RU2131907C1

RU2131907C1 - Method of dewaxing heavy hydrocarbon fractions

Info

Publication number: RU2131907C1
Application number: RU97121556A
Authority: RU
Inventors: С.П. Яковлев
Original assignee: Яковлев Сергей Павлович
Priority date: 1997-12-23
Filing date: 1997-12-23
Publication date: 1999-06-20

Abstract

FIELD: petroleum processing. SUBSTANCE: raw material and solvent are fed into column apparatus through injectors and deflectors mounted within apparatus, injected raw material and solvent inciting streams from zones located below injectors through collectors connected with those injectors. Asphalt and asphalt-free oil are continuously withdrawn from apparatus. EFFECT: increased yield of asphalt-free oil and reduced solvent-to- product ratio by 16-20%. 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам деасфальтизации тяжелых углеводородных фракций сжиженными низкомолекулярными алканами, алифатическими спиртами или бензиновыми фракциями и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. The invention relates to methods for deasphalting heavy hydrocarbon fractions with liquefied low molecular weight alkanes, aliphatic alcohols or gasoline fractions and can be used in the refining industry.

Известен способ деасфальтизации тяжелых углеводородных фракций, в соответствии с которым предварительно смешанное с растворителем сырье подвергают одновременно акустическому и гидродинамическому воздействию /SU 1474169/, причем гидродинамическое воздействие создают перемешиванием высокоскоростной турбинной мешалкой. There is a method of deasphalting heavy hydrocarbon fractions, according to which the raw material premixed with a solvent is simultaneously subjected to acoustic and hydrodynamic effects / SU 1474169 /, and the hydrodynamic effect is created by mixing a high-speed turbine mixer.

Недостатком данного метода является низкая эффективность массообмена при указанных видах воздействия, приводящая к уменьшению выхода деасфальтизата. Кроме этого, необходимость установки ультразвукового излучателя и высокоскоростной турбинной мешалки связана с увеличением энергозатрат на осуществление процесса. Наличие уплотнений вала мешалки снижает надежность и безопасность процесса. Механическое перемещение и ультразвуковое воздействие приводит к усложнению аппаратурного оформления. The disadvantage of this method is the low efficiency of mass transfer under these types of exposure, leading to a decrease in the yield of deasphalting agent. In addition, the need to install an ultrasonic emitter and a high-speed turbine mixer is associated with an increase in energy consumption for the implementation of the process. The presence of agitator shaft seals reduces process reliability and safety. Mechanical displacement and ultrasonic exposure complicates the hardware design.

За прототип изобретения принят способ деасфальтизации тяжелых углеводородных фракций /RU 2064961/, в котором исходное сырье и растворитель, в качестве которого используют предельные парафиновые углеводороды C₃-C₇, бензиновые фракции или алифатические спирты C₃-C₅, подают в колонный аппарат таким образом, что сырье и растворитель образуют встречные потоки, противоточное движение которых обусловлено разностью их плотностей. Непрерывно отбирают из аппарата растворы асфальта и деасфальтизата, при этом сырье и растворитель подают в аппарат через инжекторы, интенсифицируя процесс смешения за счет использования энергии струи подаваемого сырья и растворителя.The prototype of the invention adopted the method of deasphalting heavy hydrocarbon fractions / RU 2064961 /, in which the feedstock and solvent, which are used as a limit paraffin hydrocarbons C ₃ -C ₇ , gasoline fractions or aliphatic alcohols C ₃ -C ₅ , served in a column apparatus in such a way that the feedstock and solvent form counter flows, the countercurrent movement of which is due to the difference in their densities. Asphalt and deasphalting solutions are continuously taken from the apparatus, while raw materials and solvent are fed into the apparatus through injectors, intensifying the mixing process by using the energy of the jet of feed material and solvent.

Цель изобретения - увеличение выхода деасфальтизата в процессе деасфальтизации. Поставленная цель достигается тем, что подачу сырья и растворителя в колонный аппарат осуществляют через инжекторы и отражатели, установленные внутри аппарата, при этом входящие в аппарат через инжекторы сырье и растворитель инжектируют потоки из зон, расположенных ниже установки инжекторов, через соединенные с инжекторами коллекторы. Отбор из аппарата растворов асфальта и деасфальтизата осуществляют непрерывно. The purpose of the invention is to increase the yield of deasphalting agent in the process of deasphalting. This goal is achieved in that the supply of raw materials and solvent to the column apparatus is carried out through injectors and reflectors installed inside the apparatus, while the raw materials and solvent entering the apparatus through injectors inject flows from zones located below the injector installation through collectors connected to the injectors. The selection of asphalt and deasphalting solutions from the apparatus is carried out continuously.

Сущность способа поясняется схемами, приведенными на фиг. 1, 2, 3. The essence of the method is illustrated by the diagrams shown in FIG. 1, 2, 3.

Сырье 1 и растворитель 2 подают в верхнюю и нижнюю части колонного аппарата 3, оснащенного контактными устройствами 4. Поступая по трубопроводам 5, 6, заканчивающимися соплами 7, 8, в инжекторы 9, 10, входящий сырьевой поток и растворитель инжектируют через коллекторы 21, 22 сырьевую смесь из нижележащих зон аппарата в зону подачи сырья и растворителя, соответственно. Raw materials 1 and solvent 2 are fed into the upper and lower parts of the column apparatus 3, equipped with contact devices 4. Entering through pipelines 5, 6, ending with nozzles 7, 8, to the injectors 9, 10, the incoming raw stream and solvent are injected through the collectors 21, 22 the raw material mixture from the underlying zones of the apparatus into the feed zone of the raw material and solvent, respectively.

Процесс, происходящий при вводе сырья в аппарат, представляется следующим образом (см. фиг. 2). Сырье 1, выходящее из сопла 7 с высокой скоростью, попадает в сужающуюся часть инжектора 9. При этом в полости 20 коллектора 21 создается разрежение, приводящее к движению смеси, находящейся в нижележащем сечении аппарата в эту полость. Т.е. поток сырья увлекает за собой эту смесь 17 и нагнетает (инжектирует) ее через инжектор 9, образуя высокоскоростной поток 18, который дробится на отражателях (наборе полых усеченных конусов или дисков с отверстиями) 11. Образовавшиеся потоки 19 равномерно распределяются по сечению аппарата, контактируя с нисходящим потоком раствора рефлюкса, поступающего из вышележащей зоны аппарата. Количество инжектируемой смеси 17 в 2-3 раза превосходит количество сырья 1, поступающего в аппарат через сопло инжектора. The process that occurs when introducing raw materials into the apparatus is as follows (see Fig. 2). The feedstock 1, leaving the nozzle 7 at a high speed, enters the tapering part of the injector 9. At the same time, a vacuum is created in the cavity 20 of the manifold 21, which leads to the movement of the mixture located in the underlying section of the apparatus into this cavity. Those. the feed stream entrains this mixture 17 and injects (injects) it through the injector 9, forming a high-speed stream 18, which is crushed on the reflectors (a set of hollow truncated cones or discs with holes) 11. The resulting streams 19 are evenly distributed over the cross section of the apparatus, in contact with the downward flow of the reflux solution coming from the overlying zone of the apparatus. The amount of injected mixture 17 is 2-3 times greater than the amount of raw material 1 entering the apparatus through the nozzle of the injector.

При подаче растворителя (фиг. 3) через соответствующий инжектор, инжектирование смеси из нижележащей зоны аппарата, смешение потоков и распределение смеси по сечению аналогичным описанным выше процессам, сопровождающим подачу сырья. When supplying the solvent (Fig. 3) through the corresponding injector, injecting the mixture from the underlying zone of the apparatus, mixing the flows and distributing the mixture over the cross section similar to the processes described above, accompanying the supply of raw materials.

Таким образом, предлагаемый способ подачи сырья и растворителя обеспечивает не только интенсивное перемешивание с неравновесными потоками в соответствующих зонах аппарата, распределение образующихся смесей по его сечению, но и создание контуров циркуляции потоков между зонами с разной температурой и концентрацией компонентов сырья и используемого растворителя. Дальнейшее движение потоков обусловлено разностью их плотностей. Thus, the proposed method of supplying raw materials and solvent provides not only intensive mixing with nonequilibrium flows in the corresponding zones of the apparatus, the distribution of the resulting mixtures over its cross section, but also the creation of circuits of flows between zones with different temperatures and concentrations of the components of the raw materials and the solvent used. Further movement of the flows is due to the difference in their densities.

Развитие поверхности контакта фаз и интенсификация массообмена между ними позволяет приблизить сырье и растворитель, поступающие в аппарат к состоянию равновесия с потоками, движущимися в соответствующих зонах колоны. При этом происходит более полное извлечение целевых компонентов из сырья уже на стадии его подачи в аппарат и дополнительное извлечение этих компонентов из потока, контактирующего с растворителем в нижней части аппарата - снижение потерь деасфальтизата с асфальтовым раствором. Кроме этого, предлагаемое использование энергии вводимых потоков сырья и растворителя позволяет перераспределять (за счет инжектирования) потоки сырьевой смеси между зонами аппарата, создавая оптимальные концентрации компонентов сырья и растворителя в соответствующих зонах. Это обеспечивает возможность повысить селективность процесса, увеличить выход целевых компонентов (повысить выход деасфальтизата при заданном его качестве) наряду со снижением кратности растворителя к сырью - уменьшением энергозатрат на проведение процесса. The development of the contact surface of the phases and the intensification of mass transfer between them makes it possible to bring the raw materials and solvent entering the apparatus closer to the state of equilibrium with flows moving in the corresponding zones of the column. In this case, a more complete extraction of the target components from the raw material occurs already at the stage of its supply to the apparatus and additional extraction of these components from the stream in contact with the solvent in the lower part of the apparatus — a decrease in the loss of deasphalting agent with asphalt mortar. In addition, the proposed use of the energy of the input streams of raw materials and solvent allows you to redistribute (due to injection) the flows of the raw material mixture between the zones of the apparatus, creating optimal concentrations of the components of the raw materials and solvent in the corresponding zones. This provides the opportunity to increase the selectivity of the process, increase the yield of target components (increase the yield of deasphalting agent at a given quality) along with reducing the ratio of solvent to raw materials - reducing energy costs for the process.

Раствор извлеченного из сырья деасфальтизата 13 отбирают из верхней части колонны, смесь не извлеченных компонентов, асфальта и части растворителя 14 отбирают с низа аппарата. A solution of deasphalizate 13 recovered from the raw material is taken from the top of the column, a mixture of unrecovered components, asphalt and part of the solvent 14 are taken from the bottom of the apparatus.

Создание заданного температурного профиля в аппарате обеспечивается теплообменником 15 (установлен в верхней отстойной зоне), подогревающим раствор деасфальтизата теплоносителем 16. The creation of a predetermined temperature profile in the apparatus is ensured by a heat exchanger 15 (installed in the upper settling zone), which heats the deasphalting solution with the heat carrier 16.

Предлагаемый способ был проверен в промышленных условиях. The proposed method was tested in an industrial environment.

В качестве сырья процесса деасфальтизации использовали гудрон смеси западносибирских нефтей плотностью 986 кг/м³, вязкостью ВУ при 80^oC - 120, коксуемостью 16 - 17%.As a raw material of the deasphalting process, a tar mixture of West Siberian oils with a density of 986 kg / m ³ , viscosity of VU at 80 ^o C - 120, and coking 16 - 17% were used.

Пример 1. Деасфальтизацию сырья осуществляли в соответствии со способом, взятым за прототип. Example 1. The deasphalting of raw materials was carried out in accordance with the method taken as a prototype.

В колонный аппарат, оснащенный инжекторами и отражателями, подавали сырье и растворитель (сжиженный пропан) соответственно в верх и низ колонны. Соотношение массовых расходов сырья и растворителя - 1 : 2,5. Температура в зоне смешения 60^oC, в месте установки подогревателя в - верхней отстойной зоне - 75^oC.Raw materials and solvent (liquefied propane) were fed into the column apparatus equipped with injectors and reflectors, respectively, to the top and bottom of the column. The ratio of the mass flow of raw materials and solvent is 1: 2.5. The temperature in the mixing zone is 60 ^o C, at the place of installation of the heater in the - upper settling zone - 75 ^o C.

Достигаемый выход деасфальтизата составил 26,5%. The achieved yield of deasphalting agent was 26.5%.

Пример 2. Деасфальтизацию сырья осуществляли в соответствии с предлагаемым способом. Отношение массовых расходов сырья и растворителя, температуры в зоне смешения и верхней отстойной зоне те же, что и в примере 1. Example 2. Deasphalting of raw materials was carried out in accordance with the proposed method. The ratio of the mass flow of raw materials and solvent, the temperature in the mixing zone and the upper settling zone are the same as in example 1.

Сырье и растворитель подавали в аппарат через инжекторы, оснащенные коллекторами для инжектирования потоков из нижележащих зон. Выходящий из инжекторов поток диспергировался на отражателях. Расход инжектируемой сырьевой смеси в 2,5 раза выше расходов сырья и растворителя, поступающих в инжекторы. Raw materials and solvent were fed into the apparatus through injectors equipped with manifolds for injection of flows from the underlying zones. The stream exiting the injectors was dispersed on the reflectors. The consumption of the injected raw mixture is 2.5 times higher than the consumption of raw materials and solvent entering the injectors.

Выход деасфальтизата в этом случае составил 28,7%. The yield of deasphalting agent in this case amounted to 28.7%.

Качество целевого продукта в обоих опытах получали одинаковым - коксуемость деасфальтизата находилась в пределах 1,1 - 1,2%. The quality of the target product in both experiments was the same — the coking ability of the deasphalting agent was in the range 1.1–1.2%.

Как видно из примеров, предлагаемый способ деасфальтизации обеспечивает повышение выхода деасфальтизата на 2,2%. As can be seen from the examples, the proposed method of deasphalting provides an increase in the yield of deasphalting agent by 2.2%.

Его осуществление не связано с существенным усложнением аппаратурного оформления. Its implementation is not associated with a significant complication of the hardware design.

В предлагаемом способе получение выхода деасфальтизата, равного выходу в способе, взятом за прототип, осуществляется при снижении соотношения расхода растворителя и сырья на 16 - 20%, что приводит к соответствующему снижению энергозатрат. In the proposed method, obtaining a yield of deasphalting agent equal to the yield in the method taken as a prototype is carried out by reducing the ratio of solvent to raw material consumption by 16 - 20%, which leads to a corresponding reduction in energy consumption.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1474169, C 10 G 21/00, 1989.Sources of information
1. USSR author's certificate N 1474169, C 10 G 21/00, 1989.

2. Патент РФ N 2064961, кл. 6 C 10 G 21/14, 1996. 2. RF patent N 2064961, cl. 6 C 10 G 21/14, 1996.

Claims

A method of deasphalting heavy hydrocarbon fractions by feeding raw materials and solvent to a column apparatus through injectors and reflectors installed inside the apparatus and continuously collecting asphalt and deasphalting solutions from the apparatus, characterized in that the raw materials and solvent entering the apparatus through injectors inject flows from zones located below the injector installation through manifolds connected to the injectors.