RU2802477C2 - Method for in-depth oil processing - Google Patents
Method for in-depth oil processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802477C2 RU2802477C2 RU2021121722A RU2021121722A RU2802477C2 RU 2802477 C2 RU2802477 C2 RU 2802477C2 RU 2021121722 A RU2021121722 A RU 2021121722A RU 2021121722 A RU2021121722 A RU 2021121722A RU 2802477 C2 RU2802477 C2 RU 2802477C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deasphalting
- oil
- vacuum
- fraction
- residue
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к переработке нефти, а конкретно к вакуумной перегонке мазута, деасфальтизации тяжелых нефтепродуктов легкими углеводородами (пропаном, н-бутаном, изобутаном), получению нефтебитумов, сырья для каталитических процессов и коксования.The invention relates to oil refining, and specifically to vacuum distillation of fuel oil, deasphalting of heavy petroleum products with light hydrocarbons (propane, n-butane, isobutane), production of petroleum bitumen, raw materials for catalytic processes and coking.
При атмосферной перегонке нефти наряду с легкими (бензин) и средними дистиллятами (керосин и дизельное топливо) получается большое количество тяжелого остатка (60-40% масс. от сырой нефти). Этот остаток подвергают вакуумной перегонке при повышенных температурах (390-410°С) с получением вакуумных дистиллятов как сырья для получения базовых масел и/или сырья для глубокой каталитической переработки (каталитического крекинга или гидрокрекинга).During the atmospheric distillation of oil, along with light (gasoline) and middle distillates (kerosene and diesel fuel), a large amount of heavy residue is obtained (60-40% by weight of crude oil). This residue is subjected to vacuum distillation at elevated temperatures (390-410°C) to obtain vacuum distillates as raw materials for the production of base oils and/or raw materials for deep catalytic processing (catalytic cracking or hydrocracking).
Как правило, концы кипения выделяемых дистиллятов ограничивают 520°С, так как при более высоких концах кипения начинают появляться значительные количества никеля и ванадия из металлоорганических соединений, имеющих близкую температуру кипения (исключение составляют легкие нефти, содержащие незначительное количество металлоорганики).As a rule, the boiling points of isolated distillates are limited to 520°C, since at higher boiling points, significant amounts of nickel and vanadium from organometallic compounds that have a similar boiling point begin to appear (the exception is light oils containing a small amount of organometallics).
Никель и ванадий являются ядами для катализаторов конверсии тяжелых углеводородов и, как указано в способе переработки остатка после перегонки нефти по патенту №2337939 (С10С 3/08, оп. 10.11.2008 г., БИ №31), содержание никеля и ванадия в деасфальтизатах, идущих на каталитическую конверсию, предпочтительно не должно превышать 2 ppm каждого.Nickel and vanadium are poisons for catalysts for the conversion of heavy hydrocarbons and, as indicated in the method for processing the residue after oil distillation according to patent No. 2337939 (C10C 3/08, op. 11/10/2008, BI No. 31), the content of nickel and vanadium in deasphalted products going to catalytic conversion should preferably not exceed 2 ppm each.
Однако, при таком ограничении конца кипения вакуумных дистиллятов остается большое количество тяжелого кубового остатка (от 30% на тяжелую нефть и до 15% масс. на легкую нефть). В связи с резко возросшими требованиями к экологичности топлив и судовых топлив потребление данных остатков в непереработанном виде резко сократилось и продолжает уменьшаться.However, with such a limitation of the end of the boiling point of vacuum distillates, a large amount of heavy bottom residue remains (from 30% for heavy oil and up to 15% by weight for light oil). Due to sharply increased requirements for the environmental friendliness of fuels and marine fuels, the consumption of these residues in unprocessed form has sharply decreased and continues to decrease.
Поэтому рациональная переработка тяжелых нефтяных остатков является актуальной задачей нефтеперерабатывающей промышленности.Therefore, rational processing of heavy oil residues is an urgent task for the oil refining industry.
Разработано значительное количество процессов переработки тяжелых остатков, как то замедленное и контактное коксование (флексикокинг), получение нефтяных битумов, гидрокрекинг тяжелых остатков в кипящем (трехфазном) слое, каталитический крекинг остаточного сырья и комбинированные процессы - деасфальтизация остатка с гидрокрекингом (каталитическим крекингом) деасфальтизата и коксованием асфальта или гидрокрекингом его в кипящем слое.A significant number of processes for processing heavy residues have been developed, such as delayed and contact coking (flexicoking), production of petroleum bitumen, hydrocracking of heavy residues in a fluidized (three-phase) bed, catalytic cracking of residual raw materials and combined processes - deasphalting of the residue with hydrocracking (catalytic cracking) of deasphalted oil and coking asphalt or hydrocracking it in a fluidized bed.
Наиболее простым и недорогим является получение из остатка нефтебитума. Известно получение нефтебитума путем вакуумного концентрирования мазута из ряда уникальных нефтей (отдельные венесуэльские нефти, нефти ярегского и русского месторождений РФ). Однако таких нефтей мало и крайне дорогая логистика делает такую возможность крайне ограниченной. В то же время на серийных нефтеперерабатывающих заводах перерабатывают нефти, позволяющие получать битумы стандартного качества путем окисления кислородом воздуха вакуумного остатка при 220-270°С.The simplest and most inexpensive way is to obtain petroleum bitumen from the residue. It is known to obtain petroleum bitumen by vacuum concentration of fuel oil from a number of unique oils (certain Venezuelan oils, oils from the Yarega and Russian fields of the Russian Federation). However, there are few such oils and extremely expensive logistics make this possibility extremely limited. At the same time, serial oil refineries process oils that make it possible to obtain bitumen of standard quality by oxidizing the vacuum residue with air oxygen at 220-270°C.
Но для ряда нефтей и получение нефтебитума окислением вакуумного остатка является затруднительным. Есть три вида нефтей из которых затруднительно получение нефтебитума окислением воздухом:But for a number of oils, obtaining petroleum bitumen by oxidation of the vacuum residue is difficult. There are three types of oils from which it is difficult to obtain petroleum bitumen by air oxidation:
- нефти, содержащие большое количество твердого парафина;- oils containing large amounts of solid paraffin;
- нефти смесевого состава, одна часть которого по групповому химическому составу вакуумного остатка оптимальна для получения окисленного нефтебитума, а другая имеет высокое содержание парафина;- oil of a mixed composition, one part of which, according to the group chemical composition of the vacuum residue, is optimal for producing oxidized petroleum bitumen, and the other has a high paraffin content;
- нефти, имеющие низкое содержание смол и асфальтенов.- oils with a low content of resins and asphaltenes.
Иногда из нефтей первого и третьего вида путем глубоковакуумной перегонки удается получать тяжелый остаток оптимального группового состава для окисления. Но в большинстве случаев это приводит к получению нижнего дистиллята с большим содержанием смол и металлоорганикой (ядом катализаторов). С нефтями второго вида еще сложнее - если мы удаляем твердые парафины вакуумной отгонкой, мы получаем гудрон с низким содержанием масел, а если не удаляем глубоко фракции содержащие твердые парафины, то остаток содержит их в избытке и так же битум получается низкого качества.Sometimes from oils of the first and third types by deep vacuum distillation it is possible to obtain a heavy residue of optimal group composition for oxidation. But in most cases, this leads to the production of a lower distillate with a high content of resins and organometallics (catalyst poison). With oils of the second type it is even more difficult - if we remove solid paraffins by vacuum distillation, we get tar with a low oil content, and if we do not deeply remove fractions containing solid paraffins, then the residue contains them in excess and the bitumen also turns out to be of low quality.
В способе получения дорожных битумов по патенту №2142493 (С10С 3/08, оп. 10.12.1999 г.,) предложен способ получения дорожных битумов путем деасфальтизации гудрона углеводородными растворителями с последующим смешением асфальта деасфальтизации с нефтяными разбавителями, деасфальтизацию проводят с таким расчетом, чтобы в получаемых битумах содержание парафино-нафтеновых углеводородов не превышало 10-11%, а массовое соотношение асфальтенов и насыщенных углеводородов составляло 1,4-1,7.The method for producing road bitumen according to patent No. 2142493 (C10C 3/08, op. 12/10/1999) proposes a method for producing road bitumen by deasphalting tar with hydrocarbon solvents followed by mixing deasphalting asphalt with petroleum diluents, deasphalting is carried out in such a way that in the resulting bitumen, the content of paraffin-naphthenic hydrocarbons did not exceed 10-11%, and the mass ratio of asphaltenes and saturated hydrocarbons was 1.4-1.7.
В примере 1 данного патента из гудрона Арланской нефти путем деасфальтизации пропан-бутановой смесью получают асфальт с выходом 40,8% на сырье с температурой размягчения 72°С и в примере 3 полученный асфальт смешивают с экстрактом селективной очистки остаточных масел в соотношении 81:19 по массе. При этом получается прямогонный дорожный битум высокого качества. Однако, при этом не исследовалось качество полученного деасфальтизата, составляющего 59,2% по массе от исходного гудрона.In example 1 of this patent, asphalt is obtained from Arlan oil tar by deasphalting with a propane-butane mixture with a yield of 40.8% for raw materials with a softening point of 72°C, and in example 3 the resulting asphalt is mixed with an extract for the selective purification of residual oils in a ratio of 81:19 mass. This produces straight-run road bitumen of high quality. However, the quality of the resulting deasphalted oil, which constitutes 59.2% by weight of the original tar, was not studied.
Воспроизведение опыта по примеру 1 и анализ полученного деасфальтизата показал, что его коксуемость по Конрадсону составляет 3,9%, содержание никеля- 8 ppm, ванадия - 14 ppm. Данные показатели не являются оптимальными, как показано в патенте №2337939 для дальнейшей переработки деасфальтизата на каталитических процессах.Reproduction of the experiment in example 1 and analysis of the resulting deasphalted oil showed that its coking capacity according to Conradson is 3.9%, nickel content is 8 ppm, vanadium is 14 ppm. These indicators are not optimal, as shown in patent No. 2337939 for further processing of deasphalted oil in catalytic processes.
Исследование деасфальтизата, полученного из гудрона западносибирской нефти (коксуемость по Конрадсону 12,4%) в примере 4, где выход асфальта составил 24,8%, а деасфальтизата 75,2% масс, показал что деасфальтизат содержал 6 ppm никеля и 8 ppm ванадия.A study of the deasphalted product obtained from West Siberian oil tar (Conradson coking capacity 12.4%) in example 4, where the yield of asphalt was 24.8%, and the deasphalted product was 75.2% by weight, showed that the deasphalted product contained 6 ppm nickel and 8 ppm vanadium.
При всей привлекательности предложенного в патенте №2142493 способа получения нефтебитума большие количества деасфальтизата с относительно высоким содержанием никеля 6-8 ppm и ванадия 8-14 ppm и связанные с этим трудности с его переработкой не позволили реализовать данный способ и с 2020 года патент не действует.Despite all the attractiveness of the method for producing petroleum bitumen proposed in patent No. 2142493, large quantities of deasphalted oil with a relatively high content of nickel 6-8 ppm and vanadium 8-14 ppm and the associated difficulties with its processing did not allow the implementation of this method and since 2020 the patent is no longer valid.
Поиск возможных путей получения высококачественного нефтебитума с применением процесса деасфальтизации для удаления из остатка избыточного количества парафино-нафтеновых углеводородов привел к анализу способа фракционирования мазута по патенту №2205856 (C10G 7/06, оп. 10.06.2003, БИ №16), предусматривающего фракционирование мазута перегонкой нагретого сырья в сложной вакуумной колонне, снабженной укрепляющей, отгонной, отпарными секциями, контактными устройствами, с выводом боковых погонов и отпаркой легких фракций из них в отпарных секциях, с отбором легкой, средней, тяжелых дистиллятных фракций и остатка, с выводом легкой дистиллятной фракции верхним боковым погоном колонны, охлаждением части ее и подачей на верх колонны в качестве циркуляционного орошения, с отбором с нижней тарелки укрепляющей секции затемненной фракции.The search for possible ways to obtain high-quality petroleum bitumen using the deasphalting process to remove excess amounts of paraffin-naphthenic hydrocarbons from the residue led to the analysis of the method of fuel oil fractionation according to patent No. 2205856 (C10G 7/06, op. 06/10/2003, BI No. 16), which provides for fuel oil fractionation distillation of heated raw materials in a complex vacuum column equipped with strengthening, stripping, stripping sections, contact devices, with the removal of side streams and stripping of light fractions from them in stripping sections, with the selection of light, medium, heavy distillate fractions and residue, with the removal of the light distillate fraction the upper side rung of the column, cooling part of it and feeding it to the top of the column as circulation irrigation, with the selection of the strengthening section of the darkened fraction from the lower plate.
Целью изобретения по патенту №2205856 указано, что изобретение направлено на повышение производительности колонны, отбора целевых продуктов, а также на улучшение качества дистиллятных фракций.The purpose of the invention according to patent No. 2205856 states that the invention is aimed at increasing the productivity of the column, selecting target products, as well as improving the quality of distillate fractions.
Анализ таблицы 1 данного патента показывает, что при перегонке 65 т/час мазута получают 9,4 т/ч затемненной фракции (520-600°С) и 5,4 т/час фракции выше 520°С (остаток). При этом авторы сосредоточили свое внимание на производительности колонны и выходе целевых фракций (н.к. - 340°С, 340-370°С, 370-450°С, 450-520°С) и минимально остатком и затемненной фракцией.An analysis of Table 1 of this patent shows that when distilling 65 t/h of fuel oil, 9.4 t/h of the dark fraction (520-600°C) and 5.4 t/h of the fraction above 520°C (residue) are obtained. At the same time, the authors focused their attention on the productivity of the column and the yield of target fractions (n.c. - 340°C, 340-370°C, 370-450°C, 450-520°C) and the minimum residue and dark fraction.
Анализ работы вакуумных колонн показал, что многие из них оборудованы выводом затемненной фракции, однако отсутствие целевого применения ее, привело к тому, что данная секция используется как промывная от смол и асфальтенов, поднимающихся с парами в виде брызгоуноса и минимальным выводом затемненной фракции от ее возможного потенциала.An analysis of the operation of vacuum columns showed that many of them are equipped with the removal of the darkened fraction, however, the lack of its intended use has led to the fact that this section is used as a washing section from resins and asphaltenes rising with vapors in the form of spray and minimal removal of the darkened fraction from its possible potential.
Для углубленного анализа остатка и затемненной фракции воспроизведен процесс вакуумной перегонки, указанный в примере 2, приведенном в патенте №2205856, при этом при переработке 57 тонн в час мазута западносибирской нефти при температуре входа в вакуумную колонну 392°С и остаточном давлении на верху колонны 23 мм рт.ст. было получено затемненной фракции 8,3 т/час и кубового остатка 4,7 т/час.For an in-depth analysis of the residue and dark fraction, the vacuum distillation process specified in example 2 given in patent No. 2205856 was reproduced, while processing 57 tons per hour of West Siberian oil fuel oil at an inlet temperature of the vacuum column of 392 ° C and a residual pressure at the top of the column 23 mmHg. a dark fraction of 8.3 t/hour and a bottom residue of 4.7 t/hour were obtained.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение глубины переработки нефти, расширение сырьевой базы для получения качественных битумов и получение ценного сырья для процессов коксования.The objective of the proposed invention is to increase the depth of oil refining, expand the raw material base for obtaining high-quality bitumen and obtain valuable raw materials for coking processes.
Технический результат заключается в получении на стадии вакуумной перегонки мазута остатка как компонента сырья для производства нефтебитума и затемненной фракции, которую подвергают процессу деасфальтизации с получением деасфальтизата с низким содержанием никеля и ванадия как сырья каталитических процессов и асфальта как компонента сырья для производства нефтебитума.The technical result consists in obtaining, at the stage of vacuum distillation of fuel oil, a residue as a component of raw materials for the production of petroleum bitumen and a dark fraction, which is subjected to a deasphalting process to produce deasphalted oil with a low content of nickel and vanadium as a raw material for catalytic processes and asphalt as a component of raw materials for the production of petroleum bitumen.
Технический результат достигается тем, что в способе углубленной переработки нефти путем вакуумной перегонки мазута и деасфальтизации, при вакуумной перегонке в сложной вакуумной колонне кроме вакуумных дистиллятов получают затемненную фракцию, выводят ее из укрепляющей секции сложной вакуумной колонны ниже отбора вакуумных дистиллятов, обеспечивают содержание парафино-нафтеновых углеводородов в кубовом продукте сложной вакуумной колонны не более 10% масс., затем затемненную фракцию подвергают процессу деасфальтизации легкими углеводородами с получением деасфальтизата, деасфальтизат используют в качестве сырья каталитических процессов, а остаток деасфальтизации смешивают с кубовым остатком вакуумной перегонки и при этом, в зависимости от перерабатываемой нефти, получают неокисленные битумы или сырье для получения окисленных битумов.The technical result is achieved by the fact that in the method of advanced oil refining by vacuum distillation of fuel oil and deasphalting, during vacuum distillation in a complex vacuum column, in addition to vacuum distillates, a darkened fraction is obtained, removed from the strengthening section of the complex vacuum column below the selection of vacuum distillates, ensuring the content of paraffin-naphthenic hydrocarbons in the bottom product of a complex vacuum column are no more than 10% by weight, then the darkened fraction is subjected to the process of deasphalting with light hydrocarbons to obtain deasphalting oil, the deasphalting oil is used as a raw material for catalytic processes, and the deasphalting residue is mixed with the bottom residue of vacuum distillation and, at the same time, depending on processed oil, obtain unoxidized bitumen or raw materials for the production of oxidized bitumen.
Целесообразно получать деасфальтизат с содержанием никеля и ванадия ниже 1 ppm каждого.It is advisable to obtain deasphalted oil with a nickel and vanadium content below 1 ppm each.
Целесообразно основной массе затемненной фракции выкипать до 570-610°С, при этом при перегонке мазутов, содержащих большое количество смол, ближе к 570°С, а мазутов, содержащих меньшее количество смол, ближе к 610°С.It is advisable for the bulk of the dark fraction to boil to 570-610°C, while when distilling fuel oil containing a large amount of resins, it is closer to 570°C, and fuel oil containing a smaller amount of resin is closer to 610°C.
Можно вместо получения битума кубовый остаток от вакуумной перегонки и остаток от деасфальтизации затемненной фракции использовать как сырье коксования, предпочтительно флексикокинга.Instead of producing bitumen, the bottom residue from vacuum distillation and the residue from deasphalting the dark fraction can be used as coking raw material, preferably flexicoking.
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
Нагретый мазут вводят между укрепляющей и отгонной секциями сложной вакуумной колонны. С верха колонны выводят неконденсируемые газы и пары к вакуумсоздающей системе. Из средней части укрепляющей секции сложной вакуумной колонны выводят дистиллятные фракции. С низа укрепляющей секции сложной вакуумной колонны, ниже отбора вакуумных дистиллятов, выводят затемненную фракцию. В нижнюю часть отгонной секции сложной вакуумной колонны могут подавать водяной пар. С низа сложной вакуумной колонны выводят остаток. Осуществляют регулировку температуры ввода сырья в сложную вакуумную колонну и температуры на тарелке отбора затемненной фракции для регулирования объема выводимой затемненной фракции с целью обеспечения содержания парафино-нафтеновых углеводородов в остатке (кубовом продукте сложной вакуумной колонны) не более 10% масс. Затемненную фракцию подвергают процессу деасфальтизации при высоком давлении сжиженными легкими углеводородами (С3, С4) в качестве растворителя. В процессе деасфальтизации затемненная фракция разделяется на два продукта - деасфальтизат и остаток. Для обеспечения требуемого качества продуктов изменяют температуру процесса деасфальтизации, состав растворителя и его соотношение к сырью (затемненной фракции) в зависимости от группового химического состава затемненной фракции. Основная масса затемненной фракции выкипает до 570-610°С, при этом при перегонке мазутов, содержащих большое количество смол, ближе к 570°С, а мазутов, содержащих меньшее количество смол, ближе к 610°С. Полученный из затемненной фракции деасфальтизат подают на каталитические процессы переработки в качестве сырья. Остаток деасфальтизации смешивают с кубовым остатком процесса вакуумной перегонки и, в зависимости от типа перерабатываемой нефти, получают неокисленный битум после их смешения или подают на битумную установку как сырье для получения окисленных битумов. В случае отсутствия потребности в битуме вакуумный остаток и его смесь с остатком от деасфальтизации являются сырьем процесса коксования, при этом уникально низкое содержание парафино-нафтеновых углеводородов и высокое ароматических углеводородов позволяют утверждать, что средние и тяжелые коксовые дистилляты будут высокоароматизированными и являться хорошим сырьем для получения технического углерода (сажи).Heated fuel oil is introduced between the strengthening and stripping sections of a complex vacuum column. Non-condensable gases and vapors are removed from the top of the column to a vacuum-creating system. Distillate fractions are removed from the middle part of the strengthening section of a complex vacuum column. From the bottom of the strengthening section of a complex vacuum column, below the selection of vacuum distillates, a darkened fraction is removed. Water vapor may be supplied to the bottom of the stripping section of a complex vacuum column. The residue is removed from the bottom of a complex vacuum column. The temperature of the raw material input into the complex vacuum column and the temperature on the dark fraction selection plate are adjusted to regulate the volume of the dark fraction removed in order to ensure that the content of paraffin-naphthenic hydrocarbons in the residue (bottom product of the complex vacuum column) is no more than 10% by weight. The darkened fraction is subjected to a deasphalting process at high pressure with liquefied light hydrocarbons (C 3 , C 4 ) as a solvent. During the deasphalting process, the darkened fraction is separated into two products - deasphalted product and residue. To ensure the required quality of products, the temperature of the deasphalting process, the composition of the solvent and its ratio to the raw material (darkened fraction) are changed depending on the group chemical composition of the darkened fraction. The bulk of the dark fraction boils to 570-610°C, while during the distillation of fuel oil containing a large amount of resins, it is closer to 570°C, and fuel oil containing a smaller amount of resins is closer to 610°C. The deasphalted oil obtained from the darkened fraction is fed to catalytic processing processes as a raw material. The deasphalting residue is mixed with the bottoms of the vacuum distillation process and, depending on the type of oil being processed, unoxidized bitumen is obtained after mixing or supplied to the bitumen plant as a raw material for the production of oxidized bitumen. In the absence of a need for bitumen, the vacuum residue and its mixture with the residue from deasphalting are the raw materials for the coking process, while the uniquely low content of paraffin-naphthenic hydrocarbons and high aromatic hydrocarbons suggest that medium and heavy coke distillates will be highly aromatized and are a good raw material for the production of carbon black (soot).
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими данными.The proposed method is illustrated by the following data.
Гудрон, полученный из западносибирской нефти без вывода затемненной фракции, затемненная фракция и кубовый остаток были исследованы на групповой химический состав, коксуемость и содержание металлов. Данные приведены в таблице 1. Полученную затемненную фракцию подвергли деасфальтизации в примере 1 с выходом 81% масс и в примере 2 с выходом 72% масс. Полученные результаты приведены в таблице 2. В результате вместо 100% масс стандартного гудрона западносибирской нефти было получено:Tar obtained from West Siberian oil without removing the dark fraction, the dark fraction and the bottom residue were examined for group chemical composition, coking ability and metal content. The data are shown in Table 1. The resulting darkened fraction was subjected to deasphalting in example 1 with a yield of 81 wt% and in example 2 with a yield of 72 wt%. The results obtained are shown in Table 2. As a result, instead of 100% of the mass of standard West Siberian oil tar, the following was obtained:
- деасфальтизат затемненной фракции (8,3×81) / (8,3+4,7)=51,7% масс.- deasphalted fraction of the darkened fraction (8.3×81) / (8.3+4.7)=51.7% wt.
- кубовый остаток 4,7 / (8,3+4,7)=36,1% масс.- bottom residue 4.7 / (8.3+4.7) = 36.1% wt.
- остаток от деасфальтизации затемненной фракции (8,3×19) / (8,3+4,7)=12,2% масс.- residue from deasphalting of the darkened fraction (8.3×19) / (8.3+4.7) = 12.2% wt.
И во втором случае, пример 2, было получено:And in the second case, example 2, it was obtained:
- деасфальтизат затемненной фракции (8,3×72) / (8,3+4,7)=46,0% масс.- deasphalted fraction of the darkened fraction (8.3×72) / (8.3+4.7) = 46.0% wt.
- кубовый остаток 4,7 / (8,3+4,7)=36,1% масс.- bottom residue 4.7 / (8.3+4.7) = 36.1% wt.
- остаток от деасфальтизации затемненной фракции (8,3×28) / (8,3+4,7)=17,9% масс.- residue from deasphalting the darkened fraction (8.3×28) / (8.3+4.7) = 17.9% wt.
Вакуумный остаток и остаток от деасфальтизации затемненной фракции из примеров 1 и 2 смешали и исследовали полученную смесь, результаты приведены в таблице 3. Продукты смешения являются неокисленными битумами высокого качества. При сравнении с аналогами по патенту RU 2142493 они содержат меньше парафино-нафтеновых углеводородов (5,8-6,3 масс. вместо 9,1-11,0% масс. при равном содержании асфальтенов 15,2% против 15,5-16,6% масс. При этом не требуется посторонний разбавитель (экстракт селективной очистки масел или крекинг-остаток).The vacuum residue and the residue from deasphalting the darkened fraction from examples 1 and 2 were mixed and the resulting mixture was studied, the results are shown in Table 3. The mixing products are high-quality non-oxidized bitumens. When compared with analogs according to patent RU 2142493, they contain less paraffin-naphthenic hydrocarbons (5.8-6.3 wt. instead of 9.1-11.0% wt. with equal asphaltenes content 15.2% versus 15.5-16 .6 wt.% No extraneous diluent (selective oil purification extract or cracking residue) is required.
В тех же условиях была проведена вакуумная разгонка мазута арланской нефти и проведены исследования стандартного гудрона арланской нефти, затемненной фракции и кубового остатка. Полученные данные сведены в таблицу 4. Затемненную фракцию подвергали деасфальтизации в условиях примера 3 и анализировали полученные продукты, данные анализа приведены в таблице 5. Кроме этого, затемненную фракцию, полученную в ходе исследования арланской нефти, подвергли вакуумной разгонке и было установлено, что конец кипения затемненной фракции арланской нефти составляет 583°С - на 17°С ниже, чем аналог, полученный из западносибирской нефти. Это связано с тем, что арланская нефть более тяжелая, более смолистая, содержит больше асфальтенов, серы и, как следствие, труднее разгоняется. Кубовый остаток вакуумной перегонки смешали с остатком деасфальтизации затемненной фракции и смесь исследовали. Результаты исследования приведены в таблице 6. Удалось получить неокисленный битум, который по групповому химическому составу оказался близок к битуму, полученному по патенту RU 2142493 из арланской нефти, однако при этом деасфальтизат имел низкое содержание никеля и ванадия, делающее его ценным сырьем для дальнейшей каталитической переработки.Under the same conditions, vacuum distillation of Arlan oil fuel oil was carried out and studies of standard Arlan oil tar, dark fraction and bottom residue were carried out. The data obtained are summarized in table 4. The darkened fraction was subjected to deasphalting under the conditions of example 3 and the resulting products were analyzed, the analysis data are given in table 5. In addition, the darkened fraction obtained during the study of Arlan oil was subjected to vacuum distillation and it was found that the end of the boiling point of the darkened fraction of Arlan oil is 583°C - 17°C lower than the analogue obtained from West Siberian oil. This is due to the fact that Arlan oil is heavier, more resinous, contains more asphaltenes and sulfur and, as a result, is more difficult to accelerate. The vacuum distillation residue was mixed with the deasphalting residue of the darkened fraction and the mixture was examined. The results of the study are shown in Table 6. It was possible to obtain unoxidized bitumen, which in terms of its group chemical composition turned out to be close to the bitumen obtained according to patent RU 2142493 from Arlan oil, however, the deasphalted product had a low nickel and vanadium content, making it a valuable raw material for further catalytic processing .
Результаты по получению затемненной фракции и вакуумного остатка были получены в осенне-зимний период, когда остаточное давление верха вакуумной колонны удавалось держать не выше 25 мм рт. ст. Однако, например, опыт работы установки АВТ-3 Туркменбашинского НПЗ (Туркмения), оборудованной бром-литиевой холодильной машиной на блоке вакуумсоздающей аппаратуры и обеспечивающей остаточное давление верха вакуумной колонны 20-22 мм рт.ст. даже при температуре окружающего воздуха +35°С позволит круглогодичное достижение данных результатов.The results for obtaining the darkened fraction and vacuum residue were obtained in the autumn-winter period, when the residual pressure at the top of the vacuum column could be kept no higher than 25 mm Hg. Art. However, for example, the operating experience of the AVT-3 installation at the Turkmenbashi Oil Refinery (Turkmenistan), equipped with a bromine-lithium refrigeration machine on a vacuum-creating equipment unit and providing a residual pressure of the top of the vacuum column of 20-22 mm Hg. even at an ambient temperature of +35°C, these results will be achieved year-round.
Дополнительно были исследованы возможности получения битумов из малосернистых нефтей типа легкой западносибирской нефти. Был исследован промышленный образец гудрона Яйского НПЗ (результаты анализа приведены в таблице 7). Из-за крайне низкого содержания асфальтенов невозможно получение битума из такого вида сырья.Additionally, the possibilities of producing bitumen from low-sulfur oils such as light West Siberian oil were investigated. An industrial sample of tar from the Yaya Oil Refinery was studied (the results of the analysis are shown in Table 7). Due to the extremely low asphaltene content, it is impossible to obtain bitumen from this type of raw material.
Осуществлена вакуумная разгонка данного гудрона на пилотной установке с разрешающей способностью 2 теоретические ступени при глубоком вакууме (остаточное давление 12 мм рт.ст. и температуре куба колонны 405°С). Было получено 71% масс дистиллята и 29% кубового остатка. Выполненные анализы сведены в Таблицу 8. Затем была проведена деасфальтизация затемненной фракции в условиях примера 4. Результаты анализов приведены в таблице 9.Vacuum distillation of this tar was carried out in a pilot plant with a resolution of 2 theoretical stages at high vacuum (residual pressure 12 mmHg and column bottom temperature 405°C). 71% of the distillate mass and 29% of the bottom residue were obtained. The performed analyzes are summarized in Table 8. Then, deasphalting of the darkened fraction was carried out under the conditions of example 4. The results of the analyzes are shown in Table 9.
Остаток вакуумной перегонки, содержащий 7,1% асфальтенов, подвергли окислению кислородом воздуха на лабораторной установке, представляющей собой круглодонную трехгорлую колбу объемом 2 дм3, установленную на колбонагреватель. В два горла колбы вставляли две трубки с оттянутым концом для ввода воздуха. В третье горло колбы помещали термометр и мешалку. Помещали в колбу остаток перегонки, поднимали температуру до необходимой при включенной мешалке и колбонагревателе. Температуру поддерживали в точностью ±2°С. Расход воздуха поддерживался в объеме 5 дм3/мин (или 0,25 м3/кг окисляемого сырья). Периодически отбирались пробы на температуру размягчения окисляемого продукта, определяемой по методу "Кольца и Шара" (по методу КиШ). При этом удалось получить нефтебитум с температурой размягчения по методу КиШ 46°С, пенетрацией при 25°С (глубина проникновения иглы) 89⋅10-1 мм и дуктильностью при 25°С больше 100 см. Остаток от деасфальтизации не использовался для смешения, так как содержание асфальтенов в кубовом продукте не позволяло его разбавлять перед окислением. Следует отметить, что в случае, когда отсутствует потребность в нефтяном битуме, тяжелые кубовые остатки могут быть переработаны процессами коксования. При этом уникальное соотношение парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов позволит получать высокоароматизированные средние и тяжелые дистилляты, являющиеся качественным сырьем для получения технического углерода и не требующие дорогостоящей гидрообработки.The vacuum distillation residue, containing 7.1% asphaltenes, was subjected to oxidation with atmospheric oxygen in a laboratory installation, which was a round-bottomed three-neck flask with a volume of 2 dm 3 mounted on a heating mantle. Two tubes with a drawn-out end were inserted into the two necks of the flask to introduce air. A thermometer and a stirrer were placed in the third neck of the flask. The remainder of the distillation was placed in the flask and the temperature was raised to the required temperature with the stirrer and heating mantle turned on. The temperature was maintained within ±2°С. The air flow was maintained at a volume of 5 dm 3 /min (or 0.25 m 3 /kg of oxidized raw material). Samples were periodically taken for the softening temperature of the oxidized product, determined by the “Ring and Ball” method (using the R&I method). At the same time, it was possible to obtain petroleum bitumen with a softening point using the KiSh method of 46°C, penetration at 25°C (needle penetration depth) of 89⋅10 -1 mm and ductility at 25°C of more than 100 cm. The residue from deasphalting was not used for mixing, so how the asphaltene content in the bottom product did not allow it to be diluted before oxidation. It should be noted that in cases where there is no need for petroleum bitumen, heavy bottoms can be processed by coking processes. At the same time, the unique ratio of paraffin-naphthenic and aromatic hydrocarbons will make it possible to obtain highly aromatized middle and heavy distillates, which are high-quality raw materials for the production of carbon black and do not require expensive hydroprocessing.
Следует отметить, что учитывая, что остаток не содержит низкокипящих фракций, переработка его замедленным коксованием потребует повышенных коэффициентов рециркуляции, с целью исключения закоксовывания печных труб. В то же время процесс контактного коксования (флексикокинг) не имеет жестких требований к нагреву сырья, так как основная масса тепла вносится с носителем и может быть рекомендован как предпочительный.It should be noted that given that the residue does not contain low-boiling fractions, its processing by delayed coking will require increased recirculation coefficients in order to avoid coking of the chimney pipes. At the same time, the contact coking process (flexicoking) does not have strict requirements for heating the raw materials, since the bulk of the heat is introduced with the carrier and can be recommended as preferable.
Предлагаемый способ раскрывается следующими примерами 1-5.The proposed method is illustrated by the following examples 1-5.
Пример 1. Полученную при перегонке мазута затемненную фракцию подвергали деасфальтизации на пилотной установке с 600 г сырья. В качестве растворителя служил н-бутан. Температура процесса 85°С. Объемное соотношение растворитель: сырье составляет 6:1. Выход деасфальтизата составил 81% масс. Качество деасфальтизата и остатка деасфальтизации затемненной фракции приведены в Таблице 2.Example 1. The dark fraction obtained from the distillation of fuel oil was subjected to deasphalting in a pilot plant with 600 g of raw material. N-butane served as a solvent. Process temperature 85°C. The volume ratio of solvent: raw material is 6:1. The deasphalted product yield was 81 wt%. The quality of the deasphalting product and the deasphalting residue of the dark fraction are given in Table 2.
Пример 2. Опыт проводили аналогично примеру 1, при этом растворитель представлял смесь пропана и н-бутана с содержанием пропана 25% масс. Выход деасфальтизата составил 72% масс. Качество деасфальтизата и остатка деасфальтизации затемненной фракции приведено в Таблице 2.Example 2. The experiment was carried out similarly to example 1, with the solvent being a mixture of propane and n-butane with a propane content of 25 wt%. The yield of deasphalted product was 72% wt. The quality of the deasphalting product and the deasphalting residue of the dark fraction is given in Table 2.
Пример 3. Затемненную фракцию арланской нефти подвергали деасфальтизации аналогично примеру 1. При этом температура процесса составляла 80°С, а растворителем был н-бутан. Качество полученных деасфальтизата и остатка деасфальтизации приведено в таблице 5. Выход деасфальтизата составил 80,2% масс.Example 3. The darkened fraction of Arlan oil was subjected to deasphalting similar to example 1. The process temperature was 80°C, and the solvent was n-butane. The quality of the obtained deasphalting oil and the deasphalting residue is shown in Table 5. The yield of deasphalting oil was 80.2 wt%.
Пример 4. Затемненную фракцию легкой западносибирской нефти подвергали деасфальтизации аналогично примеру 1. Температура процесса составляла 78°С, растворителем являлся н-бутан. Был получен выход деасфальтизата 89% масс. Качество деасфальтизата и остатка от деасфальтизации приведено в таблице 9.Example 4. The darkened fraction of light West Siberian oil was subjected to deasphalting similar to example 1. The process temperature was 78°C, the solvent was n-butane. A deasphalted product yield of 89 wt.% was obtained. The quality of deasphalting product and deasphalting residue is given in Table 9.
Пример 5. Кубовый остаток от перегонки легкой западносибирской нефти, полученный при максимальном выводе затемненной фракцииExample 5. Bottom residue from the distillation of light West Siberian oil, obtained with maximum recovery of the dark fraction
окисляли в колбе 2 дм3 при подаче воздуха 5 дм3/мин (0,25 м3/кг сырья). При этом температура стабилизировалась ±2°С и периодически отбирались пробы на анализ на температуру размягчения окисляемого продукта, определяемой по методу КиШ. При температуре окисления 260°С удалось получить дорожный битум с температурой размягчения по методу КиШ 47°С, пенетрацией при 25°С - 89⋅10-1 мм и дуктильностью при 25°С больше 100 см.oxidized in a 2 dm 3 flask with an air supply of 5 dm 3 /min (0.25 m 3 /kg of raw material). At the same time, the temperature stabilized ±2°C and samples were periodically taken for analysis to determine the softening temperature of the oxidized product, determined by the K&I method. At an oxidation temperature of 260°C, it was possible to obtain road bitumen with a softening point according to the KiSh method of 47°C, penetration at 25°C - 89⋅10 -1 mm and ductility at 25°C more than 100 cm.
Результаты примеров и анализов получаемых полупродуктов и их смесей в Таблицах 1-9 полностью раскрывают оригинальность и высокий изобретательский уровень предлагаемого способа углубленной переработки нефти.The results of examples and analyzes of the resulting intermediates and their mixtures in Tables 1-9 fully reveal the originality and high inventive level of the proposed method for advanced oil refining.
Предлагаемый способ отличается наряду с простотой и эффективностью возможностью регулировать параметры процесса в зависимости от перерабатываемой нефти.The proposed method is distinguished, along with its simplicity and efficiency, by the ability to adjust the process parameters depending on the oil being processed.
В первом случае возможна регулировка на стадии вакуумной перегонки за счет изменения вывода затемненной фракции, также регулируя температуру ввода сырья в сложную вакуумную колонну и температуру на тарелке отбора затемненной фракции.In the first case, adjustment is possible at the stage of vacuum distillation by changing the output of the dark fraction, also adjusting the temperature of the input of raw materials into a complex vacuum column and the temperature at the dark fraction selection plate.
Во втором случае на стадии деасфальтизации затемненной фракции, меняя выход деасфальтизата путем изменения температуры процесса, состава растворителя и его соотношения к затемненной фракции в зависимости от группового химического состава затемненной фракции.In the second case, at the stage of deasphalting the darkened fraction, changing the yield of deasphalted product by changing the process temperature, the composition of the solvent and its ratio to the darkened fraction, depending on the group chemical composition of the darkened fraction.
В-третьих, можно менять смесевое соотношение кубовый остаток вакуумной перегонки - остаток от процесса деасфальтизации затемненной фракции, добиваясь оптимального соотношения.Thirdly, you can change the mixture ratio of the bottom of the vacuum distillation - the residue from the deasphalting process of the darkened fraction, achieving the optimal ratio.
Способ позволяет дополнительно получить значительное количество деасфальтизата с низким содержанием никеля и ванадия, недостижимым при процессах традиционной деасфальтизации легкими углеводородами (С3, С4).The method makes it possible to additionally obtain a significant amount of deasphalting product with a low content of nickel and vanadium, which is unattainable during traditional deasphalting processes with light hydrocarbons (C 3 , C 4 ).
Способ расширяет возможности получения качественных битумов из нефтей, из которых ранее получение битумов было затруднительно, а в ряде случаев невозможно.The method expands the possibilities of obtaining high-quality bitumen from oils, from which previously it was difficult to obtain bitumen, and in some cases impossible.
Способ позволяет получить сырье для процессов коксования с низким содержанием парафино-нафтеновых углеводородов и высоким содержанием ароматических углеводородов, что позволяет утверждать, что средние и тяжелые дистилляты будут иметь высокое содержание ароматических углеводородов и являться хорошим сырьем для получения технического углерода (сажи).The method makes it possible to obtain raw materials for coking processes with a low content of paraffin-naphthenic hydrocarbons and a high content of aromatic hydrocarbons, which suggests that medium and heavy distillates will have a high content of aromatic hydrocarbons and will be a good raw material for the production of carbon black (soot).
Claims (4)
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021121722A RU2021121722A (en) | 2023-01-23 |
RU2802477C2 true RU2802477C2 (en) | 2023-08-29 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4454023A (en) * | 1983-03-23 | 1984-06-12 | Alberta Oil Sands Technology & Research Authority | Process for upgrading a heavy viscous hydrocarbon |
RU2142493C1 (en) * | 1998-04-30 | 1999-12-10 | Институт проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан | Method of preparing paving bitumens |
RU2205856C1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-06-10 | Институт проблем нефтехимпереработки АН РБ | Mazut fractionation process |
RU2510642C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-04-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Oil refining method |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4454023A (en) * | 1983-03-23 | 1984-06-12 | Alberta Oil Sands Technology & Research Authority | Process for upgrading a heavy viscous hydrocarbon |
RU2142493C1 (en) * | 1998-04-30 | 1999-12-10 | Институт проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан | Method of preparing paving bitumens |
RU2205856C1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-06-10 | Институт проблем нефтехимпереработки АН РБ | Mazut fractionation process |
RU2510642C1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-04-10 | Андрей Владиславович Курочкин | Oil refining method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2733847C2 (en) | Integrated method for increasing production of olefins by reprocessing and treatment of a heavy residue of cracking | |
RU2634721C2 (en) | Combining deaspaltization stages and hydraulic processing of resin and slow coking in one process | |
US20070170091A1 (en) | Production of high-cetane diesel fuel from low-quality biomass-derived feedstocks | |
KR20160029813A (en) | Process and installation for the conversion of crude oil to petrochemicals having an improved ethylene yield | |
SU1424740A3 (en) | Method of producing hydrocarbon distillate fractions | |
DK155437B (en) | PROCEDURE FOR PREPARING PREMIUM COOK FROM VACUUM RESIDUES | |
JP2018530636A (en) | Integrated process for producing anode grade coke | |
US8197678B2 (en) | Refining coal-derived liquid from coal gasification, coking and other coal processing operations | |
RU2024586C1 (en) | Process for treating heavy asphalthene-containing stock | |
EA032741B1 (en) | Process for the preparation of a feedstock for a hydroprocessing unit | |
US20200299594A1 (en) | Process Scheme for the Production of Optimal Quality Distillate for Olefin Production | |
RU2802477C2 (en) | Method for in-depth oil processing | |
EP0160410A1 (en) | Process for increasing deasphalted oil production from upgraded oil residua | |
RU2592690C2 (en) | Method of converting hydrocarbon material containing shale oil by hydroconversion in fluidised bed, fractionation using atmospheric distillation and extraction liquid/liquid in heavy fraction | |
RU2014108442A (en) | METHOD FOR PRODUCING OLEFINS AND PETROL WITH LOW CONTENT OF BENZENE | |
US20090120837A1 (en) | Method Of Obtaining High-Quality Products From Polyolefine Waste Material Or Polyolefines | |
US4009094A (en) | Stabilizing pyrolysis naphtha | |
RU2574033C1 (en) | Thermal-oxidative cracking method of heavy oil residues | |
US20130327682A1 (en) | Method for converting hydrocarbon feedstock comprising a shale oil by decontamination, hydroconversion in an ebullating bed, and fractionation by atmospheric distillation | |
Tertyshna et al. | The utilization of asphalt-resin-paraffin deposits as a component of raw material for visbreaking | |
RU2772416C2 (en) | Method for thermal-oxidative cracking of fuel oil and vacuum distillates and plant for processing heavy oil residues | |
Alrubaye et al. | Studying Thermal Cracking Behavior of Vacuum Residue | |
RU2805499C2 (en) | Stock recycling | |
RU2759378C1 (en) | Method for obtaining raw materials for the production of carbon black | |
RU2458967C1 (en) | Method for thermal-oxidative cracking of black oil |