УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ АСФАЛЬТЕНОВ

Полезная модель относится к нефтепереработке, в частности к установкам деасфальтизации нефтяных остатков органическими растворителями для получения фракций асфальтенов.
Известны установки пропановой деасфальтизации гудрона, включающие следующие основные секции: секцию деасфальтизации гудрона в экстракционной колонне с получением растворов деасфальтизата и битума; секцию четырехступенчатой регенерации пропана из раствора деасфальтизата; секцию двухступенчатой регенерации пропана из битумного раствора; секцию обезвоживания влажного пропана и секцию защелачивания обезвоженного пропана от сероводорода. (Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. - Уфа: Гилем. - 2002. - 672 с). Недостатком установки является невозможность разделения асфальтенов на узкие фракции.
Наиболее близкой к заявленному объекту является установка деасфальтизации, описанная в способе деасфальтизации нефтяных остатков по пат. РФ №2136720 (оп.10.09.1999, МПК C10G 21/14, C10G 21/28). Установка состоит из экстракционной колонны (экстрактора) с линиями ввода асфальтенсодержащего сырья и растворителя и вывода деасфальтизатного раствора сверху и асфальтового раствора (раствора фракций асфальтенов) снизу, испарителя для отделения растворителя, отпарной колонны для отделения остатков растворителя и вывода асфальта, блока регенерации растворителя, емкости (сборника) для растворителя. Недостатком известной установки является невозможность получения фракций асфальтенов с заданными физико-химическими свойствами.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании промышленной установки для получения фракций асфальтенов с заданными физико-химическими свойствами путем дробного фракционирования асфальтенсодержащего сырья с применением селективных растворителей.
Это достигается тем, что установка получения асфальтенов, включающая экстрактор с линиями ввода асфальтенсодержащего сырья и растворителя и линией вывода раствора фракций асфальтенов в испаритель с линией вывода паров растворителя в блок регенерации растворителя с линией подачи растворителя в сборник для растворителя, оснащенный линией ввода последнего в экстрактор, согласно полезной модели, установка дополнительно содержит обогреваемую паром мешалку для приготовления раствора асфальтенсодержащего сырья в бензольной фракции, связанную с экстрактором, а в качестве экстрактора используют обогреваемый экстрактор-перколятор периодического действия со съемным фильтрующим элементом, причем линия вывода раствора фракций асфальтенов в испаритель имеет отвод на верх экстрактора для циркуляции раствора фракций асфальтенов, при этом установка содержит, по меньшей мере, два обогреваемых испарителя для отделения селективных растворителей с линиями вывода фракций асфальтенов в соответствующие приемники и, по меньшей мере, два сборника для селективных растворителей, при этом вышеупомянутые приемники оснащены линиями вывода и подачи фракций асфальтенов в узел сушки и выгрузки, а вся установка снабжена линиями подачи азота к каждому аппарату.
Мешалка, экстрактор-перколятор и испарители могут быть снабжены рубашками для подачи водяного пара.
Целесообразно съемный фильтрующий элемент экстрактора-перколятора выполнить в виде корзины.
Целесообразно блок регенерации растворителей выполнить в виде ректификационной колонны с сопутствующим стандартным оборудованием.
Узел сушки и выгрузки может быть выполнен в виде автоклава.
Целесообразно все оборудование установки выполнить из нержавеющей стали.
Предлагаемая установка позволяет осуществить дробное фракционирование, основанное на различной растворимости компонентов нефтяных остатков в селективных растворителях и выделить узкие фракции асфальтенов с заданными физико-химическими свойствами, необходимыми, в частности, при создании новых полупроводниковых материалов.
На прилагаемой фигуре представлена схема предлагаемой установки дробного фракционирования асфальтенов селективными растворителями.
Установка включает линии 1 и 2 подачи асфальтенсодержащего сырья и бензольной фракции соответственно в мешалку 3, оборудованную рубашкой подогрева водяным паром 4 и оснащенную линией 5 вывода смеси сырья и бензольной фракции в экстрактор-перколятор 6, оборудованный рубашкой 7 для подогрева водяным паром и снабженный съемным фильтрующим элементом типа «корзина». Экстрактор оснащен линией 8 вывода раствора фракций асфальтенов с отводом 9 для циркуляции с помощью насоса 10 и линией 11 ввода растворителей. Линия 8 вывода раствора фракций асфальтенов связывает экстрактор 6 с испарителями 12, 13, 14, 15, 16, которые оборудованы рубашками 17, 18, 19, 20, 21 с линией ввода водяного пара 22 и вывода конденсата 23. Линия 24 отвода паров растворителя связывает испарители 12-16 с узлом регенерации растворителя 25, который оснащен линией 26 отвода растворителей в сборники 27, 28, 29, 30, 31. Испарители 12-16 связаны линиями 32, 33, 34, 35, 36 с приемниками фракций асфальтенов 37, 38, 39, 40, 41, которые соединены линией 42 с узлом сушки и выгрузки фракций 43. Установка оснащена линиями 44 подачи азота.
Установка работает следующим образом.
Бензольную фракцию с температурой окружающей среды в рассчитанном количестве через счетчик закачивают из хранилища по линии 2 в мешалку 3, включают перемешивающее устройство. Далее в мешалку 3 до уровня 80% закачивают по линии 1 асфальтенсодержащее сырье с температурой 80-90°С. В случае, если температура размягчения сырья превышает 40°С, то его в твердом виде загружают через люк аппарата. Перемешивание ведут до полного растворения и образования гомогенного раствора. Полученный раствор сырья в бензольной фракции при выключенной мешалке подают в предварительно подготовленный экстрактор-перколятор 6 периодического действия.
-1
Включают циркуляцию по схеме экстрактор 6 - насос 10 - экстрактор 6 с кратностью не менее чем 20 час и постепенно, небольшими порциями начинают подавать по линии 11 растворитель из сборника 27 (например, н-пентан). Контроль ведут по уровню в сборнике 27. После завершения подачи растворителя циркуляцию через насос 10 по отводу 9 поддерживают не менее 1 часа. Затем производят переключение потока раствора фракции асфальтенов от насоса 10 в испаритель 12 и закрывают циркуляцию на экстрактор 6. После завершения подачи раствора из экстрактора 6 насос 10 останавливают. Далее в экстрактор 6 сливают растворитель из сборника 28 (например, н-гексан) в необходимом количестве (контроль по уровню в сборнике 28). Снова настраивают циркуляцию по схеме экстрактор 6 - насос 10 - экстрактор 6 и циркулируют не менее 1 часа. Затем производят переключение потока раствора фракции асфальтенов от насоса 10 в испаритель 13 и закрывают циркуляцию на экстрактор 6. После завершения откачки раствора из экстрактора насос 10 останавливают. Аналогичные операции проводят со всеми растворителями, оставшимися в сборниках 29, 30, 31.
Подготовка экстрактора 6 к следующему циклу фракционирования заключается в открытии верхней крышки, замене корзины и фильтра с не- растворившимися компонентами сырья на новую корзину с чистым фильтром и закрытии крышки.
2
2
Растворы фракций асфальтенов, собранные в испарителях 12-16 упаривают до 20% от исходного объема путем подачи водяного пара с давлением Р=6,0 кгс/см в рубашки 17-21 испарителей. Далее концентраты фракций асфальтенов в соответствующих растворителях сливают в приемники 37-41 поочередно. При достижении в приемнике 37 уровня 80% об. концентрат фракции сливают в автоклав 43. Запускают вакуумный насос и создают в автоклаве 43 необходимое разрежение. Далее настраивают подачу водяного пара с давлением Р=6,0 кгс/см в рубашку автоклава, при этом конденсирующиеся в холодильнике вакуумной системы пары растворителя собирают в сборник в составе вакуумной системы (на фиг. не показаны). Процесс сушки останавливают при достижении температуры в автоклаве 110°С и прекращении конденсации паров при данной температуре (контролируют визуально по отсутствию капель жидкости на линии выхода из холодильника). Закрывают подачу пара в рубашку автоклава и сливают паровой конденсат. Рабочее пространство автоклава продувают азотом, отключают систему создания вакуума и набирают атмосферное давление в аппарате. Далее открывают крышку и выгружают полученную фракцию асфальтенов, которая представляет собой бурую аморфную массу. Отогнанный растворитель из сборника в составе вакуумной системы насосом откачивают в узел регенерации растворителей. Закрывают автоклав и готовят узел сушки и выгрузки асфальтенов к приему концентрата фракции из приемника 37. Операцию повторяют для каждого заполненного приемника.
Установка работает под атмосферным давлением, за исключением узла сушки, который работает под вакуумом. Подготовка установки к ремонту или пуску заключается в промывке технологической системы чистой бензольной фракцией с последующей сушкой азотом. Для обеспечения взрыво- и пожаробезопасности процесса все оборудование должно быть под азотной подушкой. Отвод паров производится в систему регенерации растворителей.
Предлагаемая установка дробного фракционирования асфальтенсодержащего сырья селективными растворителями позволяет выделять фракции асфальтенов с заданными физико-химическими свойствами. Это делает возможным получение новых материалов на основе асфальтенов, способствует увеличению глубины переработки асфальтенсодержащего сырья, а также расширению ассортимента товарной продукции.