Установка получения асфальтенов
Полезная модель относится к нефтепереработке, в частности, к установкам деасфальтизации нефтяных остатков. Установка дробного фракционирования асфальтенов селективными растворителями периодического действия включает мешалку 3 для приготовления раствора асфальтенсодержащего сырья в бензольной фракции, экстрактор-перколятор 6 периодического действия со съемным фильтрующим элементом типа «корзина», сборники для хранения и дозирования селективных растворителей 27-31, насос 10, испарители для концентрирования фракций асфальтенов 12-16, приемники для хранения концентратов фракций асфальтенов, узел сушки и выгрузки полученных фракций 43, узел регенерации растворителей 25. Систему дыхания аппаратов объединяют с системой регенерации растворителей. Установка позволяет выделять фракции асфальтенов с заданными физико-химическими свойствами, что делает возможным получение новых материалов на основе асфальтенов. 8 з.п. ф-лы, 1 фиг.
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.
Включают циркуляцию по схеме экстрактор 6 - насос 10 - экстрактор 6 с кратностью не менее чем 20 час-1 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.
Растворы фракций асфальтенов, собранные в испарителях 12-16 упаривают до 20% от исходного объема путем подачи водяного пара с давлением Р=6,0 кгс/см2 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/см2 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.
1. 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 узел регенерации растворителя, оснащенный линией подачи растворителя в сборник для растворителя с линией ввода последнего в экстрактор, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит обогреваемую паром мешалку для приготовления раствора асфальтенсодержащего сырья в бензольной фракции, связанную с экстрактором, а в качестве экстрактора используют обогреваемый водяным паром 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, оборудованные рубашками для подачи водяного пара с линиями вывода фракций асфальтенов в соответствующие приемники и, по меньшей мере, два сборника для селективных растворителей, при этом вышеупомянутые приемники оснащены линиями вывода фракций асфальтенов в узел сушки и выгрузки, а вся установка снабжена линиями подачи азота к каждому аппарату.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что мешалка снабжена рубашкой для подачи водяного пара.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что съемный фильтрующий элемент экстрактора-перколятора выполнен в виде корзины.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что экстрактор-перколятор снабжен рубашкой для подачи водяного пара.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что испарители снабжены рубашками для подачи водяного пара.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что узел регенерации растворителей выполнен в виде ректификационной колонны с сопутствующим стандартным оборудованием.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что узел сушки и выгрузки выполнен в виде автоклава.
8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что все оборудование выполнено из нержавеющей стали.
