Способ регенерации растворителя

(56) Черножуков Н.И. Техреработки нефти и газа,1978, с.131-135.Там же, с.138-140.Патент США В 4013549,кл, 208-323, 1977,(54)(57) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ в процессе ступенчатой экстракции нефтяного остаточного сырья пропаном и полярным растворителем путем последовательного отгона в отпарных колоннах с подачей в нижнюю часть двух последних колонн низкокипящего компонента при 180-300 С, о т л иоч а ю щ и й с я тем что, с целью улучшения качества рафината и экстракта и уменьшения потерь растворителя, в качестве низкокипящего комонента подают рафинатную фазу втупени экстракции, содержащую 83 мас.Е пропана.О 5 Изобретение относится к способурегенерации растворителя в процессеэкстракции нефтяного остаточногосырья парными растворителями и можетбыть применено в нефтеперерабатывающей промышленности.Известен способрегенерации растворителя (фенол-крезольной смеси) впроцессе очистки нефтяных остатков.парными растворителями: фенол-крезольной смесью и пропаном, заключающийся в отгоне растворителя в триступени: на первой ступени удаляютпропан, а на последующих двух ступенях - фенол-крезольную смесь,Недостатком данного способа являются высокие энергетические затратына регенерацию.Известен способ регенерации растворителя из рафинатного и экстрактного растворов процессе очистки нефтяного остаточного сырья парными растворителями: фенол-крезольной смесьюи пропаном с предварительной деасфальтизацией сырья,Данный способ осуществляется следующим образом.Рафинатный раствор, содержащий рафинат, пропан, фенол-крезольную смесь,поступает в колонну, работающую поцдавлением 1,5-1,9 МПа, на которой отгоняют пропан. С низа колонны рафинатный раствор самотеком поступаетво вторую колонну, где под давлениемоколо 0,7 МПа отгоняют более половины фенолкрезольной смеси. Рафинатный раствор с оставшейся частью фенол-крезольной смеси перетекает втретью колонну, где при давлении0,15 МПа при помощи перегретого водяного пара, используемого в качестве низкокипящего компонента, подаваемого в низ колонны, отпариваетсяпочти весь растворитель. Рафинатныйраствор, содержащий до 17 фенол-крезольной смеси, с низа третьей колонны перетекает за счет разности давлений в вакуумную колонну, где приостаточном давлении 22,2 кПа с помощью перегретого водяного пара удаляются остатки растворителя, Рафинатс низа вакуумной колонны выводитсяс установки.Регенерация растворителя из экстрактного раствора осуществляется аналогичным образом. Недостатком данного способа является использование водяного пара в качестве ниэкокипящего компонента регенерации, вследствие чего возрастают энергетические затраты на выработку перегретого водяного пара и отгонку воды, имеющей высокую теплотуиспарения; требуется специальныйузел регенерации растворителя из водного раствора, что усложняет технологическую схему установки; ухудшается качество рафината и экстрактавследствие наличия в них следов не."отогнанного растворителя; образуютсясточные воды, содержащие растворитель, что приводит к повышенным потерям растворителя, а также отрицательно влияет на окружающую среду; ухудшается стабильность растворителявследствие наличия в нем воды и протекания реакции гидролиза. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является.способ регенерации растворителя впроцессе ступенчатой экстракции нефтяного сырья пропаном и полярным растворителем путем последовательного. отгона растворителя в отпарных колоннах; в двух последних колоннах отпаривают при 180-300 С остатки растворителя низкокипящим компонентом -пропаном, подаваемым в нижнюю частьколонны.Недостатками способа являются недостаточно высокие качестварафината и экстракта вследствие наличияв них следов неотогнанного растворителя и потери растворгтеля.Цель изобретения - улучшение качества рафината и экстракта и уменьшение потерь растворителя.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу регенерациирастворителя в процессе ступенчатойэкстракции нефтяного остаточногосырья пропаном и полярным растворителем путем последовательного отгона в отпарных колоннах с подачей внижнюю часть,цвух последних колонннизкокипящего компонента при 180 а300 С в качестве низкокипящего компонента подают рафинатную фазу второйступени экстракции, содержащую 8093 мас,7 пропана,Рафинатная фаза со второй ступениэкстракции при использовании ее в качестве низкокипящего компонента, подаваемого в ииз концевых колонн,предназначена для снижения парциального давления полярного растворителя, 122764935 Во-вторых, при попадании рафинатной фазы в низ колонн происходит интенсивное испарение пропана, что неблагоприятно отражается на тепловом балансе верхней части колонны. Для поддержания теплового баланса низа колонны необходимо, чтобы в рафинатной фазе было определенное количество высококипящего компонента (в данном случае нефтепродукта и полярного растворителя), который частично концентрируется во флегме, и сумм,рное содержание его не должно быть, как показали исследования, менее 7 мас./ (на 455055 поддержания теплового баланса колонны и улучшения условий массообмена, Замена водяного пара на рафинатную фазу исключает необходимость использования воды на установке и улучшает пере численные характеристики, в результате чего достигается указанный положительный эффект. Это обусловливается прежде всего компонентным составом рафинатной фазы и, особенно, содер О жанием в ней пропана, которое ие должно быть менее 80 мас.Е. При содержании пропана менее 80 мас.7 ра- финатная фаза незначительно снижает парциальное давление полярного раст ворителя, что требует высоких температур нагрева и может привести к частичному разложению полярного растворителя (например, фурфурола), Использовать в качестве низкокипящего ком понента рафинатную фазу с содержанием пропана более 93 мас.7 нецелесообразно по двум причинам.Во-первых, в концевых (вакуумных) колоннах содержится, как правило, не 25 более 3 мас.Е полярного растворителя, который требуется отогнать. Известно, что чем меньше содержание растворителя, тем труднее обеспечить нужную чистоту кубового остатка, в данном З 0 случае рафината и экстракта, Подача в низ колонн рафинатной фазы, в которой, кроме пропана, содержится нефтепродукт и полярный растворитель (в прототипе фенол-крезол), приводит к абсолютному увеличению содержания полярного растворителя во флегме, что и способствует обеспечению более высокой чистоты остатка. В рафинатной же фазе, содержащей более 93 мас.7 пропана, содержание полярного растворителя весьма незначительно, что не позволяет повысить чистоту кубовых остатков (рафината и экстракта),рафинатную фазу), что соответствует содержанию пропана не более 93 мас.Е.На чертеже приведена технологическая схема регенерации растворителя из экстрактного и рафинатного растворов в процессе очистки нефтяных остатков парными растворителями.Экстрактный раствор по линии 1 и рафинатный раствор по линии 2 поступают на регенерацию растворителя в колонны 3 и 4 соответственно для отгона пропана работающие под избытком давления до 1,8 МПа. С верха колонн 3 и 4 выводят отрегенерирован,ный пропан, с низа колонн 3 и 4 экстрактный (по линии 5) и рафинатный (по линии 6) растворы после отгона из них пропана, которые поступают соответственно в колонны 7 и 8 для отгона основной массы полярного растворителя. Колонны работают под давлением до 0,7 ЬП 1 а. В колоннах 7 и 8 из экстрактного и рафинатного растворов удаляют основную массу сухого растворителя, который уходит с верха, а экстрактный и рафинатный растворы после отгона из них основной массы растворителя по линиям 9 и О соответственно поступают в колонны 11 и 12 для доотгона растворителя, работающие под давлением до 0,15 МПа. С верха колонн 11 и 12 выводят отрегенерированный сухой растворитель, а экстрактный и рафинатный растворы, содержащие до 37 растворителя, с низа колонн 11 и 12 по линиям 13 и 14 поступают в вакуумные колонны 15 и 16 для окончательного отгона растворителя, где при остаточном давлении (вакууме) 26,6 кПа чдаляют остатки растворителя. Экстракт по линии 17 и рафинат по линии 18 направляют в парк. Отрегенерированный сухой растворитель с верха колонн регенерации 7, 8, 11, 12, 15 и 16 направляют в емкость 19 сухого раста. рителя, откуда остаточные пары пропана отсасывают компрессором 20, и скомпремированные пары подают в рабочую пропановую емкость 21.В низ колонн 11, 15 и 12, 16 для снижения парциального давления растворителя и улучшения его отпаркп по линии 22 подают в качестве низкоки-пящего компонента рафинатную фазу с второй ступени блока экстракции,о предварительно нагретую до 180-300 С в теплообменнике 23.Состав подаваемой рафинатной Фазы, мас.%: пропан 80-93; нефтепродукт (рафинат) 6,5 - 19; полярныйрастворитель 0,5П р и м е р 1. Гудрон грозненской нефти подвергают очистке парными растворителями : фенол-крезоломи пропаном,Регенерацию фенол-креэола из рафинатного раствора осуществляют в 1 Очетыре ступени.В колонне 4 (температура, С: верха 60, низа - 330; давление 1,8 МПа)удаляют пропан, в колонне 8 (температура, С: верха - 260, низа - 280; 15давление 0,5 МПа) отгоняют 20-30%Фенол-крезола, в колонне 12 (температура С: верха, низа -300;давление 0,14 МПа) отгоняют основнуюмассу оставшегося растворителя, и в 2 Овакуумной колонне 16 (температура,С; верха - 220, низа - 280; остаточное давление 26,9 кПа) происходитокончательный отгон растворитепя,содержание которого в рафинате навыходе из установки составляет0,0024 мас.%. В колонны 12 и 16 дляснижения парциального давления фенолкрезола и лучшей его отпарки подаютрафинатную фазу экстракции, нагретую 1 Оодо 300 С, содержащую 80 мас.% пропана,Регенерацию фенол-крезола из экстрактного раствора осуществляют в че- б тыре ступени,В колонне 3 (температура, С: верха - 90; низа - 320; давление 1,8 МПа) удаляют пропан, в колонне 7 (температура, С: верха - 280, низа; давление 0,3 МПа) отгоняют 30- 40% Фенол-крезола, в колонне 11 (температура, " С: верха - 260; низа, давление 0,12 МПа) отгоняют основную массу отставшегося растворителя, и в вакуумной колонне 15 (температура, С: верха - 160, ниаэа - 240; остаточное давление 26,9 кПа) происходит окончательный отгон растворителя, содержание которого на выходе экстракта с установки составляет 0,07 мас.%. В колонны и 15 для снижения парциального давления фенол-крезола и лучшей его отпарки подают рафинатную фазу экстракции, нагретую до 300 С, содержащую 80 мас,% пропана. П р и м е р 2. Гудрон шаимской нефти подвергают очистке парными растворителями: фурфуролом и пропаном.Регенерацию фурфурола из рафинатного раствора осуществляют в 4 ступени.оВ колонне 4 (температура, С; верха - 80, низа - 220; давление1,5 МПа) удаляют пропан, в колонне8 (температура, С: верха - 180, низа - 200; давление 1,7 МПа) отгоняют50-60% фурфурола, в колонне 12 (температура, С; верха - 140, низа190; давление 0,75 МПа) отгоняют основную массу оставшегося растворителя, в вакуумной колонне 16 (температура, С: верха - 150, низа - 180;оостаточное давление 26,6 кПа) происходит окончательный отгон растворителя, содержание которого в рафинате навыходе из установки 0,0022 мас.%,В колонны 12 и 16 для сниженияпарциального давления фурфурола илучшей его отпарки подают рафинатнуюоФазу экстракции, нагретую до 180 С,содержащую 87 мас,% пропана.Регенерацию фурфурола из экстрактного раствора осуществляют в 4 ступени.аВ колонне 3 (температура, С: верха - 75, низа - 220; давление1,5 МПа 1 отгоняют пропан, в колонне7 (температура, С: верха - 180, низа - 210 С; давление 0,7 МПа) отгоняют 40-50% Фурфурола, в колонне 11(температура, С: верха - 150; низа200; давление 0,15 МПа) отгоняют основную массу оставшегося растворителя, и в вакуумной колонне 15 (температура С: верха; низа - 190;остаточное давление 26,6 кПа), происходит окончательный отгон растворителя, содержание которого на выходеэкстракта с установки составляет0,06 мас.%.В колонны 11 и 15 для сниженияпарциального давления Фурфурола илучшей его отпарки подают рафинатнуюафазу экстракции, нагретую до 180 С,содержащую 87 мас.% пропана,П р и м е р 3. Гудрон западно-сибирской, нефти подвергают очистке парными растворителями: фенолом и пропаном.Регенерацию фенола из рафинатногораствора осуществляют в 4 ступени.В колонне 4 (температура, С:верха - 80, низа - 290; давление122 7649 кое давление 26,6 кПа) происходитокончательный отгон растворителя, содержание которого на выходе экстракта с установки 0,07 мас.%.В колонны 11 и 15 для сниженияпарциального давления фенола и лучшей его отпарки подают рафинатную фазу эк тракции, нагретую до 260 С, содержащую 93 мас,% пропана. О В табл. приведены сопоставительные показатели регенерации различныхрастворителей известным и предлагаемым способами. 1,7 МПа) удаляют пропан, в колонне 8 (температура, С: верха - 170; низа - 240; давление 0,3 МПа) отгоняют 40-50% фенола, в колонне 12 (температура, С: верха - 220, низа - 230;одавление 0,15 МПа) отгоняют основную массу оставшегося растворителя, и в вакуумной колонне 16 (температура, С: верха - 230, низа - 240; остаточное давление 26,6 кПа) происходит окончательный отгон растворителя, содержание которого в рафинате на .выходе из установки составляет 0,0024 мас.%.В колонны 12 и 16 для снижения 5 парциального давления фенола и лучшей его атпарки подают рафинатнуюо фазу экстракции, нагретую до 260 С, содержащую 93 мас.% пропана.Регенерацию фенола из экстрактно го раствора осуществляют в 4 ступени.В колонне 3 (температура, С: верха - 75, низа - 290; давление 1,7 МПа) отгоняют пропан, в колонне 7 (температура, С: верха - 180, низа - 260; давление 0,7 МПа) отгоняют 40-45% фенола, в колонне 11 (температура, С: верха - 160, низа - 220; давление 0,15 М 11 а) отгоняют основную массу оставшегося растворителя, и в 30 вакуумной колонне 15 (температура,С: верха - 145, низа - 200; остаточФенол Фурфурол Показатели Фенол-крезольная смесь Регенерация по способу предла- известгаемому номуизвестному Затраты электроэнергии,кВт ч/т сырья 36 32 24 20 29 29 0,21 0,33 0,17 0,30 0,25 54 4 Э Содержание растворителя, мас.%: 0,0028 0,024 0,0022 0,026 0,0024 0,03 в рафинате 0,30 0,07 0,23 в экстракте в сточнойводе 0,04 0,034 0,037 Пар, мгт/т сырья 0,38Вода техническая,м /т сырья 546 Из данных табл. видно, что регенерация растворителя предлагаемым способом по сравнению с известным позволяет снизить расход электроэнергии на 25% и расход пара - на 35; уменьшить в 1 О раз содержание растворителя в рафинате и в 4 раза в экстракте; избавиться от сточных вод, содержащих растворитель; уменьшить потери растворителя на 40% и снизить на 15% кратность растворителя сырья за счет обезвоживания растворителя и повышения при этом его растворяющей способности. В табл.2 приведены показатели регенерации фурфурола по предлагаемому способу и прототипу.Т а б л и и а предла- извест- предлагагаемому ному емому 0,06 0,27 0,07,1227649 Продолжение табл.1 Показатели Фенол-креэольная смесь Фурфурол Фенол Регенерация по способу известному 0,13 0,11 0,12 Е 1 ет Нет Нет Потери растворителя, кг/т сырья 4,3 2,2 4,0 3,1 Кратность растворителя сырью 340 400 300 250 350 300 Содержание водыв растворителе,мас.7 0,8 0,7 Нет Нет Нет компонента, мас.7 0,8 90 93 Температура подачи низкокипящего компонента, С 300 260 260 180 300 180 Таблица 2 Показатепи Способ Предлага- Прототипемый Содержание ФУРФУ"рола в рафинате,поступающем вконцевую копонну, мас.7 30 3,0 Количество сбрасываемых с установки сточных вод,содержащих растворитель, м /тсырья Количество пропана в рафинатной фазе, используемой в качестве низкокипящего предла- извест" предла- извест- предлагагаемому ному гаемому ному емому Количество низкокипящего компонента на раствор рафината, мас.Е12 1227 б 49 Продолжение табл.2. Способ Показ атели Прототип Предлагаемый 100 87 Нефтепродукт 12,2 0,8 Фурфурол 180 180 Давление регенарации, КПа 26,6 26,6 0,0022 0,007 Составитель Л. ИвановаРедактор, Л. Веселовская Техред Г,Гербер Корректор С.Шекмар Заказ 2263/27 Тираж 482. ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,. ул. Проектная, 4 Состав низкокипящего компонента, мас.7:Пропан Температура подачи низкокипящего компонента,Содержание фурфурола в рафинате после регенерации, мас.Е Из данных табл.2 видно,что предлагаемый способ обеспечивает более значительное снижение содержания фурфуро" ла в рафинате по сравнению с известным,в результате чего улучшается качество продуктов экстракции и снижаютсяпотери растворителя (до 30-407) .