RU2803037C2 - Способ деметаллизации высоковязких нефтей - Google Patents
Способ деметаллизации высоковязких нефтей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2803037C2 RU2803037C2 RU2022100676A RU2022100676A RU2803037C2 RU 2803037 C2 RU2803037 C2 RU 2803037C2 RU 2022100676 A RU2022100676 A RU 2022100676A RU 2022100676 A RU2022100676 A RU 2022100676A RU 2803037 C2 RU2803037 C2 RU 2803037C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- deasphalting
- atmospheric distillation
- thermal contact
- fraction
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к нефтяной промышленности. Изобретение касается способа деметаллизации высоковязких нефтей, включающего подготовку высоковязкой нефти в смеси с, используемой в качестве углеводородного разбавителя, бензиновой фракцией, нагретой до 80°С, прошедшей щелочную обработку и регенерируемой в процессе атмосферной перегонки, атмосферную перегонку подготовленной нефти с фракцией НК-450°С, поступающей из реактора термоконтактного крекинга по схеме двухкратного испарения и двухкратной ректификации, двухступенчатую деасфальтизацию тяжелого остатка атмосферной перегонки с использованием сверхкритической флюидной экстракции пропаном и пентаном, с получением деасфальтизата и асфальта деасфальтизации, содержащего основное количество металлов, термоконтактный крекинг смеси асфальта деасфальтизации и фракции 450(520)°С-КК, используемой в качестве рисайкла реактора термоконтактного крекинга с получением полиметаллического концентрата и компаундированием фракций 85-180°С и 180-330(350)°С атмосферной перегонки с деасфальтизатом с получением улучшенной нефти. Технический результат - степень удаления металлов до 99 мас.%, степень выделения ценных металлов в концентрат до 85 мас.%. 2 ил., 6 табл.
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам деметаллизации и конверсии высоковязких нефтей с содержанием воды до 95% и может быть использовано для территориального и технологического совмещения процессов подготовки и конверсии металлоносных нефтей с получением концентрата ценных металлов и нефти с улучшенными физико-химическими характеристиками.
В настоящее время установлено, что в нефтях, кроме преобладающей массы углерода, водорода, кислорода, серы и азота содержится более 60 микроэлементов, из которых около 30 относятся к металлам. Суммарное содержание металлов в обычных нефтях незначительно и редко превышает 0,01% масс, но в высоковязких нефтях отдельных месторождений содержание металлов может достигать 800-1600 г/т и более, что может рассматриваться как промышленное месторождение т.к. в золе данных нефтей содержание отдельных металлов значительно превышает их кларковое содержание в осадочных породах. В связи с эти в России законодательно установлены промышленные концентрации металлов ванадия, никеля и титана при их индивидуальном содержании в нефти более 120 г/т [1]. Однако добиться таких концентраций достаточно сложно из-за особенности применения в отрасли совместных систем сбора, транспорта и подготовки нефти на промыслах и смешение нефтей на НПЗ с разным уровнем металлоносности, а также потерями металлосодержащих соединений со сточными водами установок ЭЛОУ, при которых содержание металлов снижаются более чем в 2 раза [2], [3].
Известны различные способы конверсии нефти с получением концентрата металлов, например:
- атмосферно-вакуумная перегонка венесуэльских высоковязких нефтей с последующим коксованием гудрона и озолением кокса [5];
- атмосферно-вакуумная перегонка высоковязкой нефти ягерского месторождения с последующей деасфальтизацией гудрона, термическим крекингом или коксованием асфальта деасфальтизации и озолением кокса [6].
Наиболее близким к изобретению является способ, описанный в патенте RU 2394067 C2 (опубл. 10.07.2008) и связанных с ним патентов US 7381320 B2, US 6357526 B1, в которых предложен способ конверсии и деметаллизации тяжелых нефтей и битумов, включающий разбавление исходной нефти или битума с последующей отгонкой разбавителя, деасфальтизацию, каталитический крекинг деасфальтизата с гидроочисткой продуктов крекинга или без нее, с получением синтетического сырья для нефтепереработки с низким содержанием металлов и газификацию асфальта деасфальтизации с получением водяного пара, энергии, топливного газа, водорода и металлосодержащего шлака и/или золы.
В патентах RU 2394067 C2, US 7381320 B2 и US 6357526 B1 не раскрывается степень деметаллизации высоковязкой нефти или природного битума, или продуктов их переработки, но с учетом того, что в способе применяются процессы каталитического крекинга и гидроочистки, общая степень деметаллизация может достигать 80-96% [8]. Несмотря на высокую процент деметаллизации исходного сырья способ имеет следующие недостатки:
1) высокий процент потерь углеводородных фракций и ценных металлов при газификации тяжелых остатков с блока ЭРОН (экстракция растворителем остаточной нефти) кокса или «декантированной» нефти с блока ПКК (псевдоожиженный каталитический крекинг), где при использовании температур в диапазоне 1000-2000°С может теряться до 87% ценных металлов переходящих газообразные соединения [7] и до 58 мас.% легких и средних дистиллятов;
2) использование в технологической схеме установки каталитического крекинга и установки замедленного коксования со всеми вспомогательными производствами более соответствует задачам крупного современного НПЗ с объемом переработки более 10 млн.т/год, ориентированного на выпуск высококачественной товарной продукции, но не для выпуска улучшенной или синтетической нефти, и не подходит для задач разработки малых и средних месторождений;
3) участие в технологической схеме процесса каталитического крекинга, с одной стороны приведет к увеличению объема бензиновых фракций в составе синтетической нефти и улучшению их качества, но с другой стороны, в рамках данной технологии, полученные фракции будут добавлены в нефть при компаундировании и вновь дистиллированы в последующем на нефтеперерабатывающем заводе, в связи с этим их стоимость, вне рамок получения индивидуальных компонентов, будет значительно выше, чем получение дистиллятов из традиционных нефтей, также, в настоящий момент, в Европе и России наблюдается устойчивый профицит мощностей по производству бензина и в будущем потребности в них будут только снижаться;
4) использование в технологической схеме процесса каталитического крекинга неоправданно приведет к увеличению стоимости товарных продуктов, значительному росту капитальных и текущих затрат, в том числе на регенерацию и закупку свежего катализатора, потере 10-35% ценного сырья - деасфальтизата, из которого будет получен труднореализуемый, в условиях обычной удаленности месторождений от нефтехимических производств, жирный газ (пропан-пропиленовая и бутан-бутиленовая фракции) 6,5-23 мас.%, сухой газ 0,5-5 мас.% и кокс 2,5-7 мас.%.
Вышеуказанные недостатки значительно снижают экономичность данного способа.
Таким образом, учитывая вышеприведенные недостатки указанного способа деметаллизации, техническими задачами настоящего изобретения являются:
- повышение уровня деметаллизации высоковязких нефтей до 99% и процента выделения из них ценных металлов в полиметаллический концентрат до 85%;
- снижение капитальных и эксплуатационных затрат за счет модификации технологической схемы и ее отдельных процессов.
Указанный технический результат достигается за счет совокупности признаков изобретения включающий проведение следующих последовательных стадий: подготовки нефти с применением регенерируемого углеводородного растворителя; атмосферной перегонкой нефти по схеме двухкратного испарения и двухкратной ректификации; двухступенчатой деасфальтизацией тяжелого остатка атмосферной перегонки; термоконтактного крекинга асфальта деасфальтизации в смеси с тяжелым крекинг-газойлем; гидроочистки продуктов конверсии и компаундирования дистиллятов процесса с получением улучшенной нефти и полиметаллического концентрата.
Новым является то, что:
а) в блоке подготовки нефти:
- высоковязкая битуминозная высокосернистая и особо высокосернистая нефть класса 3 или класса 4, тип 4 по ГОСТ Р 51858-2002 подготавливается до класса 2, тип 1 и по РТМ 26-02-39-84 до содержания солей не более 5 мг/л, воды 0,5% и сероводорода 0,1 мас.%;
- введение деэмульгатора в газоводонефтяную эмульсию, на всей стадии подготовки нефти, производится только после проведения ее нагрева;
- перед стадией обезвоживания в турбулентный поток обводненной нефти вводится до 10 мас.% тяжелой бензиновой фракции нагретой до 80°С полученной с блока щелочной очистки;
- легкие углеводородные фракции с концевой сепарационной установки не возвращаются в поток обессоленной нефти для восстановления бензинового потенциала нефти, а направляются, совместно с легкой бензиновой фракцией, на щелочную очистку;
б) в блоке атмосферной перегонки:
- в отбензинивающей колонне, из укрепляющей части, в стриппинг секцию, боковым погоном, отводится фракция с температурой кипения 105-140°С. Отогнанные пары легких углеводородов из стриппинг секции возвращаются в укрепляющую часть колонны, а бензин стриппинга разделяется на два потока, один из которых, после нагрева в печи до 320°С, используется в качестве паровой фазы поступающей в низ эвапоратора, другой поступает в блок щелочной обработки и далее используется в качестве разбавителя ВВН на стадии подготовки или как компонент улучшенной нефти;
- сырьем питания основной ректификационной колонны является отбензиненная нефть, полученная из отбензинивающей колонны и широкая фракция термогазойля поступающего из парциального конденсатора реактора термоконтактного крекинга (ТКК);
в) в блоке деасфальтизации:
- применятся двухступенчатая сверхкритическая флюидная экстракция мазута легкими алканами получаемыми в блоке газофракционирования на установке деметаллизации;
г) в блоке термоконтактного крекинга:
- крекинг проводится на дешевом кварцевом песке не ухудшающего своих качеств в процессе многократной циркуляции;
- сырьем процесса является асфальт блока деасфальтизации в смеси с крекинг-газойлем н.к.-350°С полученным в парциальном конденсаторе реактора ТКК после прохождения реакционной камеры и эвапоратора, где отделяется фракция н.к.-350°С поступающая в блок атмосферной перегонки;
- отсутствует отдельная колонна ректификации продуктов крекинга, дистилляты с концом кипения 350°С поступают в основную ректификационную колонну блока атмосферной перегонки.
Процент перехода металлов из исходной нефти в улучшенную 3,5%, степень удаления 96,4%;
Процент перехода металлов из исходной нефти в синтетическую 3,2%, степень удаления 96,7%
Таким образом, предлагаемое техническое решение имеет существенные отличия от известных решений, прототипа и позволяет выделить до 96,7% металлосодержащих соединений из высоковязких нефтей, получить полиметаллический концентрат ценных металлов нефти, повысить выход светлых углеводородов и улучшить физико-химические характеристики исходной нефти.
Изобретение поясняется общей схемой (фиг. 1) проведения процесса деметаллизации тяжелого нефтяного сырья с получением улучшенной нефти и схемой проведения процесса деметаллизации тяжелого нефтяного сырья с получением синтетической нефти (фиг. 2).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
I - газожидкостная продукция скважин, II - композиционный УВ растворитель направляемый для закачки в продуктивный пласт в качестве разбавителя высоковязкой нефти (ВВН), III - улучшенная нефть, IV - полиметаллический концентрат (ПМК), V - прямогонная бензиновая фракция, VI - гидрогенизат, VII - водородосодержащий газ (ВСГ), VIII - бензиновая фракция, IX - дизельная фракция, X - широкая масляная фракция, XI - топливный газ, XII - углеводородные газы, XIII - асфальт деасфальтизации, XIV - широкая фракция термогазойля, XV - деасфальтизат, XVI - фракция С6-С11, XVII - С12-С19, XVIII - пентан-гексановая фракция (ПФГ), XIX -синтетическая нефть. 1 - блок подготовки нефти, 2 - блок атмосферной перегонки; 3 - блок щелочной обработки; 4 - блок очистки кислых газов, 5 - блок газофракционирования, 6 - блок деасфальтизации, 7 - блок термоконтактного крекинга, 8 - блок компаундирования, 9 - блок гидроочистки, 10 - блок каталитического риформинга.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ осуществляется следующим образом.
Обводненная газожидкостная продукция скважин I поступает через блок гребенок на блок фильтров, где происходит удаление из газожидкостной смеси крупных механических примесей и подается сырьевым насосом в рекуперативный теплообменник, где нагревается до 30-35°С, обрабатывается деэмульгатором, антипенной присадкой и ингибитором коррозии, поступает путевой каплеобразователь, далее в пробкоуловитель или устройство предварительного отбора газа. Частично дегазированная водонефтяная жидкость и отделенный газ направляются в трехфазный сепаратор типа НГС или НГВС. После дегазированная эмульсия смешивается в путевом коалесценторе с бензиновой фракцией полученной на установке ректификации и нагретой до 80°С, а также с горячей дренажной водой ЭДГ первой ступени и нагреваясь до 65-75°С поступает в блок обезвоживания и обессоливания 2, где нефть подготавливается по содержанию солей до 5 мг/л, воды 0,5% и сероводорода 0,1 мас.%. Попутный газ поступает в горизонтальный газовый сепаратор для очистки от механических примесей и капельной жидкости, после чего направляется на дополнительную очистку в газовый сепаратор и блок очистки кислых газов. Далее подготовленная нефть забирается сырьевым насосом и после нагрева до 220-250°С за счет тепла горячих потоков в теплообменнике подается в колонну отбензинивания нефти, где с верха которой уходят газы, пары воды и легкая бензиновая фракция, боковым погоном в стриппинг секцию отводится фракция 120-150°С которая разделяется на два потока, один из которых, после нагрева в печи до 320°С, используется в качестве паровой фазы подается в низ эвапоратора, другой поступает в блок щелочной обработки и далее используется в качестве разбавителя ВВН на стадии подготовки или как компонент улучшенной нефти. Легкая бензиновая фракция и газы которые направляются на охлаждение в конденсатор-холодильник и в газосепаратор для разделения. Частично отбензиненная нефть отводимая, с помощью сырьевого насоса, из куба колонны проходит змеевики трубной печи и с температурой 340°С подается в основную атмосферную колонну, где подвергается ректификационному разделению. Также в атмосферную колонну поступают газы продуктов крекинга и широкая фракция термогазойля с блока термоконтактного крекинга. С верха атмосферной колонны отводят пары тяжелого бензина и газы, которые направляются на охлаждение в конденсатор-холодильник и в газосепаратор для разделения. Основными продуктами атмосферной колонны являются фракций 85-180°С и 180-330(350)°С, которые при выходе из блока ректификации смешиваются с циркулирующим водородосодержащим газом, нагреваются в трубной печи и поступают в блок гидроочистки, в реактор гидрирования. Тяжелый остаток атмосферной колонны подается сырьевым насосом в блок деасфальтизации, где при температуре 130-235°С и давлении от 3,7 до 4,4 МПа производится углубленное фракционирование исходного сырья и регенерация сольвентов. Продуктами блока являются деасфальтизат с концентрацией металлов, не превышающей 1 мг/кг и асфальт содержащий основное количество металлов. Далее деасфальтизат смешивается с циркулирующим водородосодержащим газом, нагреваются в трубной печи и направляются в блок гидроочистки в реактор гидрирования, асфальт отбирается сырьевым насосом и после нагрева за счет тепла горячих потоков в теплообменнике до температуры 250-320°С подается в блок термоконтактного крекинга, где смешивается с рисайклом из расчета 50/50 мас.% и поступает в напорные кольцевые коллекторы для загрузки в реактор термоконтактного крекинга. Процесс проводится при температурах 520-575°С и давлении 0,15-0,25МПа. Продуктами процесса термоконтактного крекинга (ТКК) являются коксовый полиметаллический концентрат и широкая фракция термогазойля, которая поступая в скрубер реактора ТКК разделяется на фракции с температурой кипения до 450(520)°С и выше, в зависимости от направленности переработки сырья. Фракция 450(520)°С-КК используется в качестве рисайкла процесса ТКК, фракция НК-450°С направляется в атмосферную колонну. После гидроочистки в реакторах гидрирования широкая фракция легких и средних дистиллятов, и деасфальтизата (широкая масляная фракция) поступают в блок компаундирования, где смешиваются с прямогонной бензиновой фракцией очищенной в блоке щелочной очистки, с получением улучшенной нефти содержащей менее 2 ppm металлов. Циркулирующий и дистиллятный газ осушается и разделяется в блоке газофракционирования с получением углеводородов С3, С4 и С5-С6, оставшийся газ поступает в блок очистки газов с последующим получением элементарной серы и топливного газа используемого в качестве печного топлива.
Сравнительные данные проведения процессов:
Claims (1)
- Способ деметаллизации высоковязких нефтей, включающий подготовку высоковязкой нефти в смеси с, используемой в качестве углеводородного разбавителя, бензиновой фракцией, нагретой до 80°С, прошедшей щелочную обработку и регенерируемой в процессе атмосферной перегонки, атмосферную перегонку подготовленной нефти с фракцией НК-450°С, поступающей из реактора термоконтактного крекинга по схеме двухкратного испарения и двухкратной ректификации, двухступенчатую деасфальтизацию тяжелого остатка атмосферной перегонки с использованием сверхкритической флюидной экстракции пропаном и пентаном, с получением деасфальтизата и асфальта деасфальтизации, содержащего основное количество металлов, термоконтактный крекинг смеси асфальта деасфальтизации и фракции 450(520)°С-КК, используемой в качестве рисайкла реактора термоконтактного крекинга с получением полиметаллического концентрата и компаундированием фракций 85-180°С и 180-330(350)°С атмосферной перегонки с деасфальтизатом с получением улучшенной нефти.
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022100676A RU2022100676A (ru) | 2023-07-12 |
RU2803037C2 true RU2803037C2 (ru) | 2023-09-05 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2133766C1 (ru) * | 1996-10-14 | 1999-07-27 | Трутнев Юрий Алексеевич | Способ деметаллизации сырой нефти и устройство для его осуществления |
US6357526B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-03-19 | Kellogg Brown & Root, Inc. | Field upgrading of heavy oil and bitumen |
RU2187536C1 (ru) * | 2001-05-16 | 2002-08-20 | ООО Фирма "Плазмохим" | Способ переработки высоковязкой высокосернистой нефти |
RU2394067C2 (ru) * | 2004-08-30 | 2010-07-10 | КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи | Совершенствование переработки тяжелой нефти и битума |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2133766C1 (ru) * | 1996-10-14 | 1999-07-27 | Трутнев Юрий Алексеевич | Способ деметаллизации сырой нефти и устройство для его осуществления |
US6357526B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-03-19 | Kellogg Brown & Root, Inc. | Field upgrading of heavy oil and bitumen |
RU2187536C1 (ru) * | 2001-05-16 | 2002-08-20 | ООО Фирма "Плазмохим" | Способ переработки высоковязкой высокосернистой нефти |
RU2394067C2 (ru) * | 2004-08-30 | 2010-07-10 | КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи | Совершенствование переработки тяжелой нефти и битума |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2733847C2 (ru) | Интегрированный способ для увеличения производства олефинов переработкой и обработкой тяжелого остатка крекинга | |
US6454932B1 (en) | Multiple stage ebullating bed hydrocracking with interstage stripping and separating | |
JP6382349B2 (ja) | 原油から芳香族を製造するプロセス | |
CN107406778B (zh) | 用于加氢处理和裂化烃的方法和装置 | |
RU2634721C2 (ru) | Объединение в один процесс стадий деасфальтизации и гидрообработки смолы и замедленного коксования | |
US6726832B1 (en) | Multiple stage catalyst bed hydrocracking with interstage feeds | |
CN1455809A (zh) | 联合溶剂脱沥青和气化的沥青和树脂生产 | |
CA2819411A1 (en) | Integrated process for upgrading heavy oil | |
JP2017525802A (ja) | アスファルト、石油生コークス、並びに液体及びガスコークス化ユニット生成物の統合製造プロセス | |
CN111655824B (zh) | 用于回收加氢裂化软沥青的方法和设备 | |
CN111465675B (zh) | 用于回收浆液加氢裂化的产物的方法和设备 | |
US4938862A (en) | Process for the thermal cracking of residual hydrocarbon oils | |
CN111479904B (zh) | 用于汽提浆液加氢裂化的产物的方法和设备 | |
US8894845B2 (en) | Alkali metal hydroprocessing of heavy oils with enhanced removal of coke products | |
RU2803037C2 (ru) | Способ деметаллизации высоковязких нефтей | |
WO2009014303A1 (en) | Method for producing feedstocks of high quality lube base oil from coking gas oil | |
CN1122705C (zh) | 热裂解残余烃油的方法 | |
RU2574033C1 (ru) | Способ термоокислительного крекинга тяжелых нефтяных остатков | |
US4390409A (en) | Co-processing of residual oil and coal | |
US3247096A (en) | Hydrocarbon conversion process to produce lubricating oils and waxes | |
US3669876A (en) | Hf extraction and asphaltene cracking process | |
JPS6249917B2 (ru) | ||
JPS6147194B2 (ru) | ||
CN219174448U (zh) | 原油蒸馏和催化裂化联合加工原油的装置 | |
RU2805662C1 (ru) | Способ и установка для получения нефтяного игольчатого кокса замедленным коксованием |