BRPI0607426A2 - processo integrado para transportar e beneficiar óleo pesado ou betume e processo e aparelho para beneficiar uma alimentação total compreendendo óleo pesado ou betume com solvente e água - Google Patents

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Abstract

PROCESSO INTEGRADO PARA TRANSPORTAR E BENEFICIAR óLEO PESADO OU BETUME E PROCESSO E APARELHO PARA BENEFICIAR UMA ALIMENTAçãO TOTAL COMPREENDENDO óLEO PESADO OU BETUME COM SOLVENTE E áGUA. Descreve-se um processo de beneficiamento de óleos pesados e betumes, onde a alimentação total do processo pode incluir óleo pesado e betume, água e diluente. O processo pode incluir as etapas de remoção das partículas de asfalto via solvente (110), a alimentação total (105) para recuperação de uma fração de asfalteno (116), uma fração de óleo desasfaltizadaessencialmente livre de asfalteno (118), fração de água (112) e uma fração de solvente (114). O processo permite a remoção de sais dos óleos pesados e dos betumes tanto nos produtos aquosos ou nos produtos de asfaltenos.

Description

"PROCESSO INTEGRADO PARA TRANSPORTAR E BENEFICIARÓLEO PESADO OU BETUME E PROCESSO E APARELHO PARABENEFICIAR UMA ALIMENTAÇÃO TOTAL COMPREENDENDOÓLEO PESADO OU BETUME COM SOLVENTE E ÁGUA"
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
A presente invenção de uma maneira geral está relacionadacom o beneficiamento de óleos pesados e betumes. Mais especificamente, apresente invenção trata do processo de beneficiamento de óleos pesados ebetumes incluindo um ou mais etapas da produção, dessalinização, remoçãode água, fracionamento, extração de solvente, coqueificação retardada,craqueamento térmico, craqueamento catalítico fluido e hidrotratamento e/ouhidrocraqueamento para produzir produto bruto sintético e/ou nafta,destilados e fluxos de gasóleo.
Refínadores continuam à procura de métodos aperfeiçoados deprocessamento e da transformação de recursos de óleo pesado em óleos eprodutos finais mais nobres. Os óleos pesados, os quais podem incluirbetumes, betumes oriundos de areias alcatroadas outros óleos pesados,apresentam problemas de processamento devido à presença de sais, metais eácidos orgânicos. Betumes e óleos pesados são extremamente viscososresultando em problemas no transporte desta matéria prima pelos meiostradicionais. Óleos pesados e betumes muitas vezes têm que ser mantidos atemperaturas elevadas para permanecerem escoáveis e/ou serem misturadoscom um diluente à base de hidrocarboneto mais leve para o transporte portubulações. O diluente pode ser caro e pode-se incorrer em custos adicionaisno transporte do mesmo para o local onde a produção está ocorrendo.
Adicionalmente, água de ocorrência natural nos óleoscomumente conhecida como água de produção, contém sais. Esta água é, emalguns processos, vaporizada para atender as especificações do oleoduto comrelação ao teor de água. Dessa forma sais são deixados no óleo e entãotransportados com o óleo pesado ou betume ou com o óleo pesado ou betumediluído no solvente.
A figura 1 ilustra um dos esquemas de processo para oprocessamento de óleo pesado ou betume para conversão em e recuperação deprodutos de hidrocarbonetos úteis. Uma alimentação 10 de óleo cru pesado oubetume produzida a partir de um poço por um método de produção in-situ talcomo drenagem por gravidade assistida por vapor (SAGD) ou por umaoperação de mineração, pode ser misturada com um diluente para manter aviscosidade da mistura em uma faixa desejável para o transporte para umarefinaria ou outra instalação de processamento e pode incluir também água,sais, metais, lama, etc. A alimentação total 10 é de modo ideal primeiramenteprocessada para remover a água e o sal dos hidrocarbonetos no dessalinizador12, a água e o sal podem ser recuperados via corrente 14.
Os hidrocarbonetos podem ser recuperados na corrente 16 ealimentados à unidade de destilação atmosférica de brutos 18 para recuperar odiluente 20 e para obter nafta de destilação direta, destilados, gasóleo esimilares, recuperados na corrente 22. O diluente 20 pode ser recuperado ereenviado à produção de óleo pesado ou betume ou às instalações demineração através de um duto. O resíduo de fundos da torre atmosférica(ATB) 24 é normalmente ainda processado para aumentar o rendimento dosprodutos mais valiosos, por exemplo ,nafta, destilados e gasóleo. O resíduoATB 24 pode conter uma grande proporção de hidrocarbonetos com ebuliçãoacima de 565°C (1050°F) assim como nitrogênio, enxofre e compostosorganometálicos, e resíduo de carbono Conradson (CCR) e pode ser difícil deprocessar. Freqüentemente uma torre de desitilação a vácuo 26 é empregadapara recuperar gasóleo adicional a vácuo 28, do resíduo ATB 24. O resíduo30 de fundos de a vácuo (VTB) é ainda mais concentrado em hidrocarbonetosde alto ponto de ebulição, por exemplo, com ponto de ebulição normalmente aacima de 565°C (1050°F), assim como CCR, enxofre, nitrogênio e compostosorganometálicos.
Num processo típico de refinaria com uma torre de destilaçãoa vácuo 26, o resíduo VTB 30 (e/ou o resíduo ATB 24) pode ser alimentado àdesasfaltização com solvente (SDA) 32. A desasfaltização com solvente 32contata o resíduo com propano, butano, pentano, hexano e uma combinaçãodos mesmos ou um solvente similar (em condições ou subcríticas ousupercríticas, por exemplo, na extração supercrítica de óleo de resíduo ouROSE®; em outros processos SDA podem incluir DEMEX e SOLVAHL oudesasfaltização com solvente convencional) para separar os asfaltenos 34 dodo óleo desasfaltizado (DAO) 36 (e/ou resinas). O DAO (36) tem níveisinferiores de CCR, enxofre, nitrogênio e metais, do que a alimentação deresíduo atmosférico/a vácuo já que estes constituintes sãodesproporcionalmente retidos com os asfaltenos 34.
Os produtos 22, 28 obtidos a partir da torre atmosférica 18 e datorre a vácuo 26 assim como o DAO 36 oriundo da desasfaltização comsolvente 32 podem ser combinados para formar a corrente de destilado 38. Acorrente de destilado 38 ou as correntes individuais dos produtos 22, 28 e 36são normalmente ainda processados para beneficiar os hidrocarbonetos eremover o nitrogênio e enxofre adicionais a fim de facilitar o processamentoem unidades de craqueamento catalítico, unidades de hidrotratamento ehidrocraqueamento de qualquer tipo e similares sem contaminarprematuramente seus catalisadores.
O processo típico da figura 1 para separação e beneficiamentoda alimentação de óleo pesado ou betume em produtos úteis, envolve váriasetapas de processamento e pode demandar um investimento de capitalsubstancial. Adicionalmente, a alimentação de alimentação de betume ou óleopesado pode incluir espécies ácidas. Qualquer ácido no betume ou óleopesado também pode demandar a aplicação de metalurgia de alto custo emequipamento de fracionamento, normalmente operando acima de 232°C(450°F).
Na Patente US 4.875.998, Rendall expõe a extração de óleosde betume a partir de areias alcatroadas com água quente. Outros processos deextração com água ou solvente são apresentados na Patentes US 4.160.718 deRendall; 4.347.118 de Funk, et al.; 3.925.189 de Wicks, III; e 4.424.112 deRendall.
Outras referências representativas relacionadas à extração depetróleo bruto a partir de areias alcatroadas incluem o pedido de patente CA2.069.515 por Kovalsky, Patente US 563.046.559 de Glandt; Patente US5.318.124 de Ong et al; Patente US 5.215.146 de Sanchez; e Good,"Shell/Aostra Peace River Horizontal Well Demonstration Project", 6thUNITAR Conference on Heavy Crude e Tar Sands (1995) (Conferência sobreóleos pesados e areias alcatroadas).
A extração por solvente do óleo de resíduo é conhecida desdea década de 1930 como previamente descrito na Patente U.S. 2.940.920 deGarwin. Outras técnicas representativas para a desasfaltização de solventesusando condições de solvente supercrítico são descritas, por exemplo, empublicações como Northup et al., "Advances in Solvent DeasphaltingTechnology" apresentado na reunião anual da NPRA (NPRA AnnualMeeting) nos dias 17 a 19 de março em 1996 em San Antônio, Texas eNelson et al., "ROSE®: The Energy-Efficient, Bottom-of-the BarreiAlternative", apresentado na reunião da AIChE (1985 Spring AIChEMeeting), em Houston, Texas, nos dias 24 a 25 de março de 1985, todos osquais estão incluídos neste documento como referência. Técnicasaperfeiçoadas de extração por solventes foram descritas na Patente US5.843.303 por Ganeshan. A Patente US 6.357.526 apresenta um processo eum sistema que integram beneficiamento no local de óleo pesado ou betume erecuperação de energia para a produção de vapor com produção por drenagempor gravidade assistida por vapor (SAGC) do óleo pesado ou betume, o qual émantido a temperatura elevada para bombeamento para a unidade debenefíciamento.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
O processo da presente invenção pode diminuir o investimentode capital de necessário, reduzir os custos de operação, melhorar aconfiabilidade operacional e pode em muito simplificar as etapas deprocessamento necessárias para processar uma alimentação total a partir deóleo pesado ou betume proveniente de mineração ou SAGD ou outrosmétodos de produção in-situ. A invenção pode usar um diluente paratransportar o óleo pesado ou betume para uma unidade de desasfalitização porsolvente que pode convenientemente usar o diluente como solvente deextração do óleo desasfaltizado (DAO). O solvente recuperado dentro daunidade de desasfalitização retorna então para o local de produção de óleopesado ou betume para uso como um diluente. Alternativamente a invençãopode usar uma mistura de solventes para o desasfalitizar o óleo, por exemplo,onde um dos componentes da mistura pode ser o diluente usado paratransportar o óleo pesado ou betume. O solvente pode, quando necessário, serfracionado para recuperar o diluente para o retorno ao local de produção. Apresente invenção pode processar a alimentação total de óleo pesado oubetume desta forma eliminando a necessidade de dessalinização efracionamento de extremidade frontal. Dessalinização e separação de águapodem ser efetuadas numa configuração em uma operação modificada dedesasfalitização por solvente.
Numa configuração a presente invenção apresenta umprocesso integrado para transportar e beneficiar óleo pesado ou betumecompreendendo: diluir o óleo pesado ou betume com um diluentecompreendendo um hidrocarboneto tendo de 3 a 8 átomos de carbono,primordialmente para o propósito de formar uma mistura bombeável, porexemplo, a condições de temperatura ambiente dos dutos; transportar amistura através de dutos para uma unidade de desasfalitização por solvente que pode estar em um local remoto; desasfaltizar por solvente a mistura para recuperar uma fração de asfalteno, uma fração de óleo desasfalitizado essencialmente livre de asfaltenos e uma fração de solvente compreendendo o dito diluente; reciclar quando necessário uma porção do solvente recuperado como o diluente para o óleo pesado ou betume.
O óleo pesado ou betume pode ter uma gravidade API variando de 2 a 15. O óleo pesado ou betume pode ter um número de ácido total entre 0,5 e 6. O óleo pesado ou betume pode ter um teor de sedimento básico e água (BS&W) de 0,1 a 6 por cento em peso. O óleo pesado ou betume pode conter mais do que 1,4 g de sal de cloreto por m3 (0,5g por 1000 barris de 42 galões de produto bruto) ou mais do que 2,85 g/m3 de sal de cloreto (lg por 1000 barris de 42 galões de produto bruto) em uma outra configuração.
Como empregado aqui "essencialmente livre de" de um componente significa ter menos de 0,1 por cento em peso desse componente ou menos do que 0,01 por cento em peso em uma outra configuração. Por exemplo, "essencialmente livre de água" significa menos que de 0,1 por cento em peso de água ou menos de 0,01 por cento em peso.
O óleo pesado ou betume pode conter água e a desasfalitizaçãopor solvente pode incluir recuperação de água ácida onde a fração do óleo desasfalitizado é essencialmente livre de água. O óleo pesado ou betume pode também conter sais de cloretos e a desasfalitização por solvente pode incluir dessalinização a jusante a partir do separador de asfalteno onde a fração de óleo desasfalitizado é essencialmente livre de sais de cloretos. Em uma configuração o processo pode compreender injetar água na mistura na ou a montante da desasfalitização por solvente para facilitar a dessalinização.
Em uma configuração a separação do asfalteno, o separador de óleo desasfaltizado e a extração por solvente do óleo desasfaltizado, durante aoperação de desasfaltização do solvente, podem ocorrer na temperatura de 232°C (450°F) ou menos, reduzindo o ataque por ácido orgânico e minimizando a necessidade de metais de alta liga no equipamento de desasfaltização por solvente.
O óleo pesado ou betume diluído pode ter uma razão de 1 a 10 partes em peso de solvente por partes em peso de óleo pesado ou betume. A desasfaltização por solvente pode ter uma razão de 1 à 10 partes em peso de solventes por partes em peso óleo pesado ou betume.
O solvente pode ser hidrocarboneto tendo 3 a 8 átomos de carbono ou uma combinação disso. Em uma outra configuração o solvente pode ser hidrocarbonetos com 4 a 7 átomos de carbono ou uma combinação disso, por exemplo nafta. Em ainda outra configuração o solvente pode ser um hidrocarboneto tendo 5 ou 6 átomos de carbono ou uma combinação disso. O processo da presente invenção pode operar sem dessalinizar o óleo pesado ou betume antes da desasfaltização do solvente. A desasfaltização por solvente pode ser operada na alimentação total de óleo pesado ou betume sem qualquer pré-tratamento.
Em outra configuração a presente invenção fornece um processo para beneficiar uma alimentação total comprendendo óleo pesado ou betume com solvente e água, compreendendo: suprir a aliementação total a um separador de asfalteno em condições de separação asfalteno para produzir uma corrente rica em asfalteno e uma corrente pobre em asfalteno; extrair o solvente da corrente rica de asfalteno para formar uma fração de asfalteno essencialmente livre de água e recuperar uma primeira corrente de solvente para um sistema de recuperação de solvente; separar a corrente pobre em asfalteno em um separador de óleo desasfaltizado para formar uma corrente de óleo desasfaltizado e recuperar uma segunda corrente de solvente para o sistema de recuperação de solvente; extrair solvente da corrente de óleo desasfaltizado para formar uma fração de óleo desasfaltizado essencialmentelivre de água e recuperar uma terceira corrente de solvente para o sistema de recuperação de solvente; separar água do sistema de recuperação de solvente; e recuperar água do separador de óleo desasfaltizado ou uma combinação disso.
A alimentação total pode compreender óleo pesado ou betumecom uma gravidade API de 2 a 15 numa base livre de solvente. A alimentação total pode ter um número de ácido entre 0,5 e 6 numa base livre de solvente. A alimentação total pode ter um teor de sedimento básico e água de 0,1 a 6 por cento em peso numa base livre de solvente. A alimentação total pode compreender sais de cloretos.
A recuperação da água pode incluir resfriar a corrente de óleo desasfaltizado e recuperar uma fase aquosa antes da extração por solvente da corrente de óleo desasfaltizado. Em outra configuração os sais de cloretos são removidos com a fase aquosa recuperada. Em outra configuraççao, sais de cloretos são recuperados com a fração de asfalteno.
O processo da presente invenção pode incluir reciclar solvente a partir do sistema de recuperação de solvente através de uma linha de reciclagem de solvente para o separador de asfalteno. O sistema de recuperação de solvente pode incluir uma linha de retorno de solvente a partir da segunda corrente de solvente, através de um trocador de calor para aquecer a corrente pobre em asfalteno e para a linha de reciclagem de solvente
A recuperação de água pode incluir resfriar o solvente na linha de retorno de solvente e recuperar de uma corrente de água por separação de fase a montante da linha de reciclagem de solvente. O processo da presente invenção pode incluir a recuperar uma corrente rica em água a partir do separador de óleo desasfaltizado.
A extração por solvente a partir da corrente rica em asfalteno e da corrente de óleo desasfaltizado pode compreender extração com vapor. A alimentação total pode incluir sulfeto de hidrogênio e a água recuperada, águaseparada ou ambas podem incluir sulfeto de hidrogênio.
O processo da presente invenção pode ainda incluir as etapas de enviar solvente através de dutos a partir do sistema de recuperação de solventes para a produção de óleo pesado ou betume em um lugar remoto diluindo o óleo pesado ou betume com solvente em excesso para formar a alimentação total e enviar através de dutos a alimentação total para o separador de asfalteno.
O processo pode incluir adicionar água na alimentação total a montante do separador de asfalteno. O solvente pode ser um hidrocarboneto tendo de 3 a 8 átomos de carbono ou uma combinação disso. Em outras configurações o solvente pode ser um hidrocarboneto tendo 4 a 7 ou 5 a 6 átomos de carbono ou uma combinação disso.
A presente invenção também prevê um equipamento para beneficiar uma alimentação total da alimentação total compreendendo óleo pesado ou betume com solvente e água, compreendendo: um dispositivo para suprir a alimentação total a um separador de asfalteno em condições de separação de asfalteno para produzir uma corrente rica e uma corrente pobre em asfalteno; um dispositivo para extrair solvente a partir da corrente rica em asfalteno para formar uma fração de asfalteno essencialmente livre de água e recuperar uma primeira corrente de solvente para um sistema de recuperação de solvente; um dispositivo para separar a corrente pobre em asfalteno num separador de óleo desasfaltizado para formar uma corrente de óleo desasfaltizado e recuperar uma segunda corrente de solvente para um sistema de recuperação de solvente; um dispositivo para extrair solvente a partir da corrente de óleo desasfaltizado para formar uma fração de óleo desasfaltizado essencialmente livre de água e recuperar uma terceira corrente de solvente para a unidade de recuperação de solvente de solvente para recuperar o sistema de recuperação de solvente; um dispositivo para separar água proveniente do sistema de recuperação de solvente; e um dispositivo pararecuperar água do separador de óleo desasfaltizado, da corrente de óleo desasfaltizado ou uma combinação delas.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Para uma descrição mais detalhada das configurações apresentadas, referência será feita agora aos desenhos anexos, onde:
Fig. 1 ilustra um fluxograma típico de um processo da técnica anterior para processar betume e óleo pesado.
Fig. 2 mostra um processo de acordo com uma configuração da invenção para o beneficiamento parcial de carga de alimentação de óleo pesado ou betume, utilizando um processo ROSE® modificado para processar a alimentação total.
Fig. 3 ilustra um fluxograma simplificado do processo ROSE® modificado da figura 2.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
O processo da presente invenção pode reduzir o investimento de capital demandado, reduzir as despesas de operação, e simplificar consideravelmente as etapas de processamento necessárias para processar uma alimentação total proveniente de mineração ou produção de óleo pesado ou betume, como será prontamente verificado pela descrição a seguir. O processo da presente invenção pode eliminar a dessalinizador, as unidades de destilação atmosférica e a vácuo, desta forma simplificando o esquema de processamento global e reduzindo o capital necessário ao se construir uma instalação.
O óleo produzido, óleo pesado ou betume, pode ser misturado com um diluente para produzir óleo facilmente transportável, onde o diluente é também adequado como um solvente para desasfaltização por solvente. O diluente pode ser um hidrocarboneto contendo de 3 a 8 átomos ou uma combinação disto. O óleo pesado ou betume diluído pode ter uma razão de 3 a 10 partes em peso de diluente por parte em peso de óleo pesado ou betume .Em certas configurações o óleo pesado ou betume pode ter um teor de sedimento básico e água (BS&W) de 0 a 6 por cento em peso ou mais em uma base livre de diluente. Em outras configurações o óleo pesado ou betume pode incluir sais, alguns dos quais são sais de cloreto, onde o teor de sal no óleo pesado ou betume é superior a 0,24 kg (0,5 libra) de sal por 159 m3 (1000 barris) de óleo pesado ou betume numa base livre de diluente. Em outras configurações óleo pesado ou betume pode incluir sulfeto de hidrogênio.
Com referência a figura 2 em uma configuração do processo 100 da presente invenção, a alimentação total 105 (incluindo o óleo produzido, diluente, e qualquer água, lama, e sais) pode ser alimentada diretamente a uma unidade de desasfaltização por solvente 110.
A unidade de desasfaltização por solvente 110 pode separar a alimentação total 105 numa fração de água 112, numa fração de diluente 114, numa fração de asfalteno 116 e numa fração de óleo desasfaltizado 118. A unidade de desasfaltização por solvente 110 pode operar a temperaturas moderadas (principalmente abaixo de 232°C (450°F), por exemplo) e pode efetivamente reduzir a necessidade de metalurgia fina. A unidade de desasfaltização por solvente 110 pode ser convencional empregando equipamentos e metodologias para a desasfaltização por solvente que são amplamente disponíveis sob as designações comerciais ROSE®, SOLVAHL, DEMEX ou similares ou pode ser um processo ROSE® modificado como descrito abaixo com referência à figura 3.
A fração de asfalteno 116 pode ser encaminhada a um processo 120 onde o asfalteno pode ser beneficiado ou de resto usado de forma vantajosa para geração de energia. Por exemplo, os asfaltenos 116 podem ser pelotizados, usados para produzir asfalto, processado em um coqueificador, em um processo de gaseificação, ou ser queimado para produzir vapor ou transformado em asfalto para pavimentação rodoviária. Afração de óleo desasfaltizada 118 pode ser encaminhada a outros processos de beneflciamento 122 tais como hidrotratamento, unidades de hidrocraqueamento catalítico fluido, processos de redução de viscosidade e e de craqueamento térmico etc, ou pode ser simplesmente misturada em óleo combustível ou outras correntes de produto. Para uma alimentação total 105 tendo um alto teor de metal, o DAO pode ser fornecido a um unidade FCC tendo um catalisador de baixa atividade de conversão para a remoção de metais (vide, por exemplo, pedido U.S. No. 10/711,176, depositado em 30 de agosto de 2004 por Iqbal et al.).
A figura 3 ilustra um fluxograma simplificado de uma configuração da unidade de desasfaltização por solvente 110 modificada. A alimentação total 105 é fornecida ao separador de asfalteno 140. Diluente ou solvente adicional, pode se necessário ser introduzido via linhas 142 e 144 na linha de alimentação 105 e no separador de asfalteno 140 respectivamente. Se desejado todo ou parte do solvente pode ser introduzido(a) na linha de alimentação 105 via linha 142. Caso desejado um elemento misturador convencional 146 pode ser empregado para misturar o solvente introduzido a pela linha 142.
O separador de asfalteno 140 contém elementos de contato convencionais, tais como bandejas de borbulhamento, elementos de recheio tais como anéis ou selas, recheio estrutural tal como aquele disponível sob a designação comercial ROSEMAX ou similares. No separador de asfalteno 140, a alimentação total 105 se separa em uma fase de solvente/óleo desasfaltizado (DAO) e em uma fase de asfalteno. A fase mais leve de solvente/DAO se desloca ascendentemente enquanto a fase mais pesada de asfalteno se desloca para baixo através do separador 140. A fase de asfalteno é coletada a partir do fundo do separador de asfalteno 140 via a linha 148, aquecida em um trocador de calor 150 e alimentada para uma torre de vaporização instantânea ou extrator de asfalteno 152. A fase asfalteno éextraída do solvente no extrator de asfalteno 152. A fase asfalteno é recuperada como um produto de fundo na linha 116 e vapor de solvente na superiormente na linha 156.
O separador de asfalteno 140 é mantido a uma temperatura e pressão elevadas suficientes para efetuar uma separação do resíduo de petróleo e mistura de solventes em uma fase de solvente/DAO e em uma fase asfalteno. Tipicamente o separador de asfalteno 140 pode ser mantido a uma temperatura subcrítica do solvente e um nível de pressão pelo menos igual à pressão crítica do solvente.
A fase de solvente/DAO pode ser coletada na superiormente apartir do separador de asfalteno 140 através da linha 158 e aquecida convencionalmente via trocador de calor 160 o qual pode integrar a recuperação térmica e a troca de calor convencional como necessário. A fase de solvente/DAO aquecida pode ser em seguida envaida ao separador de DAO 162.
Como é bem conhecido, a temperatura e a pressão da fase solvente/DAO são manipuladas para fazer a fase DAO se separar de uma fase solvente. O separador DAO 162 é mantido a uma temperatura e pressão elevadas o suficiente para efetuar uma separação da mistura solvente/DAO em fases ricas em solventes e DAO. No separador de DAO 162, a fase DAO mais pesada passa para baixo enquanto a fase solventes mais leve, passa para cima. A fase rica em DAO é coletada a partir do fundo do separador DAO 162 mediante a linha 164. A fase rica em DAO é alimentada à torre de vaporização instantânea 166 onde ela é extraída para obter um produto DAO via linha de produtos de fundo 118 e vapor de solvente na linha de topo 168. O solvente é recuperado superiormente a partir do separador DAO 162 via linha 170. Uma porção do diluente recuperado na linha 170 pode ser alimentada aos trocadores de calor 160 via linha 172 e resfriada nos trocadores de calor 160, 173 para recirculação via bomba 174 e linhas 142,144. O diluente remanescente recuperado na linha 170 e o diluente recuperado das linhas de vapor 156 e 168 podem ser condensados no trocador de calor 176, acumulados, no tambor de surto 178 e reciclados via bomba 180 e linha 182. Qualquer diluente em excesso pode ser recuperado via linha 114 e pode enviado de volta às unidades de mineração ou produção de óleo pesado ou betume por meio de um duto.
O separador de DAO 162 tipicamente é mantido a uma temperatura mais elevada que a temperatura do separador de asfalteno 140. O nível de pressão no separador DAO 162 é mantido pelo menos igual à pressãcrítica do solvente quando mantido a uma temperatura igual ou superior à temperatura crítica do solvente. Particularmente, o nível de temperatura no separador DAO 162 é mantido acima da temperatura crítica do solvente.
Qualquer água e sal entrando com a alimentação total 105 podem ser processados no separador de asfalteno 140. A água será dirigida nas correntes 148 e 158 com base na solubilidade da água nas respectivas frações (em função da temperatura, pressão, tipo de diluente e outros). Água na correntes de fundos 148 do separador de asfalteno 140 pode ser vaporizada instantaneamente na parte superior no separador de asfalteno 152 e coletada na corrente de topo 156 junto com qualquer vapor fornecido a um extrator 152 via linha 184.
A água na corrente de topo 158 do separador de asfalteno 140 pode ser processada no separador de DAO 162 e será direcionada para correntes 170, 164 com base na solubilidade da água no respectivo diluente e frações de DAO. Se a reciclagem de diluente puder resultar em uma concentração de água suficiente de tal modo que uma fase de água pode se formar, a água pode ser recuperada via linha 185 a partir do separador de DAO 162; uma fase de água pode também se formar no sistema de reciclagem de diluente (linhas 172, 170) ou na corrente de fundos de DAO.
Caso necessário, a porção de água remanescente com acorrente de fundos do separador de DAO 164 pode ser separada do DAO no separador de água 186 e recuperada via linha 187 antes da alimentação dos fundos de DAO 162 ao extrator de DAO 166. Por exemplo, o separador de água 186 pode ser um separador de vaporização instantânea ou pode ser um separador líquido-líquido onde a corrente de fundos do separador de DAO 164 é resfriada em um trocador de calor 188 e a fase separada no separador de água 186 para recuperar água e sais de cloreto, se presentes, do DAO via linha 187. A água também pode ser vaporizada instantaneamente na parte superior no extrator de DAO 166, combinada com qualquer vapor injetado pela linha 189 no extrator de DAO 166 e recuperada via linha 168.
Qualquer água produzida na parte superior no separador de DAO 162 pode ser coletada nas correntes 170, 172. A corrente 172 pode ser resfriada nos trocadores de calor 160, 173 e se necessário ou desejado a água pode ser separada do diluente em um separador de água 190 e recuperada via linha 191 antes da reciclagem da água via bomba 174. A água nas correntes 156, 168, 170 pode ser removida no tambor de surto 178 com a água recuperada via corrente 192.
Correntes de água com incrustação 185, 187, 191, 192 podem ser combinadas para formar a fração de água com incrustação 112 (vide fig.2). A fração de água 112 pode incluir sais e sulfeto de hidrogênio na alimentação total 105, bem como outros componentes tais como uma pequena quantidade de hidrocarbonetos solúveis, por exemplo.
Muitas vezes a água é removida do betume ou óleo pesado antes do transporte em dutos, com sais substanciais restando com o betume ou óleo pesado. Caso necessário uma corrente de água de semeadura 194 pode ser combinada com uma alimentação de betume ou óleo pesado para formar a alimentação total 105, facilitando a remoção de sal. Opcionalmente a corrente de água de semeadura 194 pode ser usada para acrescentar água adicional à corrente de alimentação total 105 para melhorar as separações de água e salobtidas nos separadores de água 186, 190.
Como mencionado acima o óleo produzido pode ser misturado com um diluente para produzir um óleo facilmente transportável, onde o diluente também é adequado como um solvente para o processo de desasfaltização por solvente 110. Se necessário, uma carga inicial ou solvente de reconstituição pode ser adicionada ao SDA 110 através da linha 196. Quando o diluente fornecido com o óleo produzido varia em composição ou proporção em relação ao solvente usado no processo de desasfaltização 110, o diluente pode ser substituído ou sua qualidade ajustada através da mistura com outros hidrocarbonetos corrente a montante ou dentro do processo de desasfaltização 110 e a proporção ajustada pela inclusão de uma corrente de reciclagem de solvente interna dentro da unidade de desasfaltização.
Como um exemplo do processo conforme descrito na figura 3, onde a corrente 172 e o equipamento correlato não estão incluídos, uma alimentação total 105 a uma taxa de 15.500 m3/por dia (130.000 barris (U.S., liquido) por dia) contém 1 por cento em peso de água, 27,5 por cento em peso de asfalteno e 71,5 por cento em peso de DAO. O razão de solvente para óleo para desasfaltização apropriada pode ser alcançada misturando a alimentação com os correntes de solvente de reciclagem dos 142 e 144, compreendendo 2,3 por cento em peso de água e 97,7 por cento em peso de C5 's. A corrente combinado tendo 5,4 por cento em peso de asfalteno, 14,1 por cento em peso de DAO, 78,4 por cento em peso de diluente e 2 por cento em peso de água pode ser alimentada ao separador de asfalteno 140 operando em uma faixa de temperatura entre 149 e 204°C (300 - 400°F) e uma pressão absoluta entre 2 e 7 MPa (290 e 1015 psia), resultando em uma corrente rica em asfalteno 148 e uma corrente rica em DAO 158. A corrente rica em asfalteno 148 pode ter aproximadamente 73,8 por cento em peso de asfalteno, 0,007 por cento em peso de água e 25,5 por cento em peso de diluente. A corrente rica em DAO 158 pode ter aproximadamente 15,3 por cento em peso de DAO, 2,1 por centoem peso de água e 82,5 por cento em peso de diluente.
A corrente rica em asfalteno 148 pode ser alimentada ao extrator de asfalteno 152, operando em uma faixa de temperatura entre 176 e 288°C (350 e 550°F) e uma pressão absoluta entre 0,05 e 0,2 MPa (7 e 29 5 psia) resultando numa corrente de topo do extrator de asfalteno 156 tendo aproximadamente 2,6 por cento em peso de água e 97,4 por cento em peso de diluente, com a exclusão de qualquer vapor usado no processo de extração; o asfalteno pode ser recuperado na corrente 116 essencialmente livre de diluente e água.
A corrente rica em DAO 158 pode ser aquecida no trocador decalor 160 e alimentada ao separador de DAO 162 operando em uma faixa de temperatura entre 176 e 260°C (350 e 500°F) e uma pressão absoluta entre 2 e 7 MPa (290 e 1015 psia), resultando em uma corrente de fundos do separador de DAO 164 tendo aproximadamente 71,7 por cento em peso de DAO, 27,6 por cento em peso de diluente e 0,7 por cento em peso de água. A corrente de topo do separador de DAO 170 pode compreender aproximadamente 2,5 por cento em peso de água e 97,5 por cento em peso de diluente. A corrente 164 pode ser alimentada ao extrator de DAO 166, operando em uma faixa de temperatura entre 176 e 260°C (350 e 500°F) e uma pressão absoluta entre 0,05 e 0,2 MPA (7 e 29 psia) resultando em uma corrente de topo do extrator de DAO 168 tendo aproximadamente 2,5 por cento em peso de água e 97,5 por cento em peso de diluente, com a exclusão de qualquer vapor usado no processo de extração; o DAO pode ser recuperado na corrente 118 essencialmente livre de diluente e água.
As correntes ricas em solvente 156, 168 e 170 podem sercoletadas e resfriadas no trocador de calor 176. A corrente resultante pode ser recebida no separador de água 178, onde uma fração da água pode ser recuperada e a água e o solvente remanescentes reciclados na corrente 142.
Todas as patentes, pedidos de patente e outros documentosmencionados neste documento são aqui incorporados por referência na sua integralidade para fins de prática de patentes americanas e outras jurisdições onde permitido.
Numerosas configurações e alternativas portanto têm sido apresentadas. Embora a apresentação acima inclua a melhor forma de realizar a invenção como elaborada, nem todas as alternativas possíveis foram apresentadas. Por este motivo o escopo e limitação da presente invenção não devem ser restritos à apresentação acima, mas devem ao contrário ser definidos e expostos pelas reivindicações em anexo.

Claims (35)

1. Processo integrado para transportar e beneficiar óleo pesado ou betume caracterizado pelo fato de que compreende:diluir o óleo pesado ou betume com um diluente compreendendo um hidrocarboneto tendo de 3 a 8 átomos de carbono para formar uma mistura;transportar a mistura para uma unidade de desasfaltização por solvente;desasfaltizar por solvente a mistura para recuperar uma fração de asfalteno, uma fração de óleo desasfaltizado essencialmente livre de asfaltenos e uma fração de solvente compreendendo dito diluente;reciclar pelo menos uma porção do solvente recuperado como o diluente para a diluição do óleo pesado ou betume;
2. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o óleo pesado ou betume possui uma gravidade API de 2 a 15.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o óleo pesado ou betume possui um número de ácido entre 0,5 e 6.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o óleo pesado ou betume tem um teor de sedimento básico e água de 0,1 a 6 por cento em peso.
5. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o óleo pesado ou betume contém água e a desasfaltização por solvente inclui a recuperação de água ácida onde a fração de óleo desasfaltizado é essencialmente livre de água.
6. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o óleo pesado ou betume contém sais de cloreto e a desasfaltização do solvente inclui dessalinização a jusante de um separador deasfalteno onde a fração de óleo desasfaltizado é essencialmente livre de sais de cloreto.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato de que compreende injetar água dentro da mistura na ou a montante da desasfaltização por solvente para facilitar dita dessalinização.
8. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que as condições de separação do asfalteno, um separador de óleo desasfaltizado e extração por solvente do óleo desasfaltizado na desasfalitizaçao por solvente compreende uma temperatura de 232°C (450°F) ou menos.
9. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a diluição do óleo pesado ou betume compreende uma razão de 1 para 10 partes em peso de diluente por parte em peso de óleo pesado ou betume
10. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a desasfaltização do solvente está a uma razão de 1 para 10 partes em peso de solvente por parte em peso de óleo pesado ou betume.
11. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o solvente compreende um hidrocarboneto tendo 3 a 8 átomos de carbono ou uma combinação do disso.
12. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o solvente compreende um hidrocarboneto tendo 4 a 7 átomos de carbono ou uma combinação disso.
13. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o solvente compreende um hidrocarboneto tendo 5 a 6 átomos de carbono ou uma combinação disso.
14. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o óleo pesado ou betume é isento de dessalinização a montante a partir da desasfaltização por solvente.
15. Processo para beneficiar uma alimentação total compreendendo óleo pesado ou betume com solvente e água caracterizado pelo fato de que compreende:suprir a alimentação total para um separador de asfalteno em condições de separação de asfalteno para produzir uma corrente rica em asfalteno e uma corrente pobre em asfalteno,extrair solvente da corrente rica em asfalteno para formar uma fração de asfalteno essencialmente livre de água e recuperar uma primeira corrente de solvente para um sistema de recuperação de solvente; separar a corrente pobre em asfalteno em um separador de óleodesasfaltizado para formar uma corrente de óleo desasfaltizado e recuperar uma segunda corrente de solvente para o sistema de recuperação de solvente,extrair solvente da corrente de óleo desasfaltizado para formar uma fração de óleo desasfaltizado essencialmente livre de água e recuperar uma terceira corrente de solvente para o sistema de recuperação de solvente,separar água do sistema de recuperação de solvente; erecuperar água do separador de óleo desasfaltizado, da corrente de óleo desasfaltizado, ou uma combinação dos mesmos.
16. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a alimentação total compreende óleo pesado ou betume com uma gravidade API variando de 2 a 15 numa base livre de solvente.
17. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a alimentação total tem um número de ácido entre 0,5 e 6 numa base livre de solvente.
18. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizadopelo fato de que a alimentação total tem um teor de sedimento básico e água de 0,1 a 6 por cento numa base livre de solvente.
19. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a recuperação de água compreende o resfriar a corrente deóleo desasfaltizado e recuperar a fase aquosa antes da extração por solvente da corrente de óleo desasfaltizado.
20. Processo de acordo com a reivindicação 19 caracterizado pelo fato de que a alimentação total compreende sais de cloreto.
21. Processo de acordo com a reivindicação 20 caracterizado pelo fato de que os sais de cloretos são removidos com a fase aquosa recuperada.
22. Processo de acordo com a reivindicação 20 caracterizado pelo fato de que os sais de cloreto são recuperados com a fração de asfalteno.
23. Processo de acordo com a reivindicação 17 caracterizado pelo fato de que as condições de separação do asfalteno, o separador de óleo desasfaltizado e a extração por solvente do óleo desasfaltizado compreendem um temperatura de 232°C (450°F) ou menos.
24. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que compreende reciclar o solvente a partir do sistema de recuperação do solvente através de uma linha de reciclagem de solvente para o separador de asfalteno.
25. Processo de acordo com a reivindicação 24 caracterizado pelo fato de que o sistema de recuperação do solvente inclui uma linha de retorno de solvente a partir da segunda corrente de solvente, através de um trocador cruzado para aquecer a corrente pobre em asfalteno e para a linha de reciclagem de solvente.
26. Processo de acordo com a reivindicação 25 caracterizado pelo fato de que a recuperação da água compreende resfriar solvente na linha de retorno de solvente e recuperar uma corrente de água por separação de fases a montante da linha de reciclagem de solvente.
27. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que compreende recuperar uma corrente rica em água a partir do separador de óleo desasfaltizado.
28. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a extração por solvente da corrente rica em asfalteno e da corrente de óleo desasfaltizado compreende extração a vapor.
29. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a alimentação total compreende sulfeto de hidrogênio, e a água recuperada, separada ou ambas incluem sulfeto de hidrogênio.
30. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de enviar através de dutos o solvente em excesso a partir do sistema de recuperação de solvente para a produção de óleo pesado ou betume em um local remoto, diluir o óleo pesado ou betume com o solvente em excesso para formar a alimentação total e enviar através de dutos a alimentação total para o separador de asfalteno.
31. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que compreende adicionar água na alimentação total a montante do separador de asfalteno.
32. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que o solvente compreende um hidrocarboneto tendo de 3 a 8 átomos de carbono ou uma combinação disso.
33. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que o solvente compreende um hidrocarboneto tendo de 4 a 7 átomos de carbono ou uma combinação disso.
34. Processo de acordo com a reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que o solvente compreende um hidrocarboneto tendo de 5 a 6 átomos de carbono ou uma combinação disso.
35. Aparelho para beneficiar uma alimentação totalcompreendendo óleo pesado ou betume com solvente e água, caracterizado pelo fato de que compreende:um dispositivo para fornecer a alimentação total para um separador de asfalteno em condições de separação de asfalteno para produziruma corrente rica em asfalteno e uma corrente pobre em asfalteno,um dispositivo para extrair solvente da corrente rica em asfalteno para formar uma fração de asfalteno essencialmente livre de água e recuperar uma primeira corrente de solvente para um sistema de recuperação de solvente,um dispositivo para separar a corrente pobre em asfalteno em um separador de óleo desasfaltizado para formar uma corrente de óleo desasfaltizado e recuperar uma segunda corrente de solvente para o sistema de recuperação de solvente;um dispositivo para extrair solvente da corrente de óleo desasfaltizado para formar uma fração de óleo desasfaltizado essencialmente livre de água e recuperar uma terceira corrente de solvente para o sistema de recuperação de solvente;um dispositivo para separar água do sistema de recuperação de solvente; eum dispositivo para recuperar água do separador de óleo desasfaltizado, da corrente de óleo desasfaltizado ou uma combinação dos mesmos.
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