Аппаратурное оформление стадии подготовки процесса деасфальтизации гудрона пропаном

Целевой продукт процесса – деасфальтизат, из которого после дальнейшей селективной очистки, депарафинизации и гидроочистки получают результат – высоковязкие остаточные масла различных видов: моторные, компрессорные, авиационные. Для увеличения выхода деасфальтизата были разработаны различные варианты аппаратурной организации, при которых гудрон смешивается с пропаном до процесса экстракции, происходящего в экстракционной колонне, в различных смесительных узлах. Это делается для увеличения интенсивности массообмена и как результат – происходит увеличение выхода деасфальтизата.

Один из вариантов организации стадии подготовки был предложен в работе [1]: перед подачей сырья (гудрона), которое дополнительно нагревается в теплообменнике, в колонну, предварительно смешивать его с небольшой частью (2-10 % об.) циркулирующего растворителя (пропана) в смесителе до получения гомогенной смеси, после чего смесь подается в среднюю часть экстрактора над контактными устройствами, где сырье и растворитель движутся противотоком. Данный способ позволяет при заданном технологическом регламенте, при неизменной общей загрузке по пропану и неизменном качестве деасфальтизата увеличить производительность экстрактора по сырью. Качество деасфальтизата полученного по предполагаемому способу деасфальтизации выше, чем при прямой подаче сырья и растворителя в колонну. Также результатом является возможность снижения соотношения растворитель : гудрон.

В другом варианте [2] перед подачей в экстрактор в смесителе смешивается вся масса растворителя с гудроном, которая затем подается в область между границей раздела фаз и контактными устройствами. Нефтяной остаток смешивают с сжиженным пропаном в объемном соотношении 4-7: 1, нагревают и насосом подают смесь в экстрактор, где при температуре 60-80оС и давлении 3,6-3,8 МПа осуществляют экстракцию. Из экстрактора сверху выводят деасфальтизатный раствор, а снизу асфальт. Деасфальтизатный раствор насосом прокачивают через подогреватель и подают в сепаратор, в котором при температуре 115-125оС и давлении 47-53 атм осуществляют сепарацию пропана. В сепараторе происходит разделение на пропановую и деасфальтизатную фазы. Регулированием скорости отвода фаз раздел фаз поддерживают на уровне 0,5-0,7 высоты сепаратора. Сверху сепаратора выводят пропановую фазу, снизу деасфальтизатную. После регенерации пропан возвращают на экстракцию. Достоинствами способа являются: увеличения непрерывного времени работы контактных устройств; улучшение качества и выхода деасфальтизата за счет наиболее полного растворения масляных компонентов в пропане; уменьшение расхода пропана, что снижает энергетические затраты на его регенерацию. А также повышение селективности способствует более стабильной работе оборудования.

Особенностью следующего варианта [3] является то, что перед подачей в экстрактор сырье смешивается с частью пропана (5-10%) от общего его количества в смесителе, после чего смесь поступает в гомогенизатор. Смесь гудрона с растворителем после смесителя проходит через гомогенизатор, содержащий распределительную тарелку с 7-11 отверстиями диаметром 20-30 мм каждое, где при температуре 118-128°С и давлении 3,6-4,5 МПа образуется мелкодисперсная фаза. При отсутствии гомогенизатора в экстракционную колонну поступает сырьё, которое состоит из крупных капель гудрона, и, соответственно, имеющее невысокую площадь поверхности массообмена. Крупные капли гудрона имеют более высокую скорость осаждения, что приводит к снижению выхода деасфальтизата из-за замедленного массообмена и образованию отложений на внутренних устройствах экстракторов. В результате, при наличии гомогенизатора на стадии подготовки процесса экстракции, происходит образование однородной мелкодисперсной фазы, благодаря чему поверхность массообмена увеличивается, соответственно выход и качество деасфальтизата возрастают.

Таким образом, можно сделать вывод, что наличие дополнительных узлов смешения на стадии подготовки процесса экстракции способствует интенсификации массообменных процессов и благоприятно сказывается на выходе и качестве деасфальтизата.

Список использованных источников

  1. Пат. 1281586 СССР, МПК C 10 G 21/14. Способ деасфальтизации гудрона / Б. К. Марушкин, Г. К. Зиганшин, А. Ф. Махов, И. Л. Кушнир, М. П. Кальсина, Л. М. Теляшев, Н. В. Ракочий, А. Г. Кузнецов, Р. Н. Шафигуллина ; заявитель и патентообладатель «Уфимский нефтяной институт». – № 3956440/23-04 ; заявл. 19.08.1985 ; опубл. 07.01.1987, Бюл. № 1.
  2. Пат. 2047646 Российская Федерация, МПК C 10 G 21/14. Способ деасфальтизации нефтяных остатков / Ф. С. Биктимиров, И. Х. Гайсин, А. Б. Марушкин, С. С. Мингараев, Г. Г. Хамитов, В. В. Шестаков ; заявитель и патентообладатель Марушкин Александр Борисович. – № 5043087/04 ; заявл. 21.05.1992 ; опубл. 10.11.1995.
  3. Пат. 2326154 Российская Федерация, МПК C 10 G 21/14. Способ деасфальтизации гудрона / В. А. Зоткин, А. А. Никитин, В. В. Войдашевич, А. И. Фролов, А. А. Романов, В. А. Захаров, Е. А. Есипко ; заявитель и патентообладатель ОАО «Славнефть – ЯНОС». – № 2006109606/04 ; заявл. 28.03.2006 ; опубл. 10.06.2008.