Деасфальтизация гудрона

Размещено на http://allbest.ru/

Деасфальтизация. Установка двухступенчатой деасфальтизации гудронов жидким пропаном

двухступенчатый деасфальтизация гудрон нефть

Двухступенчатая деасфальтизация гудронов жидким пропаном предназначена для получения из остаточного сырья двух деасфальтизатов разной вязкости. Получаемые в первой и второй ступенях деасфальтизаты I и II далее перерабатывают раздельно или в смеси в остаточные масла.

В результате перехода от одноступенчатой деасфальтизации к двухступенчатой выход деасфальтизата при переработке гудронов увеличивается на 13--30 % (относительных). Прирост зависит главным образом от качества сырья и предъявляемых к продуктам требований.

На двухступенчатой установке битумный раствор из первой колонны деасфальтизации поступает через подогреватель во вторую колонну, в которую подается дополнительно жидкий пропан. Растворы деасфальтизата II и битума II выводятся соответственно из второй колонны сверху и снизу.

Деасфальтизаты I ступени являются сырьем для производства остаточных масел обычно вязкостью 18--23 мм²/c (при 100 °С), а деасфальтизаты II ступени -- значительно более вязких масел, например вязкостью 30--45 мм²^ (при 100°С). В деасфальтизатах II содержится больше ароматических углеводородов; они также имеют более высокие плотность и коксуемость. Битум деасфальтизации -- побочный продукт двухступенчатого процесса -- имеет высокую температуру размягчения; его можно использовать в качестве компонента сырья для производства нефтяных битумов твердых марок [81.

Главные секции установки следующие (рис. VII-2): деасфальтизация I ступени (колонна 10 со вспомогательным оборудованием); деасфальтизация II ступени (колонна 18 и вспомогательные аппараты); регенерация пропана при высоком давлении из раствора деасфальтизата I, из раствора деасфальтизата II, из битумного раствора II (три секции); регенерация пропана при низком давлении из обедненных растворов, выходящих из предыдущих секций регенерации. Сырьем I ступени является гудрон или концентрат, а исходной смесью для II ступени -- битумный раствор, переходящий под давлением из первой колонны снизу во вторую. На некоторых установках деасфальтизацию сырья проводят в I ступени в двух параллельно действующих колоннах, из которых битумные растворы поступают в одну общую колонну II ступени.

Сырье насосом 1 подается через паровой подогреватель 4 в колонну деасфальтизации I ступени 10. В нижнюю зону этой же колонны вводится через холодильник 3 жидкий пропан, забираемый насосом 2 из приемника 5. Пройдя верхний встроенный подогреватель 9 и верхнюю отстойную зону, раствор деасфальтизата I после снижения давления (примерно с 4,2 до 2,7 МПа) поступает в секцию регенерации пропана при высоком давлении. Требуемое рабочее давление в колонне 10 поддерживается с помощью редукционного клапана 8; колонна оборудована тарелками жалюзийного типа.

Битумный раствор I выводится с низа колонны 10, подогревается водяным паром в аппарате 15 и вводится в колонну 18 деасфальтизации II ступени.

В этой колонне процесс осуществляется при меньшем давлении и более низкой температуре, чем в колонне 10: за счет разности давлений, которая равна 0,4--0,7 МПа, битумный раствор I перемещается из колонны 10 в колонну 18. Пропан в колонну 18 подается насосом 12 через холодильник 14. Колонна 18 по конструкции подобна колонне 10. Кратность пропана к сырью для второй ступени выбирается более высокой, чем для первой. Из раствора деасфальтизата I основное количество пропана выделяется в последовательно соединенных испарителях 21 и 22, а из раствора деасфальтизата II -- в испарителях 20 и 23. В испарителях 20 и 21, работающих при сравнительно умеренных температурах, в качестве теплоносителя обычно используется водя-, ной пар давлением около 0,6 МПа, а в высокотемпературных испарителях 22 и 23 -- водяной пар давлением 1,0 МПа. Деасфальтизаты I и II практически полностью освобождаются от пропана соответственно в отпарных колоннах 29 и 31 тарельчатого типа, где стекающие жидкости продуваются встречным потоком водяного пара. Далее оба деасфальтизата направляются насосами 27 и 30 соответственно через холодильники 25 и 26 в резервуары.

Выходящие из испарителей 20 и 21 пары пропана высокого давления (2,7--2,8 МПа) конденсируются в аппарате воздушного охлаждения 7; конденсат поступает через кожухотрубный водяной холодильник 6 в приемник 5. Пары, выделенные в испарителях 22 и 23 (работающих при менее высоком давлении--около 1,8 МПа), конденсируются в аппарате воздушного охлаждения 17; образовавшийся здесь конденсат стекает в приемник 16. Для восполнения потерь в этот приемник подается технический пропан со стороны. Из приемника 16 пропан подается в приемник 5 насосом 13.

Битумный раствор II ступени, пройдя регулятор расхода 11, нагревается в трубчатой печи 19; испарившийся пропан отделяется от жидкости в сепараторе 24. Уходящие отсюда пары далее поступают в конденсатор-холодильник 7. Обедненный битумный раствор по выходе из сепаратора 24 продувается водяным паром в отпарной колонне 34 (также тарельчатого типа).

Смеси пропановых и водяных паров, уходящие при небольшом избыточном давлении из отпарных колонн 29, 31 и 34, поступают в общий конденсатор-холодильник смешения 33 с перегородками. Здесь при контакте с холодной водой водяные пары конденсируются, а пары пропана низкого давления, пройдя каплеотделитель 32, сжимаются компрессором 28 до давления 1,7--1,8 МПа. Под этим давлением пары пропана конденсируются в конденсаторе-холодильнике 17. Освобожденный от растворителя битум деасфальтизации по выходе из отпарной колонны направляется насосом 35 через холодильник 36 в резервуар. Во избежание заноса капель битума деасфальтизации в конденсатор-холодильник 7 выходящие из сепаратора 24 пары пропана обычно пропускаются через горизонтальный цилиндрический капле-отбойник. Для удаления сероводорода часть паров пропана проходит через колонну, заполненную водным раствором щелочи (каплеотбойник и колонна щелочной очистки на схеме не показаны). Ниже приведены температуры и рабочие давления в колоннах и испарителях установки [5]:

В качестве примера приведены условия и результаты двухступенчатой деасфальтизации пропаном гудрона самотлорской нефти [групповой состав этого гудрона: содержание асфальтенов 7,7 % (масс.), смол 18,8 % (масс.) и углеводородных компонентов 73,5 % (масс.)]:

Характеристика сырья, выходы и качество деасфальтизатов, полученных двухступенчатой деасфальтизацией жидким пропаном концентрата нефти месторождения Сангачалы море и гудрона ромашкинской нефти, приведены ниже [6]:

Деасфальтизат II может служить сырьем для выработки компонента высоковязкого остаточного масла, например типа П-28. Характеристики одного из образцов деасфальтизата II и полученных из него продуктов приведены ниже [4]:

Таблица

Очистка проводилась в двухколонной системе фенолом (кратность его к сырью 3,5:1), а депарафинизация -- в смеси метилэтилкетона с толуолом (60 % + + 40 %) при кратности растворителя к рафинату, равной 5:1 по объему; при этом одна часть отводилась на промывку лепешки.

Вопросы, относящиеся к автоматизации и контролю процесса деасфальтизации, рассмотрены в работе [10].

Деасфальтизация гудрона

Назначение - удаление с помощью избирательных растворителей смолисто-асфальтеновых веществ и полициклических углеводородов, обладающих повышенной коксуемостью и низким индексом вязкости. В качестве растворителя обычно применяется пропан. Деасфальтизация гудрона применяется также для получения сырья установок каталитического крекинга и гидрокрекинга; в этом случае наряду с пропаном используются бутан, пентан или легкие бензиновые фракции. Сырье и продукция. Сырье установки является гудрон - остаток, полученный вакуумной перегонкой мазута.

Продукция:

· Деасфальтизат - используется как промежуточный продукт в производстве остаточных масел или сырье для установок каталитического крекинга и гидрокрекинга; в производстве масел иногда применяется двухступенчатая деасфальтизация - из полученного в первой ступени асфальта выделяется высоковязкий компонент - деасфальтизат II.

· Асфальт - служит сырьем для производства битумов или компонентом котельного топлива.

Свойства сырья и продуктов, полученных при двухступенчатой деасфальтизации гудрона ромашкинской (I), усть-балыкской (II) и самотлорской (III) нефтей приводятся ниже:

I II III

Гудрон

Плотность, r204 1,010 0,982 0,984

Коксуемость,% 18-20 14-15 10-12

Содержание углеводородов, % (масс.)

Асфальтенов 6,7 7,7

Смол 21,1 18,8

Деасфальтизат I

Плотность, r204 0,915 0,925 0,926

Коксуемость, % 0,8-1,3 0,7-0,8 1,0-1,1

Вязкость при 100 0С, 20-23 19,5 20-22

Деасфальтизат II

Коксуемость, % 1,5-2,2 3,1 3,2-3,4

Вязкость при 100С, 30-55 60-65 60-80

Асфальт

Температура размягчения, 62-70 35-60 50-62

Технологический режим:

Блок экстракции

I ступень (К-1) II ступень (К-2)

Объемное соотношение пропан: сырье 6:1 - 8:1 8:1 - 10:1

Давление, кг/см 42-46 38-42

Температура, 0С

Верха 80-88 70-75

Низа 50-65 45-55

Нагрузка на единицу площади 35-45

поперечного сечения, м3 /:м2·ч)

Блок регенерации

Давление, кг/см2

В колоннах К-3, К-6, К-7 1

В испарителях Т-2 и Т-3 и колонне К-4 27

В испарителе Т-4 и колонне К-5 18

Температура, 0С

В испарителях Т-2 и Т-3 50-100

В испарителе Т-4 150

Материальный баланс. Материальные балансы деасфальтизации пропана гудроном ромашкинской (I) и усть-балыкской (II) нефтей приводятся ниже

I II

Поступило

Гудрон 100,0 100,0

Получено

Деасфальтизат I 29,0 33,6

Деасфальтизат II 10,0 11,4

Асфальт 61,0 55,0

Всего 100,0 100,0

Расходные показатели (на 1 т сырья):

Пар водяной, Гкал 1,4-2,6

Электроэнергия, кВт·ч 4-8

Вода оборотная, м3 30-45

Топливо, кг 10-16

Пропан, кг 5-15

Размещено на Allbest.ru