Энергосберегающая технология сольвентной деасфальтизации нефтяных остатков 05. 17. 07 Химия и технология топлив и специальных продуктов

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Таблица 7 - Характеристики тяжелой нефти и продуктов ее переработки

Показатели	Исходная нефть	Мазут	Деасфальтизат	Асфальт
Плотность при 20°С, кг/м³	916,7	970,1	956,2	1058,4
Содержание серы, %	3,28	4,0	3,2	5,1
Коксуемость, %	5,74	12,6	4,9	30,9
Вязкость при 50°С, сСт	57,7	-	-	-
Вязкость при 100°С, сСт	-	115	41,8	-
Вязкость при 80°С, ВУ	-	40,1	-	-
Групповой химический состав, %:
- парафино-нафтены	-	19,5	28,5	2,9
- легкая ароматика	-	13,2	17,5	2,0
- средняя ароматика	-	8,5	6,2	2,5
- тяжелая ароматика	-	31,2	35,4	20,2
- смолы	-	23,6	12,4	30,6
- асфальтены	-	4,0	0,0	41,8
Температура размягчения, °С	-	-	-	104
Температура вспышки, °С	-	261	-	-

Основные выводы

1. Разработаны научно-методические основы для проектирования усовершенствованного процесса солвентной деасфальтизации нефтяных остатков. Созданы лабораторная и пилотная установки для проведения экспериментов и обоснована методология исследования процессов, получены расчетные зависимости для математического моделирования процессов и проведения технологических расчетов.

2. Результаты проведенных исследований процесса разделения фаз деасфальтизатного раствора показали, что в сверхкритических условиях достигается достаточно четкое разделение компонентов. При этом фаза растворителя с содержанием масла, не превышающим 0,5 %, может быть возвращена в экстракционную колонну без дополнительной очистки. Нижняя деасфальтизатная фаза с содержанием растворителя до 10-12% требует дополнительной стадии удаления остатков растворителя от деасфальтизата. Выявлено, что от состава растворителя сильно зависит режим проведения сверхкритического разделения деасфальтизатного раствора. Если для пропанового растворителя оптимальный режим сверхкритической регенерации находится в области 120^оС и 5,0 МПа, то для пропан-бутанового растворителя качественное разделение может происходить при температуре 145-160°С и давлении 4,0-4,6 МПа.

3. Разработана пилотная модель аппарата сверхкритического разделения фаз и осуществлено его включение в состав действующей промышленной установки пропановой деасфальтизации гудрона 36/5 ЗАО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания». В промышленных условиях проведена отработка режимов регенерации растворителя.

Выявлено влияние температурного градиента по высоте сверхкритического разделителя на эффективность разделения. При градиенте температур 20-25°С достигается снижение остаточного содержания растворителя в деасфальтизате в 2 раза.

Показано, что для эффективного отделения пропана необходимо, чтобы время пребывания деасфальтизатного раствора в разделителе, снабженном внутренними коагулирующими устройствами, было не меньше 2 мин.

4. На основе термодинамических и гидродинамических расчетов получены уравнения для расчетов состава фаз в зависимости от режима проведения процесса разделения деасфальтизатного раствора. Показано, что дисперсный состав частиц фазы деасфальтизата формируется в подводящем (трансферном) трубопроводе в разделитель и определяется гидродинамической неустойчивостью релей-тейлоровского типа поверхности раздела фаз. Теоретически показано и экспериментально подтверждено, что функция распределения частиц по размерам подчиняется закону Розина–Раммлера. Получены формулы для расчета среднего размера частиц, поступающих в сверхкритический разделитель.

5. Разработана пилотная установка и проведены исследования по подбору условий компремирования пропана в струйном инжекторе. На основе результатов исследований и проведенных расчетов разработана инжекторная система компремирования низконапорного потока газообразного растворителя, выводимого из отпарных колонн установки деасфальтизации. Создана унифицированная конструкция газо-газовых и газо-жидкостных инжекторов, предназначенных для работы на первой и второй ступенях блока струйных компрессоров установок деасфальтизации гудрона.

6. На основе проведенных исследований на пилотной установке установлены закономерности, определяющие влияния параметров режима процесса пропан-бутановой деасфальтизации, физико-химических характеристик сырья и растворителя на качество и выход продуктов. Установлены зависимости для расчета оптимального состава растворителя и потенциального выхода деасфальтизата для получения продуктов с заданными характеристиками.

7. Проведены опытно-промышленные пробеги по отработке режима процесса пропан-бутановой деасфальтизации на типовых установках 36/1 ОАО"Уфанефтехим" и ОАО"Новойл".

В ходе пробегов осуществлена селективная очистка опытной партии (650т) пропан-бутанового деасфальтизата на установке 37/1 и ее депарафинизация на установке 39/2 с получением опытно – промышленных партий высоковязких базовых масел ПС-28 и П-40.

Промышленными экспериментами доказана возможность получения из пропан – бутанового асфальта высококачественных неокисленных дорожных битумов. Пятнадцать лет наблюдений за качеством опытного дорожного полотна (10км), построенного с использованием неокисленного дорожного битума, показали его долговечность и повышенную износостойкость.

8. Проведены исследования с целью поиска эффективных способов утилизации продуктов и новых направлений использования процесса пропан – бутановой деасфальтизации нефтяных остатков.

Разработаны рекомендации по переводу установок пропановой деасфальтизации нефтяных остатков на топливный вариант работы.

Показана технологическая возможность переработки тяжелых нефтей плотностью 930-970кг/м³ сочетанием процессов атмосферной перегонки нефти и деасфальтизации мазута. При этом получаются два товарных продукта:–деметаллизированная нефть плотностью 880 кг /м³, содержащая 40-60 % светлых фракций и не содержащая асфальтены, и дорожные битумы марок БНД 60/90 и БНД 90/130, полностью соответствующие ГОСТ 22245-90.

Подобраны рецептуры и выполнены испытания трансмиссионных масел типа ТАД-17, редукторные для троллейбусов, высоковязких масел для промышленного оборудования типа цилиндровые 38, ПС-28, П-32, полученных на базе пропан-бутанового деасфальтизата.

Экспериментально проверена эффективность использования пропан-бутанового деасфальтизата в смеси с вакуумным газойлем в качестве сырья каталитического крекинга.

9. На основе проведенных исследований на базе типовой установки 36/1 реализован новый процесс пропан-бутановой деасфальтизации нефтяных остатков с использованием энергосберегающей технологии регенерации растворителя в сверхкритических условиях и инжекторной системы компремирования растворителя. Экономия энергоресурсов в результате внедрения новой технологии регенерации растворителя составляет 39,4%, в стоимостном выражении 28,7 млн. руб. в год.

Реализация схемы сверхкритической регенерации растворителя с использованием газоструйной системы компремирования позволила органически вписать в состав установки деасфальтизации гудронов высокосернистых нефтей блок аминной очистки, в результате чего удалось снизить содержание сероводорода в циркулирующем растворителе с 1,5 – 2,0% до 0,01%.

Впервые в отрасли в состав установки деасфальтизации включен дополнительный узел нагрева и циркуляции теплоносителя АМТ-300, в результате чего расход водяного пара на установке снизился в 5,7 раза.

Технология пропан-бутановой деасфальтизации гудронов в различных вариантах внедрена в производство на ОАО «Уфанефтехим» и ОАО «Новойл».

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

Хайрудинов И.Р., Сайфуллин Н.Р., Султанов Ф.М., Бикбулатов М.С., Имашев У.Б. Энергосберегающие процессы деасфальтизации остатков нефти. // Тематический обзор.– Уфа: изд-во УНИ, 1993.– 72с.
Хайрудинов И.Р., Мингараев С.С., Хамитов Г.Г., Антонченков В.П., Сайфуллин Н.Р., Султанов Ф.М., Кутьин Ю.А., Бикбулатов М.С., Имашев У.Б. Перспективы развития и повышения эффективности процессов деасфальтизации нефтяных остатков. // Тематический обзор. Серия Переработка нефти.–М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1994.– Вып.5.– 72с.

Ентов В.М., Султанов Ф.М., Ярин А.Л. Распад жидких плёнок под действием перепада давления окружающего газа. // Доклады АН СССР. – 1985.– т.284.– №5.– С.1116-1120.
Султанов Ф.М., Ярин А.Л. О радиальном расширении цилиндрических слоев вязких и реологически сложных жидкостей. // Инженерно-физический журнал.– 1986.– т.50.– №6.– С.922-930.
Ентов В.М., Султанов Ф.М., Ярин А.Л. Распад жидких плёнок под действием перепада давления окружающего газа. // Известия АН СССР. Механика жидкости и газа.– 1986.– №3.– С.47-54.
Султанов Ф.М., Ярин А.Л. О Релей–Тейлоровской неустойчивости раздуваемых полимерных пленок. //Журнал прикладной механики и технической физики.– 1988.– №3.– С.104-110.
Султанов Ф.М., Ярин А.Л. Перколяционная модель процесса диспергирования и взрывного дробления жидких сред: распределение капель по размерам. // Журнал прикладной механики и технической физики.– 1990.– №5.– С.48-54.
Хайрудинов И.Р., Мингараев С.С., Султанов Ф.М., Хамитов Г.Г., Бикбулатов М.С. Регенерация пропана из деасфальтизатного раствора в сверхкритических условиях (сообщение 1). // Нефтепереработка и нефтехимия.– 1994.– №10.– С.14-17.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Сайфуллин Н.Р., Теляшев Г.Г. Регенерация пропана из деасфальтизатного раствора в сверхкритических условиях (сообщение 2). // Нефтепереработка и нефтехимия.– 1994.– №11.– С.13-15.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Елшин А.Н., Бикбулатов М.С., Яскин В.П., Зарубин В.М. Регенерация пропана из деасфальтизатного раствора в сверхкритических условиях (сообщение 3). // Нефтепереработка и нефтехимия.– 1994.– №12.– С.16-19.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Денисов В.Н., Сухоруков В.И., Бикбулатов М.С. Регенерация пропана из деасфальтизатного раствора в сверхкритических условиях (сообщение 4). // Нефтепереработка и нефтехимия.– 1995.– №1.– С.12-16.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р., Антонченков В.П., Бикбулатов М.С., Иванов А.В., Косульников А.В. Регенерация пропана из деасфальтизатного раствора в сверхкритических условиях (сообщение 5). // Нефтепереработка и нефтехимия.– 1995.– №2.– С.16-19.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Бикбулатов М.С. Регенерация пропана из деасфальтизатного раствора в сверхкритических условиях (сообщение 6). // Нефтепереработка и нефтехимия.– 1995.– №3.– С.17-22.
Мингараев С.С., Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Гайсин И.Х., Имашев У.Б. Комплексная переработка остатков западно-сибирской нефти. // Башкирский химический журнал.– 1996.– Т.3.– №3.– С.33-35.
Имашев У.Б., Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Сайфуллин Н.Р. Проблемы и резервы энергосбережения в процессах деасфальтизации гудронов. // Башкирский химический журнал.– 1996.– Т.3.– №5-6.– С.48-50.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р., Морошкин Ю.Г., Мингараев С.С. Методические аспекты расчетов состава фаз при сверхкритическом разделении деасфальтизатных растворов. // Нефтепереработка и нефтехимия.– 1998.– №9.– С.34-36.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Сайфуллин Н.Р., Мингараев С.С., Морошкин Ю.Г. Регенерация пропан-бутанового растворителя из деасфальтизатного раствора в сверхкритических условиях. // Нефтепереработка и нефтехимия.– 1999.– №4.– С.28-31.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р., Морошкин Ю.Г., Мингараев С.С., Сайфуллин Н.Р. Состав фаз при сверхкритическом разделении пропанового деасфальтизатного раствора. // Нефтепереработка и нефтехимия.– 1999.– №5.– С.33-35.
Хайрудинов И.Р., Сайфуллин Н.Р., Нигматуллин Р.Г., Султанов Ф.М., Ганцев В.А., Сажина Т.И., Кутьин Ю.А. Пропан-бутановая деасфальтизация гудрона. // Химия и технология топлив и масел.– 1999.– №3.– С.14-15.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р. Гидродинамика потоков в разделителе деасфальтизатного раствора системы сверхкритического разделения фаз. // Нефтепереработка и нефтехимия.– 2000.– №1.– С.38-42.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р. Новые решения в технологии деасфальтизации нефтяных остатков // Мир нефтепродуктов. – 2006. - № 2. – С.15 – 17.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р., Теляшев Э.Г., Кузнецов В.Ю., Кузнецов Д.В. Новый процесс деасфальтизации нефтяных остатков с использованиием энергосберегающей технологии регенерации растворителя в сверхкритических условиях и инжекторной системы очистки и компремирования растворителя // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2008. - №6. – С.25 – 28.
Султанов Ф.М. Совершенствование технологии пропановой и пропан-бутановой деасфальтизации нефтяных остатков // Химия и технология топлив и масел.– 2009.– №3. С.14-18.

Хайрудинов И.Р., Сайфуллин Н.Р., Султанов Ф.М., Бикбулатов М.С., Кульчицкая О.В., Райкова Р.С. Ресурсосберегающие процессы деасфальтизации нефтяных остатков. // Глубокая переработка углеводородного сырья: Сб. науч. трудов ХНИЛ УНИ ФОХ, вып.1. – М.:– ЦНИИТЭнефтехим.– 1992.–С.66-71.
Хайрудинов И.Р., Ливенцев В.Т., Бикбулатов М.С., Томилин В.М., Султанов Ф.М., Сочнев М.И., Кутьин Ю.А. Деасфальтизация гудрона Павлодарского НПЗ с целью получения дополнительных ресурсов углеводородного сырья. // Глубокая переработка углеводородного сырья. –М.:–ЦНИИТЭнефтехим. Сб. науч. тр. ХНИЛ УНИ ФОХ, вып.2.–1993.– С.82-87.
Хайрудинов И.Р., Кутьин Ю.А., Каракуц В.Н., Сайфуллин Н.Р., Мингараев С.С., Бикбулатов М.С., Султанов Ф.М. Вяжущие на основе асфальтов деасфальтизации арланского и западно-сибирского гудронов. – Там же, с.91-96.
Хайрудинов И.Р., Мингараев С.С., Хамитов Г.Г., Сайфуллин Н.Р., Кутьин Ю.А., Бикбулатов М.С., Султанов Ф.М. Пропан-бутановая деасфальтизация остатков нефти и пути утилизации продуктов. // Сернистые нефти и продукты их переработки: Сб. науч. тр. ИПНХП АН РБ. Вып.32. – Уфа: Изд. «Баштехинформ», 1994.–С.10-16.
Хайрудинов И.Р., Бикбулатов М.С., Мингараев С.С., Сайфуллин Н.Р., Султанов Ф.М., Кульчицкая О.В. Процесс регенерации растворителя в сверхкритических условиях на установках пропановой деасфальтизации.–Там же, с.61-65.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р., Имашев У.Б. Современное оформление процесса деасфальтизации гудронов сернистых нефтей, направленного на получение углеводородного сырья для каталитического крекинга. // Проблемы и перспективы развития АО «Уфимский нефтеперерабатывающий завод»: //Тез. докл. 1 отраслевого совещания. Уфа, 1995г.–Уфа: Изд. АО «УНПЗ», 1995.–С.33-34.
Хайрудинов И.Р., Кутьин Ю.А., Мингараев С.С., Султанов Ф.М. Обобщение опыта переработки остатков на АО ”Уфанефтехим”. // Перспективы развития АО ”Уфанефтехим”: Мат-лы н.-т. конф. Уфа, 23 мая 1996г.–Уфа: Изд-во УГНТУ, 1996. –С.46-53.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р. Новые разработки в энергосбережении процессов деасфальтизации гудрона. // Ресурсо-энергосбережение в республике Башкортостан: проблемы и задачи: Тр. конф., часть1.Уфа, 1997.– Уфа: Изд. БГУ, 1997.–С.108-112.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р., Морошкин Ю.Г., Сайфуллин Н.Р., Нигматуллин Р.Г. Математическая модель процесса регенерации растворителя из деасфальтизатного раствора в сверхкритических условиях // Методы кибернетики химико-технологических процессов: Тез. докл. V международной науч. конф. (КХТП–V–99) Уфа, 21-22 июня 1999г.– Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999. – том 2, книга 1. – С.77-78.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Гаскаров Н.С. Варианты безостаточной переработки гудрона западно-сибирской нефти. //Проблемы научно-технического обеспечения нефтехимического комплекса: Тез. докл. н.-п. конф. Уфа, 8-11 июня 1999г.– Уфа: Изд-во ИП НХП РБ 1999. – С.16-17.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Сайфуллин Н.Р. и др. Принципы модернизации установок деасфальтизации гудрона. – Там же, с. 29-30.
Хайрудинов И.Р., Кутьин Ю.А., Султанов Ф.М. и др. К вопросу о производстве неокисленных дорожных битумов. – Там же, с. 53.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Сайфуллин Н.Р., Ганцев В.А., Нигматуллин Р.Г., Сажина Т.И., Багаутдинов Д.Т., Белова Т.В., Мустафина С.А. Разработка технологии производства высоковязкого масла типа П-40 на базе пропан-бутанового деасфальтизата. – Там же, с.73-74.
Ганцев В.А., Нигматуллин Р.Г., Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р. Ресурсы по перераспределению энергообеспечения в процессе деасфальтизации гудрона. // Энергоресурсосбережение в Республике Башкортостан: Мат-лы Второй республиканской н.-п. конференции. Уфа, 27 января 1999г. –Уфа: УГАТУ, 1999.– Часть II. - С. 51-55.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р. К расчету показателей качества продуктов деасфальтизации гудрона. // Нефтепереработка и нефтехимия- с отечественными технологиями в XXI век: Мат-лы секции В II Конгресса нефтегазопромышленников России. Уфа, 26 апреля 2000г.– Уфа: изд-во ИНХП, 2000.–С. 59-61.
Хайрудинов И.Р., Шарифуллин А.А., Каримов И.А., Кутьин Ю.А., Султанов Ф.М., Сажина Т.И., Мустафина С.А. Технология производства неокисленных дорожных битумов на ОАО «ТАИФ-НК». Там же, с. 89-90.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р. Современные процессы пропановой и пропан-бутановой деасфальтизации. // Нефтепереработка и нефтехимия: Сб. научн. трудов ИПНХП АН РБ.– Выпуск XXXIII.– Уфа: Изд-во ИПНХП АН РБ, 2001.– С. 51-56.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М., Нигматуллин Р.Г., Сажина Т.И., Мустафина С.А. Новая схема получения вязкого базового масла. – Там же, с.56-58.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р., Кушнерук Е.В. Перспективы замены поршневых компрессоров на струйные аппараты для компремирования паров растворителя низкого давления на установках деасфальтизации нефтяных остатков. // Нефтепереработка и нефтехимия. Проблемы и перспективы: Мат-лы н.-п. конф. Уфа, 23 мая 2001г.– Уфа: Изд-во ИПНХП АНРБ, 2001.– С. 313-319.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р. Перспективы перевода незагруженных установок пропановой деасфальтизации гудрона на пропан-бутановую деасфальтизацию с целью расширения выпускаемой продукции. // Нефтепереработка и нефтехимия – 2002: Мат-лы н.-п. конф. Уфа, 21 мая 2002г. – Уфа: Изд-во ИНХП, 2002. – С.75-82.
Султанов Ф.М., Хайрудинов И.Р. Зависимость выхода и качества деасфальтизата от растворителя.// Нефтепереработка и нефтехимия: Мат-лы н.-п. конф. Уфа, 21 мая 2003г. – Уфа: Изд-во ГУП ИНХП, 2003. – С. 77-79.
Хайрудинов И.Р., Султанов Ф.М. Этапы развития и перспективы применения процесса деасфальтизации. // Роль науки в развитии нефтегазовой отрасли Республики Башкортостан: Мат-лы н.-п. конф. Уфа, 11 ноября 2003г. – Уфа: ТРАНСТЭК, 2003. – С.110 – 114.

Blog

Энергосберегающая технология сольвентной деасфальтизации нефтяных остатков 05. 17. 07 Химия и технология топлив и специальных продуктов