RU2217475C2 - Method of solvent regeneration - Google Patents

Abstract

FIELD: petroleum refining industry; the method is used at the oil residuals deasphalting. SUBSTANCE: invention presents the method of regeneration of the solvent used in the petroleum refining industry at the oil residuals deasphalting. Regeneration of the solvent is carried out a stage by stage: at the first stage the solution of asphalt is heated up to temperature 80- 90 C at decreasing the pressure in a column to 2-3 MPa and at that they separate of 50-88 mass % of the dissolvent. The rest part of the dissolvent is regenerated using additional heating of the asphalt solution up to temperature of no less than 210 C and further decrease of pressure in the column of regeneration down to pressure of no less than 1.75 MPa. At that the dissolvent separated at the first stage, is used for refluxing of the regeneration column. EFFECT: simplification of process of deasphaltizing and decrease of specific power inputs. 2 tbl, 1 dwg, 4 ex

Description

Изобретение относится к способам регенерации растворителей в процессе деасфальтизации тяжелых нефтяных остатков сжиженными низкомолекулярными алканами и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. The invention relates to methods for the regeneration of solvents in the process of deasphalting heavy oil residues with liquefied low molecular weight alkanes and can be used in the oil refining industry.

Известен [патент РФ 2032705, кл. С 10 G 21/28, 1995 г.] способ регенерации растворителей в процессе очистки гудрона путем последовательной отгонки неполярного растворителя (пропана и/или изобутана) из раствора асфальта с возвратом регенерированного растворителя в процесс очистки. Known [RF patent 2032705, class. C 10 G 21/28, 1995] a method for the regeneration of solvents in the process of tar cleaning by sequentially distilling off a non-polar solvent (propane and / or isobutane) from the asphalt solution and returning the regenerated solvent to the cleaning process.

Известен [Бражников В.Т. Современные установки для производства смазочных масел. М.: Гостехиздат, 1959, с.42-44] способ регенерации растворителя путем многоступенчатого повышения температуры и снижения давления в трубчатых паровых испарителях с последующей отпаркой растворителя в отпарной колонне. Known [Brazhnikov V.T. Modern installations for the production of lubricating oils. M .: Gostekhizdat, 1959, p. 42-44] a method for regenerating a solvent by a multi-stage increase in temperature and a decrease in pressure in tubular steam evaporators, followed by stripping of the solvent in a stripping column.

Недостатком известных способов являются высокая энергоемкость, а также низкая эффективность разделения растворов. A disadvantage of the known methods are the high energy intensity, as well as the low efficiency of the separation of solutions.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемым результатам является способ деасфальтизации гудрона (остатка вакуумной перегонки мазута) пропаном [Справочник нефтепереработчика. Л. : Химия, 1986 г., с. 199-206] с получением деасфальтизата (сырья для производства остаточных базовых нефтяных масел) и асфальта (используется как компонент котельного топлива или в качества сырья битумных установок). Согласно этому способу гудрон нагревается в подогревателе и подается в верхнюю часть экстракционной колонны, а нагретый сжиженный пропан подается в ее нижнюю часть. С верха экстракционной колонны выводят раствор деасфальтизата, с низа - раствор асфальта. Раствор асфальта нагревается до температуры 210^oС, поступает в колонну, где при понижении давления до 1,75 МПа отделяется пропан. Для предотвращения уноса асфальта температура верха колонны поддерживается путем подачи жидкого пропана, при испарении которого понижается температура верха колонны. Асфальт с остатками пропана поступает в отпарную колонну, с низа которой асфальт, не содержащий пропан, выводят с установки.The closest solution to the technical nature and the results achieved is a method of deasphalting tar (residue of vacuum distillation of fuel oil) with propane [Refinery Handbook. L.: Chemistry, 1986, p. 199-206] with the production of deasphalting agent (raw materials for the production of residual base oil oils) and asphalt (used as a component of boiler fuel or as raw material for bitumen plants). According to this method, the tar is heated in a preheater and fed to the upper part of the extraction column, and the heated liquefied propane is fed to its lower part. A solution of deasphalting agent is removed from the top of the extraction column, and an asphalt solution is from the bottom. The asphalt solution is heated to a temperature of 210 ^o C, enters the column, where propane is separated when the pressure drops to 1.75 MPa. To prevent asphalt entrainment, the temperature of the top of the column is maintained by supplying liquid propane, the evaporation of which decreases the temperature of the top of the column. Asphalt with propane residues enters the stripping column, from the bottom of which asphalt containing no propane is removed from the unit.

Недостатком способа, принятого за прототип, являются повышенные энергозатраты на стадии регенерации пропана. The disadvantage of the method adopted for the prototype is the increased energy consumption at the stage of regeneration of propane.

Целью предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат при регенерации пропана из раствора асфальта. The aim of the invention is to reduce energy consumption during the recovery of propane from a solution of asphalt.

Поставленная цель достигается способом, согласно которому регенерацию пропана из раствора асфальта осуществляют путем его нагрева до 80-90^oС и последующего испарения части пропана (50-88 маc.%) при понижении давления в промежуточной емкости до 2-3 МПа. Раствор асфальта с низа промежуточной емкости после дополнительного нагрева до температуры не менее 210^oС подается в колонну регенерации для удаления оставшегося пропана при понижении давления до 1,75 МПа. Пропан, отогнанный при первом понижении давления до 2-3 МПа, подается в качестве орошения колонны регенерации оставшегося пропана из раствора асфальта.The goal is achieved by the method according to which the recovery of propane from the asphalt solution is carried out by heating it to 80-90 ^o C and subsequent evaporation of a portion of propane (50-88 wt.%) While lowering the pressure in the intermediate tank to 2-3 MPa. A solution of asphalt from the bottom of the intermediate tank after additional heating to a temperature of at least 210 ^o C is fed to the regeneration column to remove the remaining propane when the pressure is reduced to 1.75 MPa. Propane, distilled at the first pressure drop to 2-3 MPa, is supplied as an irrigation column regeneration of the remaining propane from the asphalt solution.

Существенным отличительным признаком предлагаемого способа по сравнению со способом, принятым за прототип, является то, что часть пропана (50-88 мас. %) испаряется путем промежуточного снижения давления до 2-3 МПа при более низкой температуре 80-90^oС, а оставшаяся часть пропана регенерируется путем дальнейшего нагрева раствора асфальта и понижения давления в колонне регенерации, причем пропан, отогнанный при первом понижении давления до 2-3 МПа, используется в качестве орошения колонны регенерации оставшегося пропана из раствора асфальта.An essential distinguishing feature of the proposed method compared to the method adopted for the prototype is that part of the propane (50-88 wt.%) Evaporates by intermediate pressure reduction to 2-3 MPa at a lower temperature of 80-90 ^o C, and the remaining part of the propane is regenerated by further heating the asphalt solution and lowering the pressure in the regeneration column, and propane, distilled off at the first pressure drop to 2-3 MPa, is used as an irrigation column for the recovery of the remaining propane from the asphalt solution.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "novelty."

Сущность способа поясняется схемой, приведенной на чертеже. Раствор асфальта, поступающий с низа деасфальтизатора ЭК-1, нагревается в теплообменнике Т-1 до температуры 80-90^oС и направляется в емкость Е-1, где при снижении давления до 2-3 МПа испаряется часть пропана (50-88 мас.%). Раствор асфальта с низа емкости Е-1 нагревается в теплообменнике Т-2 до температуры не менее 210^oС и направляется в нижнюю часть колонны К-1 для удаления растворителя. Растворитель с верха емкости Е-1 подается в верхнюю часть колоны К-1 для поддержания ее температуры верха не более 110^oС. Это позволяет снизить или исключить количество жидкого растворителя, подаваемого в колонну К-1 для поддержания ее температуры верха, и тем самым снизить нагрузку на воздушные холодильники ХВ-1 по сравнению с прототипом. Снижение количества раствора асфальта, подаваемого в теплообменник Т-2 с низа емкости промежуточного испарения растворителя, позволяет снизить энергозатраты на его нагрев в этом теплообменнике Т-2 по сравнению с прототипом. Асфальт с низа колонны К-1 поступает в отпарную колонну К-2.The essence of the method is illustrated by the diagram shown in the drawing. The asphalt solution coming from the bottom of the EK-1 asphalt deheater is heated in a T-1 heat exchanger to a temperature of 80-90 ^o C and sent to the E-1 tank, where part of the propane evaporates when the pressure drops to 2-3 MPa (50-88 wt. %). The asphalt solution from the bottom of the E-1 tank is heated in a T-2 heat exchanger to a temperature of at least 210 ^o C and is sent to the bottom of the K-1 column to remove the solvent. The solvent from the top of the tank E-1 is fed into the upper part of the K-1 column to maintain its top temperature not more than 110 ^o C. This allows to reduce or eliminate the amount of liquid solvent supplied to the K-1 column to maintain its top temperature, and thereby reduce the load on air coolers XB-1 compared to the prototype. The decrease in the amount of asphalt solution supplied to the T-2 heat exchanger from the bottom of the intermediate solvent evaporation tank, allows to reduce the energy consumption for its heating in this T-2 heat exchanger compared to the prototype. Asphalt from the bottom of the K-1 column enters the stripping column K-2.

Анализ известных технических решений по способам деасфальтизации нефтяных остатков позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявленного способа, то есть о соответствии заявляемого способа требованиям изобретательского уровня. Analysis of known technical solutions for deasphalting methods of oil residues allows us to conclude that there are no signs in them that are similar to the essential distinguishing features of the claimed method, that is, the compliance of the proposed method with the requirements of an inventive step.

Преимущества предлагаемого способа показаны в нижеприведенных примерах. The advantages of the proposed method are shown in the examples below.

Пример 1 (прототип). Example 1 (prototype).

Сырье - гудрон, полученный из смеси восточных нефтей (вязкость условная при 80^oС 72 сек, до 500^oС выкипает 16 мас.%), направляют наверх контактора в количестве 60 тонн. В низ контактора подают пропан, нагретый паром до температуры не выше 75^oС, в количестве 150 тонн.Raw materials - tar obtained from a mixture of eastern oils (conditional viscosity at 80 ^o C 72 sec, up to 500 ^o C boils 16 wt.%), Sent to the top of the contactor in the amount of 60 tons. At the bottom of the contactor serves propane heated by steam to a temperature not exceeding 75 ^o C, in an amount of 150 tons.

Режим работы контактора: давление 3,7 МПа, температура верха 75^oС, низа 60^oС, соотношение пропан:сырье 5,5:1,0 (об.).Contactor operating mode: pressure 3.7 MPa, top temperature 75 ^o C, bottom 60 ^o C, propane: feed ratio 5.5: 1.0 (vol.).

В результате процесса деасфальтизации в контакторе образуются два слоя: верхний слой - раствор деасфальтизата (содержит 127 тонн пропана и 15 тонн деасфальтизата), нижний слой - раствор асфальта (содержит 23 тонны пропана и 45 тонн асфальта). Растворы асфальта и деасфальтизата направляются на блоки регенерации пропана. As a result of the deasphalting process, two layers are formed in the contactor: the upper layer is a deasphalting solution (contains 127 tons of propane and 15 tons of deasphalting), the lower layer is an asphalt solution (containing 23 tons of propane and 45 tons of asphalt). Asphalt and deasphalting solutions are sent to propane recovery units.

Раствор асфальта, поступающий с низа деасфальтизатора ЭК-1, нагревается в теплообменниках Т-1 и Т-2 и направляется в нижнюю часть колонны К-1 для удаления пропана. Для поддержания температуры верха колонны К-1 подается пропан из емкости Е-2 в ее верхнюю часть в количестве 12564 кг/ч. Пары пропана с верха К-1 охлаждаются и конденсируются в воздушном холодильнике ХВ-1 и направляются в емкость жидкого пропана Е-2, откуда он подается в деасфальтизаторы и на орошение колонн. Технологические параметры работы аппаратов приведены в таблице 1. В таблице 2 приведены затраты на испарение пропана и его конденсацию и охлаждение. The asphalt solution coming from the bottom of the EK-1 asphalt deheater is heated in the T-1 and T-2 heat exchangers and sent to the bottom of the K-1 column to remove propane. To maintain the temperature of the top of the K-1 column, propane is supplied from the E-2 tank to its upper part in the amount of 12564 kg / h. The propane vapor from the top of K-1 is cooled and condensed in an XB-1 air cooler and sent to the liquid propane tank E-2, from where it is fed to deasphalting and for column irrigation. Technological parameters of the apparatus are shown in table 1. Table 2 shows the costs of evaporation of propane and its condensation and cooling.

Пример 2. Example 2

Процесс деасфальтизации проводят согласно примеру 1. Регенерацию пропана из раствора асфальта проводят по схеме, приведенной на чертеже. Раствор асфальта, поступающий с низа деасфальтизатора ЭК-1, нагревается в теплообменнике Т-1 и направляется в емкость Е-1, где при снижении давления до 3,0 МПа испаряется 80 мас.% пропана. Раствор асфальта с низа емкости Е-1 нагревается в теплообменнике Т-2 и направляется в нижнюю часть колонны К-1 для удаления пропана. Пропан с верха емкости Е-1 в количестве 18434 кг/час подается в верхнюю часть колоны К-1 для поддержания ее температуры верха. Это позволяет исключить подачу жидкого пропана из Е-2 в качестве орошения и тем самым снизить нагрузку на воздушные холодильники ХВ-1 по сравнению с прототипом. Снижение количества раствора асфальта, подаваемого в теплообменник Т-2 с низа емкости промежуточного испарения пропана, позволяет снизить энергозатраты на его нагрев по сравнению с прототипом. Асфальт с низа колонны К-1 поступает в отпарную колонну К-2. The deasphalting process is carried out according to example 1. The regeneration of propane from a solution of asphalt is carried out according to the scheme shown in the drawing. The asphalt solution coming from the bottom of the EK-1 asphalt deheater is heated in the T-1 heat exchanger and sent to the E-1 tank, where 80% by weight of propane evaporates when the pressure drops to 3.0 MPa. The asphalt solution from the bottom of the E-1 tank is heated in the T-2 heat exchanger and sent to the bottom of the K-1 column to remove propane. Propane from the top of the E-1 tank in the amount of 18434 kg / h is fed to the top of the K-1 column to maintain its top temperature. This allows to exclude the supply of liquid propane from E-2 as irrigation and thereby reduce the load on the air coolers XB-1 in comparison with the prototype. The decrease in the amount of asphalt solution supplied to the T-2 heat exchanger from the bottom of the intermediate propane evaporation tank, allows to reduce the energy consumption for its heating in comparison with the prototype. Asphalt from the bottom of the K-1 column enters the stripping column K-2.

Технологические параметры работы аппаратов приведены в таблице 1. В таблице 2 приведены затраты на испарение пропана и его конденсацию и охлаждение. Technological parameters of the apparatus are shown in table 1. Table 2 shows the costs of evaporation of propane and its condensation and cooling.

Пример 3. Example 3

Процесс деасфальтизации гудрона и регенерации пропана из раствора асфальта проводят по схеме согласно примеру 2. Технологические параметры работы аппаратов приведены в таблице 1. Количество испарившегося пропана в емкости Е-1 составляет 84 мас.%. Орошение вверх колонны К-1 подается в количестве 19302 кг/ч жидкого пропана с верха емкости Е-1. В таблице 2 приведены затраты на испарение пропана и его конденсацию и охлаждение. The process of tar deasphalting and propane recovery from asphalt solution is carried out according to the scheme according to example 2. Technological parameters of the apparatus are shown in table 1. The amount of evaporated propane in the tank E-1 is 84 wt.%. Irrigation upstream of the K-1 column is supplied in the amount of 19302 kg / h of liquid propane from the top of the E-1 tank. Table 2 shows the costs of evaporation of propane and its condensation and cooling.

Пример 4. Example 4

Процесс деасфальтизации гудрона и регенерации пропана из раствора асфальта проводят по схеме согласно примеру 2. Технологические параметры работы аппаратов приведены в таблице 1. Количество испарившегося пропана в емкости Е-1 составляет 88 мас.%. Орошение вверх колонны К-1 подается в количестве 20176 кг/ч жидкого пропана с верха емкости Е-1. В таблице 2 приведены затраты на испарение пропана и его конденсацию и охлаждение. The process of tar deasphalting and recovery of propane from asphalt solution is carried out according to the scheme according to example 2. Technological parameters of the apparatus are shown in table 1. The amount of evaporated propane in the tank E-1 is 88 wt.%. Irrigation upstream of the K-1 column is supplied in the amount of 20176 kg / h of liquid propane from the top of the E-1 tank. Table 2 shows the costs of evaporation of propane and its condensation and cooling.

Понижение давления в емкости Е-1 менее 2 МПа приводит к значительному увеличению вязкости раствора асфальта, что в свою очередь снижает его прокачиваемость по трубопроводам и ухудшает теплопередачу в теплообменнике Т-2. Сравнение энергетических затрат по приведенным вариантам схемы регенерации пропана из раствора асфальта (табл. 2) показывает, что проведение регенерации пропана из раствора асфальта согласно предлагаемому способу (примеры 2-4) позволяет понизить удельные энергозатраты по сравнению с известным способом регенерации и упростить технологию деасфальтизации. Lowering the pressure in the E-1 tank to less than 2 MPa leads to a significant increase in the viscosity of the asphalt solution, which in turn reduces its pumpability through pipelines and affects the heat transfer in the T-2 heat exchanger. A comparison of the energy costs of the above options for the scheme for the recovery of propane from an asphalt solution (Table 2) shows that carrying out the recovery of propane from an asphalt solution according to the proposed method (examples 2-4) allows to lower specific energy consumption compared to the known method of regeneration and simplify the deasphalting technology.

Claims (1)

Способ регенерации растворителя в процессе деасфальтизации нефтяных остатков путем нагрева раствора асфальта и испарения растворителя, отличающийся тем, что раствор асфальта нагревают до температуры 80-90°С и при понижении давления до 2-3 МПа отгоняют 50-88 мас.% растворителя с последующим нагреванием раствора асфальта до температуры не ниже 210°С и подачей его в колонну регенерации при понижении давления не менее 1,75 МПа, причем растворитель, отогнанный на первом этапе регенерации, используют в качестве орошения колонны регенерации.The method of solvent regeneration in the process of deasphalting of oil residues by heating the asphalt solution and evaporating the solvent, characterized in that the asphalt solution is heated to a temperature of 80-90 ° C and 50-88 wt.% Of the solvent is distilled off with a decrease in pressure to 2-3 MPa, followed by heating asphalt solution to a temperature of at least 210 ° C and feeding it to the regeneration column with a pressure drop of at least 1.75 MPa, moreover, the solvent distilled off at the first stage of regeneration is used as an irrigation of the regeneration column.

Images