SU622422A3 - Способ получени суспензии парафинистых углеводородных смесей дл транспортировки - Google Patents

Description

По способу 6 шаровидные частицы парафина получают его плавлением с последующим диспергированием в жидкости, не  вл ющейс  дл  парафина растворителем (например, воде), температура которой выще температуры отверждени  парафина, и охлаждением приготовленной дисперсии, в результате чего происходит отверждение диспергированных капелек. Частицы могут быть покрыты тонко измельченным твердым веществом , таким как карбонат кальци  и т.д.

По способу 7 измельченные до размера 140-325 мещ. частицы горючего сланца ввод т в растворитель, такой как сыра  нефть, жидкий продукт сухой перегонки горючих сланцев в реторте или их фракции.

Известен способ 8 перекачки в зких сырых нефтей, при котором готов т эмульсии типа «масло в воде и последнюю подвергают перекачке. Вода в эмульсии содержит неионное поверхностно-активное вещество.

В способе 9 перед перекачкой сырой нефти последнюю предварительно смешивают с водой, в которую добавлены основание и эмульгатор, с целью получени  эмульсии типа «масло в воде и перекачивают по трубопроводам эту эмульсию. В состав эмульсии входит 50-ZO /o нефти и 30-50% воды.

Однако такие способы подготовки сырь  дл  транспортировки неприменимы при высокой концентрации парафина в сырье.

Прототипом изобретени   вл етс  способ 10 подготовки парафипистой углеводородной смеси дл  транспортировки, при котором сырье раздел ют на фракцию с относите .:гьно низкой и относительно высокой температурой застывани . Последнюю диспергируют в воде при температуре более высокой , чем температура застывани  этой фракции. Воду подают предпочтительно противотоком к отверждаемой фракции,возможно инжектирование отверждаемой фракции в турбулентный поток воды. Диспергированную таким путем -фрзкцию затем отверждают , например смешиванием с охлаждающей водой.

Однако полученна  таким способом суспензи  не обладает достаточно высоким качеством так как отвержденные парафиновые частицы имеют несферическую форму.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества с спензии.

Эта цель достигаетс  предлагаемым способом получени  суспензии парафинистых углеводородных смесей дл  транспортировки путем разделени  исходного сырь  на фракции с низкой и высокой температурой застывани , отверждени  последней путем последовательного контактировани  с водным раствором солей плотностью 1,07-2,0 г/см при 30-95°С и с водным раствором солей плотностью 1,02-1,12 г/см при О-50°С и последующего смещени  отвержденного продукта с фракцией с низкой температурой застывани .

Предпочтительно используют сырье с т. заст. 24-66°С; в качестве водного раствора солей используют водный раствор алюминиевых квасцов, метафосфата кали . Предпочтительно та1же отвержденную

фракцию с высокой температурой застывани  смешивать с фракцией с низкой температурой застывани  в соотнощении 0,5- 1,25:1.

Парафиниста  углеводород-на  смесь представл ет собой смесь, содержащую парафин , определ емый как осадок, образующийс  при растворении 1 ч. углеводородной смеси в 10 ч. метилэтилкетона при 80°С и охлаждении смеси до -25°С. Допускаетс 

5 некоторое количество асфальтенов. Такими смес ми могут быть сыра  нефть, жидкие продукты сухой перегонки горючих сланцев, деготь, мазут, га зойль и аналогичные углеводородные смеси или смеси двух или более одинакового типа или различных углеводородных смесей. Предпочтительным сырьем  вл ютс  парафинистые сырые нефти. К числу последних относ тс  те из них, в которых образуетс  парфиновый гель при сезонных температурах окружающей среды и которые

5 содержат 1-80% парафина, и предпочтительнее те из них, средн   температура застывани  которых выще средней минимальной температуры транспортирующей системы . Т. заст. таких нефтей наход тс  в пределах от -24 до 93°С, предпочтительно от

-18 до 66°С, более предпочтительно 24-66°С.

Псходное сырье раздел ют на фракцию с низкой температурой застывани  (жидкую ) и фракцию с высокой температурой 5 застывани  (парафиновую), составл ющую 1-80%, предпочтительно 5-70%, лучще 10-60% (вес.) от исходной углеводородной смеси.

Фракционирование возможно осуществл ть любым способом, позвол ющим разделить углеводородную смесь на фракции с высокой и низкой температурами застывани . При необходимости часть парафиновой фракции возможно подвергать, крекингу и/или гидрировать при разделении или перед

5 затвердеванием. Желательно, чтобы температура расплавленной нарафиновой фракции перед диспергированием в колонне была 0 - 97°С, предпочтительно И - 83°С, лучше 28 - 69°С, т. е. выше точки ее плавлени .

0 Расплавленную парафиновую фракцию охлаждают в две стадии. Вначале ее диспергируют в водный раствор солей плотностью 1,07-2,0 г/смз при 30 - 95°С (первый охлаждающий агент). При этой температуре

происходит относительно медленное охлаждение парафина и за счет поверхностного нат жени  образуютс  гладкие существенно круглые, предпочтительно сферические, диспергированные парафиновые частицы. Затем частицы поступают в водный раствор

0 солей плотностью 1,02-1,12 г/см при О-

50°С (второй охлаждающий агент), где частицы полностью затвердевают.

Температура первого охлаждающего агента должна быть выше точки застывани  парафина , но ниже температуры парафиновой фракции.

Воду лучше использовать с температурой 60°С, более предпочтительно 82°С.

В охлаждающей колонне используют усгановленные по окружности форсунки, через которые по их центральному отверстию парафиновую фракцию впрыскивают или продавливают в охлаждающий агент, причем диаметр отверстий составл ет 0,064-1,270 см, предпочтительно 0,127-0,254 см. Охлаждающий агент возможно направл ть через кольцеобразное сопло, вследствие чего направление потоков агента и парафиновой фракции будет одинаковым, а поток охлаждающего агента будет концентричен потоку фракции.

Скорость подачи парафиновой фракции и охлаждаюшего агента выбирают из услови  поддержани  ламинарного режима потока . Несоблюдение этого услови  ведет к возникновению турбулентности, уменьшению размеров частиц и получению частиц с неровной поверхностью.

Средний диаметр охлажденных парафиновых частиц должен составл ть от 0,05 или менее до 20 мм или более и предпочтительно 0,1-10 мм, лучше 1-8 мм. Желательно, чтобы частицы были сферическими, но допустима и продолговата  форма. Частицы могут быть практически одинакового диаметра, либо иметь случайные размеры.

Температурный градиент между первым охлаждающим агентом и вторым охлаждающим агентом регулируют подводом тепла или отводом тепла от колонны с помощью теплообменников, либо с помощью темперагуры вводимых в колонну охлаждающих агентов. Температура может мен тьс  либо постепенно вдоль всей колонны, либо в нижней части постепенно и скачком в верхней части колонны. Возможны любые приемлемые модификации характера изменени  температуры . Однако необходимо, чтобы изм ,енение температуры охлаждаюшего агента обеспечивало бы понижение средней температуры парафиновых частиц ниже средней температуры застывани  .парафина.

Плотность первого охлаждающего агента и второго охлаждающего агента должна быть выще плотности парафиновых частиц. Разница в значении плотностей указанных двух охлаждающих жидкостей должна составл ть 0,2 г/см, предпочтительно 0,4 г/смз.

В качестве водорастворимых солей используют алюмокалиевые квасцы, метафосфат кали , но можно также использовать уксуснокислый алюминий, втористые соединени , такие как фтористый стронций, и подобные материалы, а также их с.меси. Первый охлаждающий агент предпочтительно  вл етс  насыщенным раствором, но примен ть более низкие концентрации солей, кроме того, она может и превосходить значение, отвечающее услови м насыщени  (например, находитьс  в свободно кристаллическом состо нии ), что позвол ет компенсировать убыль в гор чей воде соли, уносимой более холодной водой и/или парафиновыми частицами ири их прохождении через гор чую воду . Соль можно периодически добавл ть в

Q колонну. В горючем и/или холодном водных сло х возможно npH.vieiieiHie смесей двух или нескольких солей. Дл  выбранной соли растворимость ее в более холодном месте плотном (втором) охлаждающем агенте должна быть ниже, чем в гор чем плотно.м (первом)

5 охлаждающем агенте. Это обеспечивает более стабильный температурный градиент, а также лучшее разделение гор чего плотного охлаждаюшего агента от более хо.юдного, менее плотного охлаждающего агента.

Используема  колонна должна находить с  под наклоном, чтоб агент находилс  в нижней ее части, что достигаетс  также физическим ограничением гор чего плотного охлаждающего агента, регулированием температуры и т. д.

5 Направление потока второго охлаждающего агента может совпадать или быть противоположным направлению потока диспергированного парафина. Температура охладител  на входе равна окружающей температуре или ниже ее. Возможно возвращение в цикл второго охлаждающего агента, предварительно прошедшего темплообменника . При необходимости добавл етс  свежа  вода.

Если вещество, повышающее плотность, 5 сцепл етс  с парафиновыми частицами при их движении через колонны, то его отдел ют от частиц промывкой, желательно, после того как частицы будут выделены из второго охлаждающего агента, и возвращают назад в колонну.

Нар ду с веществом, повышающим плотность , в агенты могут вводитьс  другие компоненты . Например, возможно добавление флоккул нтов дл  увеличени  кристаллов соли и тем самым дл  ускорени  их оседани  при пересыщении воды солью.

Температура и плотность первого охлаждающего агента подбираютс  из такого расчета , чтобы под действием сил поверхностного нат жени  м,ежду агентом и расплавленной парафиновой фракцией достигалась

0 минимальна  площадь поверхности диспергированных частиц парафина. Конструкцией ко.донны может быть предусмотрен непрерывный или периодический подвод тепла к гор чему плотному охлаждающему агенту. Однако расплавленна  парафинова  фракци  может нести такой запас тепла, которого достаточно дл  нагрева гор чей плотной воды и поддержани  необходимых температурных условий.

В расплавленную парафиновую фракцию

Claims (2)

1. 0 может вводитьс  поверхностно-активное веluecTBo в количестве 0,001-20 об.°/о предпочтительно 0,01 -10 об.% и лучше О 1 - 1 об.%. В качестве поверхностно-активных веществ, используют Сю-С2о-жирн1 1е кислоты , одновалентные содержащие катион соли этих кислот. Предпочтительно применение нефт ного сульфоната, содержащего одновалентный катион, имеющего эквивалентный вес 200-600, предпочтительно 250-500, лучше 350-420. Отвержденные частицы парафина удал ют из верхней части колонны вместе со вторым охлаждающим агентом, использу  известные способы, например механические. Приготовление шлама. При с.мешивании иарафиновых частиц с фракцией, имеющих низкую температуру застывани , температура последней должна быть на 3°С, лучше ,н-а , больше температуры растворени  отверждснных парафиновых частиц. Под температу|1ой растворени  подразумеваетс  така  температура, при которой основна  часть частиц растворена в жидком углеводороде. При приготовлении суспензии (шлама) температура жидкой фракции подбираетс  так, чтобы температура полученного шлама была на 3-6°С, лучше О-3°С, выше минимальной сезонной температуры окружающей среды и соответственно температуры системы транснортировки. Предпочтительно также, чтобы температура жидкой фракции при образовании шлама была на 17°С, лучше на 38°С, ниже температуры растворени  частиц во фракции. Перед, по ходу или после операции приготовлени  шлама к жидкой фракции можно добавл ть жидкий и/или газообразный разбавитель , например бензин пр мой гонки, углекислый газ, азот, конденсат или легкий углеводород, который смешиваетс  с жидкой фракцией, температура застывани  которого ниже минимальной температуры системы транспортировки и в котором нелегко раствор ютс , парафиновые частицы, наход щиес  в жидкой фракции. Кро.ме того, в качестве разбавител  можно использовать сырую нефть, причем предпочтение отдаетс  сырой нефти с концентрацией парафина менее 10%. Парафин в сырой нефти может находитьс  в кристаллической форме. Когда в качестве разбавител  берут газообразное вещество , во избежании кавитации насосов оно при услови х транспорти эовки должно находитьс  в шламе в растворенном состо нии . Концентраци  парафиновых частиц в шламе составл ет 1-60 вес.%, предпочтительно 5-55 вес./о, лучше 20-45 вес.%. Практически в течение всего времени транспортировки шлама целесообразно поддерживать температуру последнего ниже тем пературы растворени  парафиновых частиц. В течение коротких интервалов времени допустимы более высокие температуры - выше температуры растворени  иарафина, но в течение этих промежутков времени основна  масса парафиновых частиц не должна ожижатьс . При температуре выше темцературы растворени  шлам воз.можно эффективно транспортировать по трубопроводам до тех пор, пока температура не упадет более чем на 2-3°С ниже максимальной температуры транспортировки. При понижении температуры более чем на 6°С ниже максимальной температуры перекачки резко увеличиваетс  перепад давлени  в линии. Под системой транспортировки подразумевают резервуары, автоцистерны,бензонрицеиы , нефтеналивные баржи, корабли или танкеры, трубопроводы и резервуарные парки , сборники и их комбинаци . Предпочтительно использовать трубопроводную систему или трубопроводы в сочетании с резервуарами . Шлам возможно перекачивать по трубопроводам в режиме ламинарного потока при переходно.м режиме (число Рсйнольдса составл ет 2000-4000) или в режиме турбулентного потока. Однако последний менее желателен , поскольку при таком характере течени  происходит разрушение и растворение парафиновых частиц в жидкой фракции. Желательно поддерживать среднюю температуру трубопровода не ниже средней температуры застывани  жидкой фракции, предпочтительно на 11С, лучше на 13°С, выше указанной температуры застывани . Парафиновые частицы возможно покрывать твердыми .веществами или другими агентами , которые затрудн ют слипание и позвол ют использовать более высокие температуры при транспортировке. Пример 1. Сырую нефть со средней т заст. 46°С раздел ют на фракцию с mi3кой т. заст. -8,3°С и на фракцию с высокой т. заст. 52°С (т.пл. 82°С). Фракцию с высокой температурой застывани  нагревают и выдерживают при 110°С в сборнике, зате.м прокачивают при скорости 1,58 г/ч через сопло (длина 15,2 см,.диаметр 0,203 см) в нижнюю часть стекл нной колонки, заполненной водой. Те.мнература расплавленной парафиновойфракцни при впрыске в коло1п у равна 104°С. Внутренний диаметр указанной колонки 5,08 с.м, длина 91,5 см. Колонка по длине 10,2 см (измерено от основани  сопла) заполнена водным раствором алю.мокалиевых квасцов (первый охлаждающий агент), температура которого составл ет 63°С, плотность 1,201 г/см. Над слоем первого охлаждающего агента находитс  водный раствор алюмокалиевых квасцов (второй охлаждающий агент), температура которого составл ет 27°С, плотность 1,0623 г/см. Водный раствор вытекает через отверстие, расположенное на 0,6 см выще поверхности раздела агентов, проходит через охладитель и вновь возвращаетс  в верхнюю часть колонки с темнературой 21°С. Такие ус.чови  обеспечивают застывание диспергированного гор чего парафина. В гор чий раствор квасцов погружен нагреватель, с помощью которого поддерживают температуру 63°С. Парафин диспергируют в нижней части колонки при ла1минарном режиме, где он застывает за врем , в течение которого перемещаетс  из нижней части колонки в-верхнюю. Из верхней части колонки застывшие сферические парафиновые частицы удал ют вместе с некоторым количеством водного раствора. Последний отдел ют, пропускают через холодильник и затем возвращают в верхнюю часть колонки. Алюмокалиевые квасцы периодически добавл ют в колонку через ее верхнюю часть, при этом они опускаютс  до первого охлаждающего агента. в результате чего растворы поддерживаютс  в состо нии насыщени . Парафиновые частицы смещивают с фракцией, имеющей низкую температуру застывани  и получают шлам, концентраци  парафиновых частиц в котором составл ет 30%. Последний прокачивают по трубопроводам. Пример 2. Повтор ют методику примера 1. В качестве первого и второго охлаждающего агента используют воду, содержащую алюмокалиевые квасцы. Температура первого агента 85°С, плотность 1,444 г/см, второго 45°С, плотность 1,111 г/см. Получают суспензию, готовую дл  транспортировки . Пример 3. Повтор ют методику примера 1. В качестве первого и второго охлаждающих агентов используют воду, насыщенную метафосфатом кали . Первый охлаждающий агент имеет температуру 63°С, второй 27°С. Получают суспензию, готовую дл  транспортировки. пример 4. Повтор ют методику примера 1. Фракцию, имеющую низкую температуру застывани , смешивают с растворителе .м - газойлем пр .мой гонки (преимущественно состо щим из Cs-С)з), что облегчает перекачку получаемой суспензии. Пример 5. Повтор ют методику примера 1. Полученный шлам смешивают с двуокисью углерода до точки насыщени  последнего в шламме при 23°С. Используемый растворитель облегчает перекачиваемость шламм а. 62 10 Формула изобретени  1. Способ получени  суспензии парафинистых углеводородных смесей дл  транспортировки путем разделени  исходного сырь  на фракции с низкой и высокой температурой застывани , отверждени  последней контактированием с водой и последующего смещени  отвержденного продукта с фракцией с низкой температурой застывани  отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса, отверждение фракции с высокой температурой застывани  осуществл ют путем последовательного контактировани  с водным раствором солей плотностью 1,07-2,0 г/см 3 при 30-95°С и с водным раствором солей плотностью 1,02- ij2 г/см при О50°С 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что используют исходное сырье с т. заст. . 3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве водного раствора солей используют водный раствор алюмокалиевых квасцов и метафосфата кали . 4.Способ по п. I, отличающийс  тем, что отвержденную фракцию с высокой температурой застывани  смешивают с фракцией с низкой температурой застывани  в соотношении 0,5-1,25:1. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Патент США № 2526966, кл. 208-57, 1950.
2. 2.Патент США № 3234122, кл. 208-370, 1966. 3; Патент США № 3269401, кл. 137-13, 1966. 4.Патент США № 3292647, кл. 137-1, 1966. 5.Патент США N° 3321426, кл. 260-28.5, 1967. 6.Патент США № 3468986, кл. 264-9, 1969. 7.Патент США № 3527692, кл. 208-11, 1970. 8.Патент США № 3425429, кл. 137-13, 1969. 9.Патент США № 3487844, кл. 137-13, 1970. 10.Патент США № 3804752, кл. 208-370 16.04.1974.