Масляное производство. Поточная схема. Расчет установки деасфальтизации

Температура, ⁰С

    верха                                                                                                 80                               

    низа                                                                                                  390                                   

Число тарелок в колонне                                                                     20       

Число дней работы                                                                             340

Таблица 9

Материальный  баланс установки вакуумной перегонки мазута

Наименование продукта	Масс. %		кг/ч	т/сут	тыс. т/ год
	на нефть	на мазут
Взято:
мазут	62,3	100,0	229 045,9	5 497,1	1 869,0
Итого	62,3	100,0	229 045,9	5 497,1	1 869,0
Получено:
фр. <320	1,5	2,4	5 500,0	132,0	44,9
фр.320-400	11,8	19,0	43 516,7	1 044,4	355,1
фр.300-450	7,0	11,2	25 654,2	615,7	209,3
фр.450-490	6,3	10,1	23 133,3	555,2	188,8
гудрон >490	35,7	57,3	131 241,7	3 149,8	1 070,9
Итого	62,3	100,0	229 045,9	5 497,1	1 869,0

 

 

Деасфальтизация гудрона (фр. >490⁰C)

В остатках от перегонки  нефти (гудронах, концентратах, полугудронах) наряду с высокомолекулярными углеводородами содержится большое количество  смолисто-асфальтеновых веществ. Многие из упомянутых углеводородов ценны  как компоненты масел, и отделение  их от смолисто-асфальтеновых веществ - задача технологии очистки нефтяных масел.             В основном растворенные или диспергированные в сырье смолисто - асфальтеновые вещества можно удалять обработкой остатков как серной кислотой, так и сжиженными низкомолекулярными алканами.

Метод деасфальтизации  серной кислотой, особенно в сочетании  с последующей контактной очисткой отбеливающими глинами, пригоден для  производства остаточных масел из концентратов малосмолистых нефтей. Однако вследствие большого расхода серной кислоты и образования значительного количества трудно утилизированного кислого гудрона данный метод малоэффективен.

Процесс деасфальтизации  гудрона сжиженными низкомолекулярными алканами, главным образом жидким пропаном используется  не только при производстве высоковязких остаточных масел, но и  компонентов сырья для каталитического крекинга и гидрокрекинга (декарбонизация), а также при получении котельных топлив.  Одним из основных факторов процесса является тип растворителя и его чистота. Бутан менее секлективен, чем пропан и тем более этан. Метан и этан затрудняют конденсацию паров  пропана в конденсаторе - холодильнике. При значительной концентрации этана в растворителе процесс деасфальтизации пришлось бы осушествлять при чрезмерном давлении, поэтому в техническом пропане должно быть не более 7% (масс.) других углеводородов того же ряда, в том числе не более 3% этана. Присутствие пропилена и бутиленов также нежелательно, так как они повышают растворимость смол и полициклических углеводородов. В техническом пропане не должно быть серосодержащих соединений, так как они вызывают коррозию аппаратов и трубопроводов.

 Итак, в  процессе  деасфальтизации из гудрона удаляются  асфальто-смолистые вещества. Смолы  и особенно асфальтены, - компоненты  сырья, наименее растворимые в жидком пропане, т.е. на различной растворимости составляющих компонентов и основано использование пропана как деасфальтизирующего растворителя.

В результате деасфальтизации  значительно уменьшается коксуемость, вязкость, плотность, показатель преломления, содержание металлов (Ni, V), содержание серы в деасфальтизате меньше, чем в сырье, но глубокого обессеривания не наблюдается.

Поскольку нам необходимо получить одно остаточное масло, то будем  проводить деасфальтизацию  в  одну ступень. Согласно литературе [3, 4] выберем следующие условия деасфальтизации:

Температура, ⁰С

верха колонны      80

внизу колонны     60

Давление в колонне, МПа              4

Кратность пропана к сырью (по объему)   6:1

 Для   определения выхода  деасфальтизата воспользуемся  формулой Б.И. Бондаренко [4]:

                  y’ = 94 - 4*x + 0.1*(x-10)²,

где   y’ - % масс., выход деасфальтизата с коксуемостью  от 1,2 до 1,3% мас.;

x - % маcс., коксуемость сырья (гудрона, концентратов).

y’ = 94 - 4*12,85 + 0.1*(12,85-10)²=43,41

Выход, % масс.

деасфальтизата     43,41

битума      56,59

 

Таблица 10

Материальный  баланс установки деасфальтизации  гудрона

Наименование продукта	% масс.		кг/ч	т/сут	тыс. т/ год
	на нефть	на сырье
Взято:
гудрон	35,7	100,0	131 241,7	3 149,8	1 070,9
Итого	35,7	100,0	131 241,7	3 149,8	1 070,9
Получено:
деасфальтизат	15,5	43,4	56 962,5	1 367,1	464,8
битум	20,2	56,6	74 279,2	1 782,7	606,1
Итого	35,7	100,0	131 241,7	3 149,8	1 070,9

 

 

Селективная очистка фенолом

Селективная очистка применяется для удаления из масляных дистиллятов и деасфальтизатов полициклических ароматических и нафтеноароматичеких углеводородов с короткими боковыми цепями, непредельных углеводородов, смол, сернистых и азотистых соединений.      В результате очистки улучшаются основные эксплуатационные свойства масел: стабильность против окисления и вязкостно-температурные свойства масел. При этом очищенный продукт (рафинат) имеет по сравнению с сырьем меньшие плотность, вязкость, кислотность и особенно - коксуемость и более высокую температуру застывания; в нем меньше серосодержащих соединений и он менее интенсивно окрашен.

В качестве растворителей  используют фенол, фурфурол,                               N-метилпирролидон (N-МП) и др. Фенол обладает большей растворяющей способностью  в отношении полициклических ароматических углеводородов, смол и сернистых соединений, чем фурфурол, однако по избирательности уступает фурфуролу. N-МП характеризуется термической и гидролитической стабильностью, низкой температурой застывания (-24⁰С) и кипения (206⁰С); он коррозионно-неагрессивен, нетоксичен, обладает высокой растворяющей способностью в отношении ароматических углеводородов и высокой избирательностью. Однако масла после очистки. N-МП несколько уступают маслам фенольной очистки по индексу вязкости и термической стабильности. В настоящее время по экономическим и другим соображениям установки селективной очистки фурфуролом были переведены на N-МП (ОАО Славнефть «Ярослав - нефтеогсинтез, Рязанский НПЗ).

 

 

 

 

 

 

 

Подбирем для каждой фракции условия процесса [3, 4]:

Таблица 11

Условия процесса и характеристики сырья и продуктов 

установки селективной  очистки фенолом

Показатели	Очищаемое сырье
	320 –  4000С	400 – 4500С	450 – 4900С	деасфальтизат
Характеристики сырья
Плотность, при 200С, кг/м3	874,5	899,6	911,5	926,0
Вязкость при 1000С, мм2/с	2,73	5,62	8,44	21,4
Параметры процесса
Кратность фенола к сырью, масс.	2,8:1	2,5:1	2,1:1	3,3:1
Температура в колонне, 0С:            верх            низ	65 41	68 45	72 50	88 67
Выход рафината, % от сырья	60,0	63,5	67,0	60,0
Характеристика рафинатов
Плотность при 200С, кг/м3	840,0	870,0	887,0	900,0
Вязкость при 1000С, мм2/с	2,65	4,9	7,5	20,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 12

Материальный  баланс установки селективной очистки  фенолом

Наименование продукта	% мас.		кг/ч	т/сут	тыс. т/ год
	на нефть	на фракцию или деасфальтизат
Взято:
Фр. 320-400	11,8	100,0	43 516,7	1 044,4	355,1
Фр. 400-450	7,0	100,0	25 654,2	615,7	209,3
Фр. 450-490	6,3	100,0	23 133,3	555,2	188,8
деасфальтизат	15,5	100,0	56 962,5	1 367,1	464,8
Итого	40,6	100,0	149 266,7	3 582,4	1 218,0
Получено:
из фр. 320-400:      рафинат      экстракт	7,1 4,7	60,0 40,0	26 116,7 17 400,0	626,8 417,6	213,1 142,0
Итого для фракции	11,8	100,0	43 516,7	1044,4	355,1
из фр. 300-450:      рафинат      экстракт	4,4 2,6	63,5 36,5	16 291,7 9 362,5	391,0 224,7	132,9 76,4
Итого для фракции	7,0	100,0	25 654,2	615,7	209,3
из фр. 450-490:      рафинат      экстракт	4,2 2,1	67,0 33,0	15 500,0 7 633,3	372,0 183,2	126,5 62,3
Итого для фракции	6,3	100,0	23 133,3	555,2	188,8
из деасфальтизата:      рафинат      экстракт	9,3 6,2	60,0 40,0	34 183,3 22 779,2	820,4 546,7	278,9 185,9
Итого для деасфальтизата	15,5	100,0	56 962,5	1 367,1	464,8
Итого	40,6	100,0	149 266,7	3 582,4	1 218,0