асфальтенов.

После испарения пентана осталось 12,7 л деасфальтенизированного масла и 4,1 л концентрата асфальтенов, содержащих соответственно 0,4 и 40 вес. /о осажденных компонентов. Вязкость деасфальтенизированного масла составляла 8500 сст при температуре

37,8 C. Содержание в масле ванадия снизилось до 200 мг/л, а натрия до 6 лг/л.

Пример 2. В качестве исходного материала употребляли нефтяную фракцию с начальной т. кип. 350 С (1 атм), содержащую ванадий в количестве 52 мг/л и натрий в количестве также 52 лг/л, полученную прямой перегонкой средневосточной сырой нефти. Вязкость исходной нефти составляла 1618 сст при температуре 37,8 С.

Через бак с полезной емкостью 25 л непрерывно пропускали указанную остаточную нефтяную фракцию со скоростью 20 л/час и и-пентан со скоростью 130 л/час, которые одновременно подавались насосами. Смесь масла с пентаном, содержащую осажденные асфальтены и неорганические компоненты, среднее время пребывания которой в баке в большинстве случаев составляло 10 мин, непрерывно прогоняли насосами через циклон, описанный в примере 1, под давлением 4 атя с той же скоростью, с которой смесь масла с пентаном проходила через бак.

Через сливное отверстие получали смесь масла с пентаном (130 л/«ac), а через отверстие в вершине конуса пентансодержащий концентр ат асфальтенов (20 л/час) . После испарения пентана остались деасфальтированное масло и концентрат асфальтенов, содержащие соответственно 0,3 .и 28 вес. /о осажденных компонентов. Вязкость деасфальтенизированного масла составляла 833 сст при температуре 37,8 C. Содержание в масле ванадия снизилось до 23 мг/л, а содержание натрия до 2,4,яг/л.

Пример 3. Концентрат асфальтенов, полученный, как описано в примере 2, еще раз прогоняли через гидроциклон таких же размеров, как указано в предыдущих примерах, для дальнейшего кон центрирования. Для этого 19,9 л концентрата асфальтенов сначала разбавляли 69 л н-пентана, а затем прогоняли через гидроциклон под давлением 4 атл. Через сливное отверстие было получено 70,4 л смеси масла с пентаном, а через отверстие в вершине конуса 18,5 л пентансодержащего концентрата асфальтенов. После испарения пентана остались 1,96 масла и 1,44 л концент30

4 содержащего 66 вес. /о рата асфальтенов, асфальтенов, Пример 4. В качестве исходного материала для одновременного получения деасфальтенизированного масла и асфальтенов, содержащих неорганические компоненты, использована та же остаточная фракция, что и,в примере 2.

Указанную остаточную фр акцию (1000 кг/час), нагретую до температуры

100 С, непрерывно пропускали через трубопровод и смешивали с осадителем (5000 кг/час), .нагретым до температуры 52 С, представляющим собой раствор относительно небольшого количества деасфальтенизированного масла в н-пентане, поступающий из сливного трубопровода, отходящего от мультициклона. Полученную смесь, температура которой установилась на уровне 60 С, подавали в условиях турбулентного течения по труоопроводу в мультициклон, состоящий из

10-ти параллельно сосединенных циклонов.

Каждый из этих циклонов имел следующие размеры, яя: диаметр цилиндрической части ., 25 диаметр входного отверстия ... 7 диаметр сливного отверстия ... 8,5 диаметр отверстия в вершине конуса 4

Длина трубопровода была такой, что время пребывания в нем смеси составляло

1 .чин. Этого было достаточно для осаждения асфальтенов, присутствовавших в исходном масле, а также для агломерации первоначально осажденных частиц асфальтенов до более крупных скоплений. Через сливное отверстие циклона в трубопровод поступал раствор масла (5557 кг/час), который после этого нагревали в подогревателе и подавали в дистилляционную колонну. Из нижней части этой колонны в трубопровод поступало деасфальтенизированное масло (950 кг/час), содержащее 0,5 вес. о/о асфальенов. Содержание ванадия в деасфальтенизироваHном масле снизилось до 23 лг/л, а содержание натрия до

2,4 мг/л. Удалявшийся из верхней части дистилляционной колонны по трубопроводу пентан (4607 кг/час) возвращали в цикл по трубопроводу, причем температура пентана составляла 20 С. Пентан смешивали в трубопроводе с концентратом асфальтенов (с температурой 60 С), поступившим по трубопроводу из отверстия в вершине конуса циклона со скоростью 442 кг/час. Смесь пентана и концентрата асфальтенов, ииевшую температуру

20 С, подавал ив условиях турбулентного течения по трубопроводу в мультициклон, состоявший из 10 параллельно соединенных циклонов, каждый из которых имел такие же размеры, что и первый. Через сливной трубопровод циклона удалялся пентан (5000 кг/час), содержащий 1,2 вес. /о масла и употребляемый в качестве осадителя для исходного масла, подаваемого по трубопроводу. Концентрат асфальтенов (442 кг/«ac) направляется по

284742

Предмет изобретения

Концентрация асфальтеиов в потоке, выходягцем из сливного отверстия, Время пребывания в аппаратуре

Температура, " С

Тип аппаратуры

Трубчатого типа

20 сен

66

32

2

1,5

1,0

0,8

1,0

0,8

0,1

4 мин

Бак с мешалкой

Составитель В. Нохрина

Редактор Т. Рыбалова

Корректер Л. Л. Евдонов

Заказ 3648 6 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4i5

Типография, пр. Сапунова, 2 трубопроводу в систему регенерации, в то время как по трубопроводу удаляется пентан (400 кг/час), используемый вместе с пентаном из дистилляционной колонны для смешения с концентратом асфальтенов, стекающим из трубопровода в вершине конуса циклона. Из трубопровода выгружают асфальтены в пор ошкообр азном состоянии (52 кгlчас), содержащие масло в количестве 10 вес.

Пример 5. Для определения влияния температуры на процесс удаления асфальтенов проведены две серии опытов в различных рабочих условиях. В первой серии опытов контакт с осадителем осуществлялся в трубопроводе, а во второй — в баке с мешалкой.

При каждой серии опытов температуру устанавливали в соответствии с данными, приведенными в таблице. В каждом случае асфальтены отделяли после указанного .времени пребывания смеси в аппаратуре, в различных условиях контакта и при различных указанных температурах, причем остаточную нефтяную фракцию разбаляли н-пентаном из расчета

5 частей (по объему) н-пентана на 1 часть остаточной нефтяной фракции.

На основании данных, приведенных в таблице, можно сделать вывод, что частицы асфальтенов, пригодные для отделения их при помощи гидроциклонов, образуются быстрее при относительно более высоких темпер а тур ах.

Непрерывная деасфальтенизация широкой остаточной фракции, полученной при перегонке нефти из Кувейта

Если суммировать некоторые преимущества, достигаемые при использовании настоящего изобретения, то можно сделать вывод, что описанный метод обеспечивает экономичное отделение асфальтенов от масляных компо5

50 нентов остаточных нефтяных фракций и в то жв время существенное уменьшение содержания неорганических компонентов, в частности, ванадия и натрия, причем эти компоненты концентрируются в асфальтенах. Полученное масло обладает значительно улучшенными свойствами с точки зрения его использования, так как в нем снижается содержание золы и, следовательно, уменьшается способность вызывать коррозию. Кроме того, найдено, что в связи с уменьшением содержания компонентов каталитическая обработка полученных масел является более эффективной, так как активность катализатора снижается в этом случае значительно медленнее, чем при использовании его при обработке неочищенной остаточной нефтяной фракции. Это имеет особо большое значение при процессах гидрирования, включая гидросульфирование.

Асфальтены, выделенные по данному методу, являются весьма ценными компонентами различных битумов и могут сочетаться с рядом известных масел, таких как ароматические экстракты или тяжелые фракции, с целью получения битуминозных композиций, обладающих характеристиками окисленного битума. Отсюда следует, что использование выделенных описанным способом асфальтенов уменьшает или исключает необходимость продувки таких композиций с целью придания им свойств окисленного битума.

1. Способ очистки остаточных нефтяных фракций от асфальтенов и неорганических компонентов путем смешивания исходной фракции с осадителем, например пентаном, гексаном, углеводородными фракциями, содержащими пентан и (или) гексан, при повышенной температуре с последующим отделением образовавшейся маслонерастворимой фазы, отличающийся тем, что, с целью повы шения эффективности процесса, отделение маслонерастворимой фазы осуществляют путем пропускания смеси исходной фракции с осадителем через один или несколько гидроциклонов, или мульти циклонов под давлением от 3 до 10 атм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

1 часть исходной фракции смешивают с 3—

6 частями осадителя при температуре 30

70 С.