MX2007009259A

MX2007009259A - Elevacion de calidad en la produccion de betun con solventes comunes o diferentes.

Info

Publication number: MX2007009259A
Application number: MX2007009259A
Authority: MX
Inventors: Raymond H Floyd; Rashid Iqbal; Anshumali
Original assignee: Kellogg Brown & Root Llc
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2007-08-22
Also published as: US20060283776A1; EP2166063B1; RU2403275C2; US7749378B2; EP2762550A1; EP1844124A4; EP1844124A2; EP2166063A1; WO2007001706A2; CA2592392A1; WO2007001706A3; BRPI0607426A2; CA2592392C; CN101203586A; RU2008102069A; BRPI0607426B1; CN101203586B

Abstract

Se describe un proceso para elevar la calidad de aceites pesados y betunes, donde la alimentacion total al proceso puede incluir aceite pesado o betun, agua y diluyente. El proceso puede incluir los pasos de desasfaltar con solvente (110) la alimentacion total (105) para recuperar una fraccion asfalteno (116), una fraccion (118) de aceite desasfaltado, esencialmente libre de asfaltenos, una fraccion agua (112) y una fraccion solvente (114). El proceso permite la eliminacion de sales de los aceites pesados y betunes, ya sea en los productos acuosos o con el producto asfalteno.

Description

ELEVACIÓN DE CALIDAD EN LA PRODUCCIÓN DE BETÚN CON SOLVENTES COMUNES O DIFERENTES ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere, en general, a la elevación de calidad de aceites pesados y betunes. Más en particular, la presente invención se refiere a un proceso para elevar la calidad de aceites pesados y betunes, incluyendo uno o más de los pasos de producción que comprenden: desalinizar, eliminar el agua, fraccionación, extracción con solvente, coquificación retardada, craqueo térmico, craqueo catalítico con fluido e hidrotratamiento, y/o hidrocraqueo para producir corrientes de crudo sintético y/o nafta, destilado y a gasóleo. Los refinadores continúan buscando métodos mejorados para procesar y convertir recursos de aceite crudo pesado a aceites más útiles y productos finales más útiles. Los crudos más pesados, que pueden incluir betunes, betunes de arenas alquitranosas y otros aceites pesados, imponen problemas de procesamiento debido a la presencia de sales, metales y ácidos orgánicos. Los betunes y los aceites pesados son extremadamente viscosos, lo que da por resultado problemas en el transporte de materias primas por medios tradicionales. Los aceites pesados y los betunes frecuentemente deben ser mantenidos a temperaturas elevadas para que permanezcan fluibles, y/o mezclarlos con un diluyente de hidrocarburo más liviano para transportarlo por tubería. El diluyente puede ser costoso y normalmente se incurre en un costo adicional al transportarlo a la ubicación en la que está ocurriendo la producción. Adicionalmente, el agua que ocurre naturalmente en les aceites, conocida comúnmente como agua producida, contiene sales. Esta agua, en algunos procesos, es vaporizada para satisfacer especificaciones de tubería para el contenido de agua. De tal manera, quedan las sales en el aceite y luego se transportan con el aceite pesado o betún, o con el aceite pesado o el betún diluidos con solvente. La figura 1 ilustra uno de los esquemas de proceso para el procesamiento de aceite pesado o betún para convertirlo a productos de hidrocarburo útiles y recuperarlos. Una alimentación de aceite crudo pesado o betún 10, producida desde un poso, por un método de producción in situ, tal como un drenado por gravedad auxiliado con vapor (SAGD), o mediante una operación de extracción, se puede mezclar con un diluyente para mantener la viscosidad de la mezcla en una escala deseada, para transportarla a una refinería u otra instalación para procesarla, y también puede incluir sales, metales, sedimento fangoso, etc. La alimentación total 10 es procesada idealmente primero para eliminar el agua y la sal de los hidrocarburos en el desalador 12; se puede recuperar el agua y la sal por medio de la corriente 14. Se pueden recuperar los hidrocarburos en la corriente 16 y se puede alimentar al crudo o a la unidad 18 de destilación atmosférica para recuperar el diluyente 20 y obtener nafta de operación directa, destilados, gasóleo y similares, recuperados en la corriente 22. Se puede recuperar el diluyente 20 y se lo puede regresar a la producción de aceite pesado o de betún, o a las instalaciones de extracción, por medio de una tubería. El residuo 24 de fondos de torre atmosféricos (ATB) usualmente se procesa adicionalmente para incrementar el rendimiento de los productos más valiosos, por ejemplo, la nafta, los destilados y el gasóleo. El residuo ATB 24 puede contener una gran proporción de hidrocarburos que hierven por encima de los 565°C (1050°F), así como nitrógeno, azufre y compuestos organometálicos, y residuo de carbón Conradson (CCR), y puede ser difícil de procesar. Con frecuencia se emplea una torre 26 de destilación al vacío para recuperar el gasóleo 28 de vacío adicional, desde el residuo ATB 24. El residuo 30 de fondos de torre de vacío (VTB) es todavía más concentrado en hidrocarburos de elevado punto de ebullición, por ejemplo, que hierven normalmente a más de 565°C (1050°F), así como CCR, azufre, nitrógeno y compuestos organometálicos. En el procesamiento típico de refinería con una torre de destilación de vacío 26, el residuo VTB 30 (y/o el residuo ATB 24) puede ser alimentado a la operación de desasfaltado 32 con solvente (SDA). El desasfaltado con solvente 32 pone en contacto el residuo con propano, butano, pentano, hexano o una combinación de ellos, o con un solvente similar (a condiciones subcríticas o supercríticas, por ejemplo, extracción supercrítica de aceite residual o ROSE®; otros procesos SDA pueden incluir DEMEX y SOLVAHL, o desasfaltado con solvente convencional), para separar los asfáltenos 34 del aceite desasfaltado (DAO 36 (y/o las resinas). El DAO 36 tiene menores niveles de CCR, azufre, nitrógeno y metales que la alimentación de de residuo atmosférico/residuo de vacío, dado que estos constituyentes son retenidos desproporcionadamente con los asfáltenos 34. Los productos 22, 28 obtenidos de la torre atmosférica 18 y de la torre de vacío 26, así como el DAO 36 procedente del desasfaltado con solvente 32, pueden ser combinados para formar una corriente de destilado 38. La corriente de destilado 38 o las corrientes de producto individuales 22, 28, 36, usualmente son procesadas adicionalmente para elevar la calidad de los hidrocarburos y eliminar más nitrógeno y más azufre, a fin de facilitar el procesamiento en las unidades de craqueo catalítico, las unidades de hidrotratamiento y de hidrocraqueo de cualquier tipo, y similares, sin que se envenenen prematuramente sus catalizadores. El proceso típico de la figura 1 para la separación y la elevación de calidad de la alimentación de aceite pesado o betún a productos útiles, implica varios pasos de procesamiento, y pueden hacer necesaria una inversión sustancial de capital. Adicionalmente, la alimentación de betún o de aceite pesado puede incluir especies acidas. Cualquier ácido presente en la alimentación de betún o de aceite pesado también puede requerir del uso de metalurgia costosa en el equipo de fraccionación, que opera usualmente por encima de los 232°C (450°F). En la patente estadounidense No. 4,875,998, Rendall describe la extracción de aceites bituminosos de arenas alquitranosas, con agua caliente.

Otros procesos de extracción con agua o con solvente están descritos en las patentes estadounidenses No. 4,160,718 de Rendall, 4,347,118 de Funk y coinventores, 3.925,189 de Wicks, lll, y 4,424,112, de Rendall. Otras referencias representativas, dirigidas a la producción de petróleo crudo a partir de arenas alquitranosas, incluyen la solicitud de patente canadiense No. 2,069,515, de Kovalsky; la patente estadounidense 5,046,559 de Glandt; la patente estadounidense 5,318,124 de Ong y coinventores; la patente estadounidense 5,215,146 de Sánchez, y Good, Shell/Aostra Peace River Horizontal Well Demonstration Project, Sexta Conferencia UNITAR sobre crudo pesado y arenas alquitranosas (1995). La extracción del aceite residual con solvente se ha conocido desde los años 1930, tal como se describió anteriormente en la patente estadounidense No. 2,940,920, de Garwin. Otras técnicas de desasfaltado con solvente, representativas, que utilizan condiciones de solvente supercríticas, están descritas, por ejemplo, en publicaciones tales como Northup y coautores, Advances in Solvent Desasphalting Technology, presentada en la Conferencia Anual de la NPRA de 1996, en San Antonio, Texas, del 17 a 19 de marzo de 1996; y en Nelson y coautores, ROSE®: The energy-Efficient, Bottom-of-the-Barrel Alternative, presentada en la Conferencia del AlChE de la primavera de 1985, en Houston Texas, el 24-25 de marzo de 1985; todos los cuales quedan incorporados aquí por medio de esta referencia. Se han descrito técnicas mejoradas en la extracción con solvente en la patente estadounidense 5,843,303, de Ganeshan. La patente estadounidense No. 6,357,526 describe un proceso y un sistema que integra la elevación de calidad en el sitio de aceite pesado o betún y la recuperación de energía para la producción de vapor, con producción de drenado por gravedad, ayudado por vapor (SAGD) del aceite pesado o del betún, que se mantiene a temperatura elevada para bombearlo a la unidad elevadora de calidad. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El proceso de la presente invención puede disminuir la inversión de capital requerida, disminuir los costos de operación, mejorar la confiabilidad en la operación, y puede simplificar en gran medida los pasos de procesamiento necesarios para procesar una alimentación total, desde aceite pesado o betún, procedente de la explotación, o SAGD u otros métodos de producción in situ. La invención puede usar un diluyente para transportar el aceite pesado o el betún a una unidad desasfaltadora con solvente, que puede usar convenientemente el diluyente como solvente de extracción para el aceite desasfaltado (DAO). El solvente recuperado dentro de la unidad desasfaltadora es regresado entonces al sitio de producción de aceite pesado o de betún, para usarlo como diluyente. Alternativamente, la invención puede usar una mezcla de solventes para desasfaltar aceite, por ejemplo, cuando uno de los componentes de la mezcla puede ser el diluyente usado para transportar el aceite pesado o betún. El solvente, cuando sea necesario, puede ser fraccionado para recuperar el diluyente para regresarlo al sitio de producción. La presente invención puede procesar la alimentación total de aceite pesado o de betún, eliminando de esa manera la necesidad de desalar y fraccionar en el extremo frontal. La desalación y la separación de agua, en una modalidad, pueden ser efectuadas en una operación de desasfaltado con solvente, modificada. En una modalidad, la presente invención provee un proceso integrado para transportar y elevar la calidad de aceite pesado o betún, que comprende: diluir el aceite pesado o el betún con un diluyente que comprende un hidrocarburo que tiene de 3 a 8 átomos, primariamente con el propósito de formar una mezcla bombeable; por ejemplo, a las condiciones de temperatura ambiente de la tubería; transportar la mezcla, por ejemplo, por medio de una tubería, a una unidad desasfaltadora con solvente, que puede encontrarse en un sitio alejado; desasfaltar con solvente la mezcla para recuperar una fracción de asfalteno, una fracción de aceite desasfaltado, esencialmente libre de asfáltenos, y una fracción solvente, que comprende dicho diluyente; reciclar, cuando se requiera, una porción del solvente recuperado, como diluyente para el aceite pesado o betún. El aceite pesado o el betún pueden tener una densidad API de 2 a 15. El aceite pesado o el betún pueden tener un número ácido total de entre 0.5 y 6. El aceite pesado o el betún pueden tener un contenido de sedimento básico y agua (BS&W) de 0.1 a 6 por ciento en peso. El aceite pesado o betún puede contener más de 1.4 g de sal cloruro por metro cúbico (0.5 g por 1000 barriles de 42 galones de crudo), o más de 2.85 g/m3 de sal cloruro (1 g por 1000 barriles de 42 galones de crudo), en otra modalidad. Tal como se usa aquí, "esencialmente libre de" un componente, significa que tiene menos de 0.1 por ciento en peso de ese componente, o menos de 0.01 por ciento en peso, en otra modalidad. Por ejemplo, "esencialmente libre de agua" significa menos de 0.1 por ciento en peso de agua, o menos de 0.01 por ciento en peso. El aceite pesado o betún puede contener agua, y el desasfaltado con solvente puede incluir la recuperación de agua acida, donde la fracción de aceite desasfaltada está sustancialmente libre de agua. El aceite pesado o betún también puede contener sales cloruro, y el desasfaltado con solvente puede incluir desalar corriente debajo de un separador de asfalteno, donde la fracción de aceite desasfaltado está esencialmente libre de sales cloruro. En una modalidad, el proceso puede comprender inyectar agua en la mezcla, en o corriente arriba del desasfaltado con solvente, para facilitar la desalación.

En una modalidad, la separación de asfalteno en el separador de aceite desasfaltado y la separación con solvente del aceite desasfaltado durante el desasfaltado con solvente, puede ocurrir a una temperatura de 232°C (450°F o menos, disminuyendo el ataque con ácido orgánico y reduciendo al mínimo la necesidad de elevadas cantidades de metales de aleación en el equipo desasfaltador con solvente. El aceite pesado o betún diluido puede tener una proporción de 1 a 10 partes en peso de diluyente por parte en peso de aceite pesado o betún. El desasfaltado con solvente puede tener una proporción de 1 a 10 partes en peso de solvente por parte en peso de aceite pesado o betún. El solvente puede ser un hidrocarburo que tenga de 3 a 8 átomos de carbono, o una combinación de ellos. En otra modalidad, el solvente puede ser un hidrocarburo que tenga de 4 a 7 átomos de carbono, o una combinación de ellos, por ejemplo, nafta. En otra modalidad, el solvente puede ser un hidrocarburo que tenga 5 o 6 átomos de carbono, o una combinación de ellos. El proceso de la presente invención puede operar sin desalar la corriente de aceite pesado o betún, corriente arriba del desasfaltado con solvente. El desasfaltado con solvente puede operar en una alimentación total de aceite pesado o betún, sin ningún tratamiento previo. En otra modalidad, la presente invención provee un proceso para elevar la calidad de una alimentación total que comprende aceite pesado o betún, con solvente y agua, que comprende: suministrar la alimentación total a un separador de asfalteno a condiciones de separación de asfalteno para producir una corriente rica en asfalteno y una corriente pobra en asfalteno; separar el solvente de la corriente rica en asfalteno para formar una fracción de asfalteno esencialmente libre de agua, y recuperar una primera corriente de solvente a un sistema de recuperación de solvente; separar la corriente pobre en asfalteno, en un separador de aceite desasfaltado, para formar una corriente de aceite desasfaltado, y recuperar una segunda corriente de solvente al sistema de recuperación de solvente; separar el solvente de la corriente de aceite desasfaltado para formar una fracción de aceite desasfaltado esencialmente libre de agua, y recuperar una tercera corriente de solvente al sistema de recuperación de solvente; separar el agua del sistema de recuperación de solvente, y recuperar el agua del separador de aceite desasfaltado, de la corriente de aceite desasfaltado, o de una combinación de ellos. La alimentación total puede comprender aceite pesado o betún, con una densidad API de 2 a 15, sobre la base libre de solvente. La alimentación total puede tener un número ácido total entre 0.5 y 6, sobre la base libre de solvente. La alimentación total puede tener un sedimento básico y un contenido de agua de 0.1 a 6 por ciento, sobre la base libre de solvente. La alimentación total puede comprender sales cloruro. La recuperación de agua puede incluir enfriar la corriente de aceite desasfaltado y recuperar una fase acuosa antes de la separación del solvente de la corriente de aceite desasfaltado. En otra modalidad, se separan las sales cloruro con la fase acuosa recuperada. En otra modalidad se recuperan las sales cloruro con la fracción asfalteno. El proceso de la presente invención puede incluir reciclar el solvente desde el sistema de recuperación de solvente a través de una línea de recirculación de solvente, al separador de asfalteno. El sistema de recuperación de solvente puede incluir una línea de retorno de solvente desde la segunda corriente de solvente, a través de un cambiador mixto, para calentar la corriente pobre en asfalteno, y a la línea de recirculación de solvente. La recuperación de agua puede incluir enfriar el solvente en la línea de retorno de solvente y recuperar una corriente de agua mediante separación de fases corriente arriba de la línea de recirculación de solvente. El proceso de la presente invención puede incluir recuperar una corriente rica en agua del separador de aceite desasfaltado.

La separación del solvente de la corriente rica en asfalteno y la corriente de aceite desasfaltado puede comprender separación con vapor. La alimentación total puede incluir sulfuro de hidrógeno y el agua recuperada, el agua separada, o ambas pueden incluir sulfuro de hidrógeno. El proceso de la presente invención puede incluir adicionalmente los pasos de transportar por tubería el solvente desde el sistema de recuperación de solvente hasta la producción de aceite pesado o betún en una ubicación remota, diluyendo el aceite pesado o betún con el solvente en exceso para formar la alimentación total, y transportar por tubería la alimentación total al separador de asfalteno. El proceso puede incluir añadir agua a la corriente de alimentación total que sale del separador de asfalteno. El solvente puede ser un hidrocarburo que tenga de 3 a 8 átomos de carbono, o una combinación de ellos. En otras modalidades, el solvente puede ser un hidrocarburo que tenga de 4 a 7 átomos de carbono, o de 5 a 6 átomos de carbono, o una combinación de ellos. La presente invención provee también un aparato para elevar la calidad de una alimentación total que comprende aceite pesado o betún, con solvente y agua, que comprende: medios para suministrar la alimentación total a un separador de asfalteno, bajo condiciones de separación de asfalteno, para producir una corriente rica en asfalteno y una corriente pobre en asfalteno; medios para separar el solvente de la corriente rica en asfalteno para formar una fracción asfalteno esencialmente libre de agua, y recuperar una primera corriente de solvente a un sistema de recuperación de solvente; medios para separar la corriente pobre en asfalteno en un separador de aceite desasfaltado, para formar una corriente de aceite desasfaltado y recuperar una segunda corriente de solvente al sistema de recuperación de solvente; medios para separar el solvente de la corriente de aceite desasfaltado, para formar una fracción de aceite desasfaltado esencialmente libre de agua, y recuperar na tercera corriente de solvente al sistema de recuperación de solvente; medios para separar el agua del sistema de recuperación de solvente; y medios para recuperar el agua desde el separador de aceite desasfaltado, la corriente de aceite desasfaltado, o una combinación de ellos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una descripción más detallada de las modalidades ilustradas de la presente invención, se tendrá que hacer referencia ahora a los dibujos anexos, en los que: La figura 1 ilustra un diagrama de flujo de un proceso típico de la técnica anterior para procesar betún y aceite pesado. La figura 2 muestra un proceso de acuerdo con una modalidad de la invención para la elevación parcial de calidad del material de alimentación de aceite pesado o betún, utilizando un proceso ROSE® modificado, para procesar la alimentación total. La figura 3 muestra un diagrama de flujo simplificado del proceso ROSE® modificado de la figura 2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El proceso de la presente invención puede disminuir la inversión de capital requerida, disminuir los costos de operación y simplificar en gran medida los pasos de procesamiento necesarios para procesar una alimentación total desde la extracción o producción del aceite pesado o betún, como se comprobará fácilmente por la siguiente descripción. El proceso de la presente invención puede eliminar el desalador, las unidades de destilación atmosférica y al vacío, simplificando de esa manera el esquema de procesamiento total y reduciendo el capital necesario cuando se construye una planta.

El aceite producido, aceite pesado o betún, pueden ser mezclados con un diluyente para producir aceite fácilmente transportable; cuando el diluyente también es adecuado como solvente para desasfaltado con solvente. El diluyente puede ser un hidrocarburo que tenga de 3 a 8 átomos de carbono, o una combinación de ellos. El aceite pesado o betún diluidos pueden tener una proporción de 3 a 10 partes en peso de diluyente por parte en peso de aceite pesado o betún. En ciertas modalidades, el aceite pesado o betún puede tener un contenido de sedimento básico y agua (BS&W) de 0 a 6 por ciento en peso o más, sobre una base libre de diluyente. En otras modalidades, el aceite pesado o betún pueden incluir sales, algunas de las cuales son sales cloruro, donde el contenido de sal del aceite pesado o betún es mayor que 0.23 kg (0.5 libras) de sal por 159 m3 (1000 barriles) de aceite pesado o betún, sobre una base libre de diluyente. En otras modalidades, el aceite pesado o betún puede incluir sulfuro de hidrógeno. Con referencia a la figura 2, en una modalidad del proceso 100 de la presente invención, se puede alimentar directamente una alimentación total 105 (que incluye el aceite producido, diluyente y cualquier sal, fango y sales), a una unidad desasfaltadora con solvente 110. La unidad 110 desasfaltadora puede separar la alimentación total 105 a una fracción agua 112, una fracción diluyente 114, una fracción asfalteno 116 y una fracción aceite desasfaltado 118. La unidad desasfaltadora con solvente 110 puede operar a temperaturas moderadas (en su mayoría, menos de 232°C (450°F), por ejemplo), y puede reducir efectivamente la necesidad de alta metalurgia. La unidad desasfaltadora con solvente 110 puede ser convencional, que emplee equipo y metodologías para desasfaltar solvente de que se dispone ampliamente en la técnica, por ejemplo, bajo las designaciones comerciales ROSE®, SOLVAHL, DEMEX o similares, o puede ser un proceso ROSE® modificado como se describe en lo que sigue, con referencia a la figura 3. La fracción asfalteno 116 puede ser enviada a un proceso 120, donde se puede elevar la calidad del asfalteno o se lo puede usar ventajosamente de otra manera para la generación de energía. Por ejemplo, se puede peletizar los asfáltenos 116, usarlos para producir asfalto, procesarlos en un coquificador, un proceso de gasificación, o quemados para producir vapor, o formarlos a asfalto para pavimentar carreteras. Se puede enviar la fracción 118 de aceite desasfaltado a otros procesos de elevación de calidad (122), tales como hidrotratamiento, unidades de craqueo catalítico con fluido de hidrocraqueo, procesos de descomposición de viscosidad y craqueo térmico, etc., o simplemente se podía mezclar en el aceite combustible u otras corrientes de producto. Para una alimentación total 105 que tenga un contenido elevado de metal, se puede suministrar la DAO a una unidad FCC que tenga un catalizador de baja actividad de conversión para la separación de los metales (ver, por ejemplo, la solicitud de patente estadounidense No. de serie 10/711 ,176, presentada el 30 de agosto de 2004, de Iqbal y coinventores). La figura 3 ilustra un diagrama de flujo simplificado de una modalidad de la unidad desasfaltadora 110 con solvente, modificada. Se suministra la alimentación total 105 al separador de asfalteno 140. De ser necesario, se puede introducir más diluyente o solvente a través de las líneas 142 y 144, a la línea de alimentación 105, y al separador de asfalteno 140, respectivamente. Si se desea, se puede introducir la totalidad del solvente o parte de él a la línea de alimentación 105, por medio de la línea 142. Si se desea, se puede emplear un elemento mezclador convencional 146 para mezclar el solvente introducido desde la línea 142. El separador de asfalteno 140 contiene los elementos de contacto convencionales, tales como bandejas de burbujeo, elementos de empaque, tales como aros o sillas, empaques estructurales, tales como los que están disponibles bajo la designación ROSEMAX, o similares. En el separador de asfalteno 140 la alimentación total 105 se separa a una fase de solvente /aceite desasfaltado (DAO) y la fase de asfalteno. La fase de solvente /DAO más ligera pasa hacia arriba, mientras que la fase de asfalteno, más pesada, se desplaza hacia abajo, a través del separador 140. Se recoge la fase de asfalteno desde la parte inferior del separador de asfalteno 140, a través de la línea 148, se calienta en el cambiador de calor 150 y se alimenta a la torre de evaporación rápida o al separador de asfalteno 152. Se separa la fase asfalteno del solvente en el separador de asfalteno 152. Se recupera el asfalteno como producto de fondo en la línea 116, y se recupera el vapor de solvente por el extremo superior, en la línea 156. Se mantiene el separador de asfalteno 140 a una temperatura elevada y a una presión suficiente para efectuar una separación de. la mezcla de residuo de petróleo y solvente, a una fase solvente /DAO y una fase asfalteno. Típicamente, el separador de asfalteno 140 puede ser mantenido a una temperatura sub-crítica del solvente, y a un nivel de presión por lo menos igual a la presión crítica del solvente. Se puede recoger la fase solvente /DAO por la parte superior del separador de asfalteno 140, a través de la línea 158, y se puede calentar convencionalmente con el cambiador de calor 160, que puede integrar la recuperación de calo y el cambio de calor convencional, según se requiera. La fase solvente/ DAO calentada puede ser suministrada a continuación al separador de DAO 162. Como es bien sabido, la temperatura y la presión de la fase solvente/ DAO se manipula para hacer que la fase DAO se separe de la fase solvente. El separador de DAO 162 se mantiene a una temperatura elevada y a una presión suficiente para efectuar una separación de la mezcla solvente/ DAO a las fases solvente y rica en DAO. En el separador de DAO 162, la fase DAO más pesada pasa hacia abajo, mientras que la fase solvente, más ligera, pasa hacia arriba. La fase rica en DAO es recogida del fondo del separador de DAO 162, por medio de la línea 164. La fase rica en DAO es alimentada a la torre de evaporación rápida o desprendedor de DAO 166, donde se separa para obtener un producto DAO, a través de la línea de fondo 118, y el vapor de solvente, por la línea superior 168. Se recupera el solvente por la parte superior del separador de DAO 162, por medio de la línea 170. Una porción del diluyente recuperado en la línea 170 puede ser alimentado a los cambiadores de calor 60, por medio de la línea 172, y se enfría en los cambiadores de calor 160, 173, para recirculación por medio de la bomba 174 y las líneas 142, 144. El diluyente restante, recuperado en la línea 170, y el diluyente recuperado de las líneas de vapor 156 y 168, se puede condensar en el cambiador de calor 176, acumular en el tambor de acumulación 178, y reciclar por medio de la bomba 180 y de la línea 182. Se puede recuperar cualquier exceso de diluyente a través de la línea 114, y puede ser regresado a la producción de aceite pesado o betún, o a las instalaciones de extracción, por medio de una tubería. El separador de DAO 162 es mantenido típicamente a una temperatura superior a la temperatura del separador de asfalteno 140. El nivel de presión en el separador de DAO 162 es mantenido por lo menos igual a la presión crítica del solvente, cuando se mantiene a una temperatura igual a o superior a la temperatura crítica del solvente. En particular, el nivel de temperatura en el separador de DAO 162 se mantiene por arriba de la temperatura crítica del solvente. Se puede procesar cualquier agua y cualquier sal que entren con la alimentación total 105 en el separador de asfalteno 140. El agua será proporcional en las corriente 148 y 158, con base en la solubilidad del agua en las respectivas fracciones (como una función de la temperatura, la presión, el tipo de diluyente y otros factores). El agua en la corriente de fondo 148 del separador de asfalteno 140 puede ser evaporada rápidamente en la parte superior del separador de asfalteno 152, y se la puede recoger en la corriente superior 156, junto con cualquier vapor suministrado al separador 152 a través de la línea 184. El agua en la corriente superior 158 del separador de asfalteno 140, puede ser procesada en el separador de DAO 162, y será proporcional a las corrientes 170, 164, con base en la solubilidad del agua en el respectivo diluyente y en las fracciones DAO. Si la recirculación del diluyente puede dar por resultado una concentración suficiente de agua, de modo que se pueda formar una fase agua, se puede recuperar el agua por medio de la línea 185, desde el separador de DAO 162; también se puede formar una fase agua en el sistema de recirculación de diluyente (líneas 170, 172), o en la corriente de fondo de DAO. De ser necesario, la porción del agua que queda con la corriente 164 de fondo del separador puede ser separada del DAO en el separador de agua 186, y puede ser recuperada por medio de la línea 187, antes de alimentar los fondos del separador de DAO 162, al desprendedor de DAO 166. Por ejemplo, el separador de agua 186 puede ser un separador de evaporación rápida, o puede ser un separador de líquido-líquido, en el que la corriente de fondo 164 del separador de DAO es enfriada en el cambiador de calor 188, y se separa en fases en el separador de agua 186, para recuperar el agua y las sales cloruro, de estar presentes, del DAO, por medio de la línea 187. También se puede evaporar rápidamente el agua en la parte superior del desprendedor de DAO 166, combinada con cualquier vapor inyectado a través de la línea 189 hacia el desprendedor de DAO 166, y se puede recuperar por medio de la línea 168. Cualquier agua producida en la parte superior del separador de DAO 162 puede ser recogida en las corrientes 170, 172. La corriente 172 puede ser enfriada en los cambiadores de calor 160, 173 y, de ser necesario o conveniente, se puede separar el agua del diluyente en el separador de agua 190, y puede ser recogida por medio de la línea 191 , antes de recircular el agua por medio de la bomba 174. El agua de las corrientes 156, 168, 170 puede ser retirada en el tambor de acumulación 178, con el agua recuperada por medio de la corriente 192. Las corrientes de agua 185, 187, 191 , 192 pueden ser combinadas para formar la fracción 112 de agua (ver la figura 2). La fracción 112 de agua puede incluir sales y sulfuro de hidrógeno en la alimentación total 105, así como otros componentes, tales como una cantidad pequeña de hidrocarburos solubles, por ejemplo. Con frecuencia se retira el agua del betún o aceite pesado, antes de transportarla en tuberías, permaneciendo sustancialmente la sal con el betún o el aceite pesado. De ser necesario se puede combinar la corriente de agua 194 con un betún o aceite pesado alimentado para formar la corriente de alimentación total 105, lo que facilita la eliminación de la sal. Opcionalmente se puede usar la corriente de agua de siembra 194 para añadir agua adicional a la corriente de alimentación total 105 para mejorar las separaciones de agua y de sal obtenidas en los separadores de agua 186, 190. Tal como se mencionó con anterioridad aquí, el aceite producido puede ser mezclado con un diluyente para producir aceite fácilmente transportable; donde el diluyente también es adecuado como solvente para el proceso 110 de desasfaltado con solvente. De ser necesario se puede añadir un solvente de carga inicial, o de reconstitución, al SDA 110, a través de la línea 196. Cuando el diluyente suministrado con el aceite producido varía en composición o en proporción del solvente usado en el proceso de desasfaltado 110, se puede reemplazar el diluyente o se puede ajustar su calidad mezclando con otros hidrocarburos corriente arriba, o dentro del proceso de desasfaltado 110, y se puede ajustar la proporción incluyendo una corriente de recirculación interna de solvente, dentro de la unidad de desasfaltado. Como un ejemplo del proceso que se describe en la figura 3, donde la corriente 172 y el equipo relacionado no están incluidos, una alimentación total 105, a razón de 15,500 m3 /día (130,000 barriles (líquido, US) por día) contiene 1 por ciento en peso de agua, 27.5 por ciento en peso de asfalteno y 71.5 por ciento de DAO. La proporción requerida de solvente a aceite, para el desasfaltado apropiado, puede ser obtenida mezclando la alimentación con las corrientes 142 y 144 de solvente de recirculación, que comprenden 2.3 por ciento en peso de agua y 97.7 por ciento en peso de materiales de 5 átomos de carbono. La corriente combinada, que tiene 5.4 por ciento en peso de asfalteno, 14.1 por ciento en peso de DAO, 78.4 por ciento en peso de diluyente y 2 por ciento en peso de agua, se puede alimentar al separador de asfalteno 140, que opera a una escala de temperaturas de entre 149 y 204°C (300-400°F), y a una presión de entre 2 y 7 MPa (290 a 1015 psia), lo que da por resultado una corriente 148 rica en asfalteno y una corriente 158 rica en DAO. La corriente 148 rica en asfalteno puede tener aproximadamente 73.89 por ciento en peso de asfalteno, 0.007 por ciento en peso de agua y 25.5 por ciento en peso de diluyente. La corriente rica en DAO 158 puede tener aproximadamente 15.3 por ciento en peso de DAO, 2.1 por ciento en peso de agua y 82.5 por ciento en peso de diluyente. Se puede alimentar la corriente rica en asfalteno 148 al desprendedor de asfalteno 152, que opera a una escala de temperaturas de entre 176 y 288°C (350 a 550°F), y a una presión de entre 0.05 y 0.2 MPa (7 a 29 psia), lo que da por resultado una corriente superior de desprendedor de asfalteno 156, que tiene aproximadamente 2.6 por ciento en peso de agua y 97.4 por ciento en peso de diluyente, excluyendo cualquier vapor usado en el proceso de desprendimiento; se puede recuperar el asfalteno presente en la corriente 116 esencialmente libre de diluyente y de agua. Se puede calentar la corriente 158 rica en DAO en el cambiador de calor 160, y se puede alimentar al separador de DAO 162, que opera a una escala de temperatura de entre 176 y 260°C (350 a 500°F), y a una presión de entre 2 y 7 MPa (290 y 1015 psia), lo que da por resultado una corriente 164 de fondo de separador de DAO que tiene aproximadamente 71.7 por ciento en peso de DAO, 27.6 por ciento de diluyente y 0.7 por ciento en peso de agua. La corriente superior 170 del separador de DAO puede comprender aproximadamente 2.5 por ciento en peso de agua y 97.5 por ciento en peso de diluyente. Se puede alimentar la corriente 164 al desprendedor de DAO 166, que opera a una escala de temperaturas de entre 176 y 260°C (350 y 550°F), y a una presión de entre 0.05 y 0.2 MPa (7 a 29 psia), lo que da por resultado una corriente superior 168 del desprendedor de dAO, que tiene aproximadamente 2.5 por ciento en peso de agua y 97.5 por ciento en peso de diluyente, excluyendo cualquier vapor usado en el proceso de desprendimiento; y se puede recuperar el DAO que se encuentra presente en la corriente 118, esencialmente libre de diluyente y de agua. Se pueden recoger las corrientes ricas en solvente 156, 168, 170 y se las puede enfriar en el cambiador de calor 176. Las corrientes resultantes pueden ser recibidas en el separador de agua 178, donde se puede recuperar una fracción del agua, y se puede reciclar el agua restante y el solvente en la corriente 142. Todas las patentes, las solicitudes de patente y otros documentos a los que se hace referencia en la presente, quedan incorporados aquí por medio de la referencia, en su totalidad, para los fines de la práctica estadounidense de patentes, y donde lo permitan otras jurisdicciones. Se han descrito numerosas modalidades y alternativas de ellas. Si bien la descripción precedente incluye la mejor manera que se considera para poner en práctica la invención, tal como la contemplan los inventores, no se han descrito todas las alternativas posibles. Por esa razón, no se debe restringir el alcance ni la limitación de la presente invención a la descripción precedente, sino más bien debe definirse y considerarse por medio de las reivindicaciones que vienen a continuación.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Un proceso integrado para transportar y elevar la calidad de aceite pesado o betún, que comprende: diluir el aceite pesado o betún con un diluyente que comprende un hidrocarburo que tiene de 3 a 8 átomos de carbono, para formar una mezcla; transportar la mezcla a una unidad desasfaltadora con solvente; desasfaltar con solvente la mezcla para recuperar una fracción de asfalteno, una fracción de aceite desasfaltada, esencialmente libre de asfáltenos, y una fracción solvente que comprende el diluyente; reciclar por lo menos una porción del solvente recuperado como diluyente, para la dilución del aceite pesado o betún.

2.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el aceite pesado o betún tiene una densidad API de 2 a 15.

3.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el aceite pesado o betún tiene un número ácido total de entre 0.5 y 6.

4.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el aceite pesado o betún tiene un contenido de sedimento básico y agua de entre 0.1 y 6 por ciento.

5.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el aceite pesado o betún contiene agua, y el desasfaltado con solvente incluye recuperación de agua amarga; donde la fracción desasfaltada está esencialmente libre de agua.

6.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el aceite pesado o betún contiene sales cloruro y el desasfaltado con solvente incluye desalar corriente debajo de un separador de asfalteno, donde la fracción de aceite desasfaltada está esencialmente libre de sales cloruro.

7.- El proceso de conformidad con la reivindicación 6, que comprende inyectar agua en la mezcla en el desasfaltado con solvente, o corriente arriba de él, para facilitar la desalación.

8.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que las condiciones de separación de asfalteno, un separador de aceite desasfaltado y el desprendimiento de solvente del aceite desasfaltado, en el desasfaltado con solvente, comprenden una temperatura de 232°C (450°F) o menos.

9.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que la dilución del aceite pesado o betún comprende una proporción de 1 a 10 partes en peso de diluyente por parte en peso de aceite pesado o betún.

10.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el desasfaltado con solvente se efectúa a una proporción de 1 a 10 partes en peso de solvente por parte en peso de aceite pesado o betún.

11.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el solvente comprende un hidrocarburo que tiene de 3 a 8 átomos de carbono, o una combinación de ellos.

12.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el solvente comprende un hidrocarburo que tiene de 4 a 7 átomos de carbono, o una combinación de ellos.

13.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el solvente comprende un hidrocarburo que tiene 5 o 6 átomos de carbono, o una combinación de ellos.

14.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el aceite pesado o betún está libre de desalación corriente arriba del desasfaltado con solvente.

15.- Un proceso para elevar la calidad de una alimentación total que comprende aceite pesado o betún, con solvente y agua, que comprende: suministrar la alimentación total a un separador de asfalteno, a condiciones de separación de asfalteno, para producir una corriente rica en asfalteno y una corriente pobre en asfalteno; desprender el solvente de la corriente rica en asfalteno, para formar una fracción asfalteno esencialmente libre de agua, y recuperar una primera corriente de solvente, a un sistema de recuperación de solvente; separar la corriente pobre en asfalteno en un separador de aceite desasfaltado, para formar una corriente de aceite desasfaltado, y recuperar una segunda corriente de solvente al sistema de recuperación de solvente; desprender el solvente de la corriente de aceite desasfaltada, para formar una fracción de aceite desasfaltado esencialmente libre de agua, y recuperar una tercera corriente de solvente al sistema de recuperación de solvente; separar el agua del sistema de recuperación de solvente; y recuperar el agua del separador de aceite desasfaltado, de la corriente de aceite desasfaltado, o de una combinación de ellos.

16.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, en el que la alimentación total comprende aceite pesado o betún que tienen una densidad API de 2 a 15, sobre una base libre de solvente.

17.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, en el que la alimentación total tiene un número ácido total de entre 0.5 y 6, sobre una base libre de solvente.

18.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, en el que la alimentación total tiene un contenido básico de sedimento y agua de 0.1 a 6 por ciento en peso, sobre una base libre de solvente.

19.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, en el que la recuperación de agua comprende enfriar la corriente de aceite desasfaltado y recuperar una fase acuosa antes del desprendimiento de solvente de la corriente de aceite desasfaltado.

20.- El proceso de conformidad con la reivindicación 19, en el que la alimentación total comprende sales cloruro.

21.- El proceso de conformidad con la reivindicación 20, en el que se separan las sales cloruro con la fase acuosa recuperada.

22.- El proceso de conformidad con la reivindicación 20, en el que se recuperan las sales cloruro con la fracción asfalteno.

23.- El proceso de conformidad con la reivindicación 17, en el que las condiciones de separación de asfalteno, el separador de aceite desasfaltado y el desprendimiento con solvente del aceite desasfaltado, comprenden una temperatura de 232°C (450°F) o menos.

24.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, que comprende recircular el solvente desde el sistema de recuperación de solvente, a través de una línea de recirculación de solvente, al separador de asfalteno

25.- El proceso de conformidad con la reivindicación 24, en el que el sistema de recuperación de solvente incluye una línea de retorno de solvente desde la segunda corriente de solvente, a través de un cambiador mixto, para calentar la corriente pobre en asfalteno, y a la línea de recirculación de solvente.

26.- El proceso de conformidad con la reivindicación 25, en el que la recuperación de agua comprende enfriar el solvente en la línea de retorno de solvente, y recuperar una corriente de agua mediante la separación de fases corriente arriba de la línea de recirculación de solvente.

27.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, que comprende recuperar una corriente rica en agua del separador de aceite desasfaltado.

28.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, en el que el desprendimiento de solvente de la corriente rica en asfalteno y la corriente de aceite desasfaltado comprende desprendimiento con vapor.

29.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, en el que la alimentación total comprende sulfuro de hidrógeno, y el agua recuperada, el agua separada, o ambas, incluyen sulfuro de hidrógeno.

30.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, que comprende adicionalmente los pasos de conducir por tubería el exceso de solvente desde el sistema de recuperación de solvente a la producción de aceite pesado o betún, en una ubicación lejana; diluir el aceite pesado o betún con el exceso de solvente, para formar la alimentación total; y conducir por tubería la alineación total, al separador de asfalteno.

31.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, que comprende añadir agua a la alimentación total corriente arriba del separador de asfalteno.

32.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, en el que el solvente comprende un hidrocarburo que tiene de 3 a 8 átomos de carbono, o una combinación de ellos.

33.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, en el que el solvente comprende un hidrocarburo que tiene de 4 a 7 átomos de carbono, o una combinación de ellos.

34.- El proceso de conformidad con la reivindicación 15, en el que el solvente comprende un hidrocarburo que tiene 5 o 6 átomos de carbono, o una combinación de ellos.

35.- Aparato para elevar la calidad de una alimentación total que comprende aceite pesado o betún con solvente y agua, que comprende: medios para suministrar la alimentación total a un separador de asfalteno, a condiciones de separación de asfalteno, para producir una corriente rica en asfalteno y una corriente pobre en asfalteno; medios para desprender el solvente de la corriente rica en asfalteno, para formar una fracción de asfalteno esencialmente libre de agua, y recuperar una primera corriente de solvente a un sistema de recuperación de solvente; medios para separar la corriente pobre en asfalteno en un separador de aceite desasfaltada, para formar una corriente de aceite desasfaltado, y recuperar una segunda corriente de solvente, al sistema de recuperación de solvente; medios para desprender el solvente de la corriente de aceite desasfaltado para formar una fracción de aceite desasfaltado, esencialmente libre de agua, y recuperar una tercera corriente de solvente al sistema de recuperación de solvente; medios para separar el agua del sistema de recuperación de solvente; y medios para recuperar el agua del separador de aceite desasfaltado, de la corriente de aceite desasfaltado o de una combinación de ellos.