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Bescheibung VERFAHREN ZUR ENTASPHALTIERUNG SCHWERER HARZREICHER ERDÖLRÜCKSTÄNDE
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Entasphaltierung schwerer
harzreicher Erdölrückstände, die bis ?O% aromatische Kohlenwasserstoffe enthalten.
Die Entasphaltirung besteht in der Entfernung von asphaltisch-harzigen Verbindungen
aus den Erdölrückständen.
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Die entasphaltierten Erdölrückstände des genannten Typs können für
die Herstellung von qualitätiven Rußen und spezisllen Ölen verwendet werden.
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Es ist bekannt ein Verfahren zur Entasphaltierung schwerer harzreicher
Erdölrückstände des für die Erdöl industrie konventionellen raps, z.B. von Masut,
Gou mit Hilfe von kornprimiertem Kohlenwasserstoffgas, Propan (siehe zB. den Artikel
von T. P. Zhuze, G. N. Juschkewitsch u. a. "Entasphaltierung der Erdölrückstände
durch komprimierte Gase auf einer Pilotanlage", Zeitschrift "Chemie und Technologie
der Brennstoffe und
Öle", Nr. 1, 1967, Verlag "Chimia", Moskau,
in Russisch). Das genannte Verfahren besteht darin, daß das Propan mit dem zu asphaltierenden
Erdölrückstand bei einer Temperatur von 105-110°C, einem-Druck von 100-120 atii
und einem Gewichtsverhältnis von Gas zum Erdölrückstand von 2:1 bis 4:1 gemischt
wird. Dabei löst sich der kohlenwasserstoffhaltige Teil des Rohstoffes in dem Gas,
während sich die asphaltisch-harzigenKomponenten des Rohstoffes unter den genannten
Bedingungen nicht lösen, wobei sie einen Rückstand, das Bitumen bilden.
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Bei einer Drosselung dergashaltigen Lösung bis 40-50 atü bei einer
Temperatur von 105-110°C scheiden sich aus der letzteren Kohlenwasserstoffe (das
Deasphaltisat) aus. Das regenerierte Gas wird von 40-50 atü auf 100-120 atil nachgepreßt
und in den Zyklus zum Mischen mit anderen Rohstoffportionen zurückgeleitet.
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Bin Nachteil des Verfahrens zur Deasphaltierung mit Propan ist, daß
es nicht mö0Lch ,ist, schwere harzreiche Erdölrückstande mit erhöhtem Gehalt (bis
7 an aromatischen Kohlenwasserstoffen wirksam zu deasphaltieren. Die Ausbeute an
Deasphaltisaten sind dabei relativ niedrig und die Deasphaltisate enthalten eine
geringere Menge von aromatischen Kohlenwasserstoffen als der Ausgangsrohrstoff.
Dies ist auf ungenügendes Lösungsvermögen des Propans gegenüber den aromatischen
Kohlenwasserstoffen der Erdölrückstände zurückzuführen.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der
genannten Nachteile.
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Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt ein neues Lösungsmittel
und entsprechende Parameter des Prozesses zu wählen, die es in der Gesamtheit möglich
machen, schwere harzreiche Erdölrückstände, die bis 70 aromatische Kohlenwasserstoffe
enthalten,
unter Herbeiführung hoher Ausbeuten an Deasphaltisaten bei deren hohem Gehalt an
aromatischen Kohlenwasserstoffen zu deasphaltieren.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man in dem Verfahren zur Deasphaltierung
schwerer harzreicher Erdölrückstände, die bis 70% aromatische Kohlenwasserstoffe
enthalten, das in der Auflösung der Kohlenwasserstoft'e dieser Rückstände im komprimierten
Ko'il'enwasserstoffgas unter anschließender Abscheidung der genannten Kohlenwasserstoffe
aus der Gaslösung durch die Verminderung deren Druckes besteht, erfindungsgemäß
als Kohlenwasserstoffgas Butan oder ein Gemisch tvon-Butan. mit dem Propan verwendet,
die Auflösung der Kohlenwasserstoffe der Erdölrückstande bei einer Temperatur von
130-1700C, einem Druck von 50-120 atü und einem GewichtsverhäLtnis von Gas zum Erdölrückstand
von 2:1 bis 6:1 durchfuhrt und die Kohlenwasserstoffe (das Deasphaltisat) aus der
Gaslösung bei einem Druck von 25-35 atü abscheidet.
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Das erfindungsgemaß'e Verfahren macht es möglich, größere Ausbeuten
an Deasphaltisaten (um 20-30) bei der Deasphaltierung schwerer Erdölrückstände mit
einem Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen bis 70% als bei der Verwendung
von Propan zu erhalten; dabei enthalten die Deasphaltisate gegen 80% aromatische
Kohlenwasserstoffe.
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Der Druck des Mischens von Rohstoff mit dem Gas sowie der Druck,
bei dem aus der Gaslösung das Deasphaltisat getrennt und das Lösegas regeneriert
werden, können in dem erfindungsgemäßen Verfahren niedriger als bei der Deasphaltierung
desselben Rohstoffes durch Propan liegen.
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Das erfindungsgemäße Verfilren zur Deasphaltierung schwerer harzreicher
Erdölrückstände, die bis 70% aromatische Kohlenwasserstoffe
enthalten,
wird wie folgt durchgeführt.
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Das Butan oder ein Gemisch von Butan mit Propan wird bei einer Temperatur
von 120-170°C unter einem Druck von 50-120 atü dem Mischer zugeführt und mit dem
Rohstoff gemischt, der ebenfalls auf eineETemperatur-von 120-1700C erhitzt ist und
dem Mischer unter einem Druck von 50-120 atü zugeführt wird. Aus dem Mischer wird
das erhaltene Gemisch in den ersten Hodhdruckabscheider geleitet. Unter den genannten
Bedingungen löst sich der Kohlenwasserstoffe enthaltende Rohstoffteil unter Bildung
einer Gaslösung des Deasphaltisats. Die in Lösung nicht gegangenen asphaltisch-harzige
Bestandteile setzen sich im Borm von Bitumen auf dem Boden des ersten Abscheiders
ab. Die Gaslösung des Deasphaltisats gelangt aus dem ersten Abscheider in den zweiten,
in dem der Druck auf 25-35 atü gesenkt ist. In dem zweiten Abscheider fällt das
Deasphaltisat aus der Gaslösung aus und sammelt sich auf dem Boden des Abscheiders
an. Das regenerierte Gas wird im Kompressor von 25-35 atü auf 50-120 atünachkomprimiert
und dem Mischer zum Mischen mit neuen Rohstoffportionen zugeführt. Der Prozeß der
Deasphaltierung der Erdölrückstände ist kontinuierlich.
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Das Deasphaltisat und Bitumen wurden nach der Maßgabe deren Ansammlung
aus den Abscheidern in die entsprechenden Sammelbehälter ausgebracht, wo der artmosphäriche
Druck vund eine Temperatur von 150-170°C aufrechterhalten wird. Infolge verminderten
Druckes entwickelt sich aus dem Deasphaltisat und dem Bitumen in diesen Sammelbehaltern
die Hauptmenge den darin gelösten Gases (Butan oder Gemisch des Butans mit dem Propan),
das von dem Kompressor entnommen und nach der Kompression und Abkühlung dem Behälter
für flüssiges Gas zugeführt wird. Zur endgültigen Befreiung des
Deasphaltisats
und Bitumens von dem Lösegas werden diese in die Bedampfungskolonnen zur Behandlung
mit Direktdampf geleitet.
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Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung wird nachstehend
ein Beispiel für die Deasphaltierung schwerer harzreicher Erdölrückstände, die an
aromatischen Kohlenwasserstoffen reich sind, angeführt.
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Beispiel.
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Die Versuche wurden auf einer laboratoriumsmäsigen Anlage angestellt,
die aus Metall ausgeführt und mit einem Verdichter versehen ist. Dabei wurde die
Deasphaltierung zweier Proben schwerer Erdölrückstände mit einem hohen Gehalt an
aromatischen Verbindungen und asphaltisch-harzigen Bestandteilen durchgeführt. Die
Kennzahlen der Ausgangsproben sind in Tabelle 1 angeführt.
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Tabelle 1 Kennzahlen Probe Nr. 1 Probe Nr. 2 1 2 3 spezifisches Gewicht,
d20 d4° 1,018 1,098 Fraktionsbestand: Siedebeginn 23200 28000 20» 32900 36300 40%
381°C 404°C 60% 442°C 474°C 70% 485°C 522°C
1 2 3 Molekulargewicht
321 320 Stockpunkt, °C -6 +12 Kinematische Viskosität bei 10000, cSt 2,13 5,68 Verkokung
nach Conradson, % 14,8 21,5 Aschegehalt, % 0,004 0,025 Silikagelharze, % 7,4 5,1
Asphaltene, % 15,8 28,5 Gruppenzusammensetzung der Kohlenwasserstoffe, % (bezogen
auf den Rohstoff): Paraffin-Naphthen-Kohlenwasserstoffe 15,8 4,5 aromatische Eohlenwasserstoffe
61,0 61,9 monozyklische 8,6 3,5 bizyklische 6,4 5,1 polyzyklische 46,0 53,3 Die
Versuchsbedingungen der Deasphaltierung und die Versuchsergebnisse enthält Tabelle
2.
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Tabelle 2 obe NN Versuchsbedingungen der Löse- Gewichts- Lösungs-
Lö- Lös- Aus- d420 nD20 Mole- Ver- Gruppenzusam-Ver- gas verhält- tempe- sungs lich-
beute ku- ko- mensetzung der such nis des ratur, druck- keit an De- Kohlenwasserstoffe
Gases °C atü kg/nm³ asphal- lar- kunk Paraf- arotisat, ge- nach fin- matiwicht Con-
Na sche Har.
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zum Roh- % rad- phten- Kohze stoff son, Koh- len-% len- waswas- serser-
stofstof- fe fe robe .1 20-4 ,018) 1 Pro- 2:1 103 150 0,76 63 0,9656 1,5660 - -
- - -- 2 pan n-Butan 2,4:1 160 120 1,12 90 1,0012 1,6040 302 11,3 6,6 89,0 4,2 -
3 -"- -"- -"- 50 1,03 83 0,9822 1,5920 289 6,7 7,5 89,0 3,5
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 -"- 4 Gemisch von c-Butan mit Propan (Gewichtsverhältnis
1:1) 2:1 140 120 1,17 84 0,9863 1,5920 240 7,2 19,8 75,3 4,9 -"- 5 -"- -"- -"- 80
1,04 76 0,9764 1,5846 - 5,7 23,2 73,5 3,3 Probe Nr. 2 (d420-=1,098) 6 n-Butan 1,84:1
160 150 1,23 77 1,068 1,6508 319 10,7 17,9 72,3 9,8 -"- 7 -"- 1,84:1 160 80 1,14
71 1,063 1,6336 - - - - --"- 8 -"- -"- -"- 50 1,10 69 1,050 1,6249 302 7,55 21,2
76,2 2,6 -"- 9 Gemisch 2,6:1 140 120 0,654 60 1,032 1,6273 - - - - -von n-Butan
mit Propan (Gewichtsverhältnis 1:1) -"- 10 -"- -"- -"- 100 0,56 51 1,030 1,6260
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Zünächst wurde ein Vergleichsversuch zur Deasphaltierung
der Probe Nr. 1 durch komprimiertes Propan (t = 103°C, Gewichtsverhältnis des Gases
zum Rohstoff 2:1) angestellt. Die in Tabelle 2 enthaltenen Angaben zeigen, daB selbst
bei einem hohen Lösungsdruck (150 atü) das Deasphaltisat einen niedrigen Brechungskoeffizient
(1,5660) aufwies, was von einem unbedeutenden Ausziehen der polyzyklischen Aromaten
aus dem Rohstoff zeugt. In diesem Zusammenhang wurde eine weitere Analysa des Deasphaltisats
nicht durchgeführt.
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Die nächsten Versuche wurden mit dem Butan bei einer Temperatur von
16000, einem Gewichtshältnis des Gases zum Rohstoff von 2,4:1 und einem Druck von
120 und 50 atü gestellt. Das bei einem Druck von 120 atü in einer Ausbeute von 90%
(bezogen auf den Rohstoff) erhaltene Deasphaltisat wies einen hohen Brechungskoeffizient
(1,6040) und einen hohen Gehalt an aromatischen Verbindungen (89,2) auf, seine Verkokung
nach Conradson war jedoch zu hoch (11,3%). In dem bei einem Druck von 50 atü angestellten
Versuch wurden bessere Ergebnisse erhalten.
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Die Ausbeute an Deasphaltisat war genügend hoch (83), der Gehalt des
Deasphaltisats an aromatischen Verbindungen betrug 89,0%, Verkokung nach Oonradson
6,7%.
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Dann wurden Versuche mit einem Gemisch von n-Butan mit Propan (Gewichtsverhältnis
1:1) bei einer Temperatur von 140°C und einem Gewichtsverhältnis des Gasgemisches
zum Rohstoff von 2:1 angestellt. Unter diesen Bedingungen wurden gute Ergebnisse
bei Drucken der Deasphaltierung von 80 und 120 atü erhalten (aiehe Tabelle 2).
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Die Probe Er. 2 wurde durch das Propan nicht deasphaltiert,
da
bei der Deasphaltierung der leichteren und weniger harzigen Probe Nr. 1 unbefriedigende
Ergebnisse erhalten worden waren.
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Bei der Deasphaltierung der Probe Nr. 2 durch das n-Butan wurden gute
Ergebnisse bei einer Temperatur von 16000 und Drucken von 50 und 80 atü er halten.
In den Versuchen mit einem Gemisch des n-Butans mit dem Propan (Gewichtsverhältnis
1:1) wurden gute Ergebnisse bei einer Temperatur uon 14000, einem Gewiohtsverhältnis
des Gases zum Rohstoff von 2:1 und 2,6:1 und einem Druck von 110 atü bzw. 120 atü
erhalten.
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Die angestellten Versuche ergaben, daß es zweckmäßig ist, für die
Deasphaltierung der schweren harzreichen Erdölrückstände mit einem hohen Gehalt
an aromatischen Kohlenwasserstoffen als Lösegas das n-Butan oder ein Gemisch von
Butan mit Propan zu verwenden, Bei der Verwendung von n-Butan ist es zweckmäsig
bei der Deasphaltierung den Mischdruck in einet Bereich von 50-80 atü aufrechtzuerhalten.
Bei der Deasphaltirung durch ein Gemisch von Butan mit Propan liegt der günstigsten
Mischdruck des Rohstoffes mit dem Gas in einem Bereich von 100-120 atü.