СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛОЙ НЕФТИ И/ИЛИ ПРИРОДНОГО БИТУМА

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам переработки тяжелых нефтей, природных битумов, тяжелых нефтяных остатков.

Известен способ переработки нефти, где нефть, перерабатываемая в ректификационной колонне, подвергается воздействию электромагнитных колебаний / Патент РФ №2298027 МПК B01D, B01J, C10G. Способ фракционирования углеводородного сырья и установка для его осуществления / Н.Г. Шляхтин. - 2007/.

Недостатком данного способа является сложность в аппаратурном оформлении и энергоемкость.

Известен также способ переработки тяжелой высоковязкой нефти, включающий подготовку нефти, разделение ее на фракции, получение товарных продуктов, см. RU Заявка №2002105657, МПК ⁷ C10G 7/00, 2003 г.

Недостатками данного способа является малое количество получаемых дистиллятных фракций.

Наиболее близкой по технической сущности является способ переработки тяжелой нефти и/или природного битума, включающий ее разделение на дистиллятные и остаточные фракции, использование последних в качестве котельного топлива и битумной продукции; перед разделением поток тяжелой нефти и/или природного битума делят на основной, идущий на разделение, и дополнительный поток, направляемый на компаундирование с дистиллятными фракциями, выделяемыми из основного потока, с получением «синтетической» нефти, см. RU Патент №2364616, МПК C10G 7/00 (2006.01), C10G 7/06 (2006.01), C10C 3/06 (2006.01), 2009.

Недостатком данного изобретения является недостаточный выход дистиллятных фракций, « н.к. - 360°C» составляет 39 об.%.

Задачей изобретения является увеличение выхода дистиллятных фракций при разделении тяжелой нефти и/или природного битума.

Техническая задача решается способом переработки тяжелой нефти и/или природного битума, включающим разделение сырья на дистиллятные и остаточные фракции, в котором разделение осуществляют подачей нагретого сырья в испаритель под давлением 10÷15 атм. и распыливанием его через форсунку по направлению снизу вверх.

Решение технической задачи позволяет при переработке тяжелой нефти и/или природного битума увеличить выход дистиллятных фракций «н.к. - 360°C», по сравнению с прототипом, на 14÷17 об.%, а остаточные фракции с высоким содержанием асфальтосмолистых соединений использовать в качестве сырья для производства товарных битумов.

Способ переработки тяжелой нефти и/или природного битума осуществляют в цилиндрическом вертикальном аппарате - испарителе И-1, оснащенном патрубками: для подачи сырья 1, вывода парожидкостной смеси 2 и отвода остаточных фракций 3. Внутри испарителя по его центру установлена форсунка 4, которая снабжена направляющими для подачи жидкости снизу вверх и расположена в выходной части патрубка подачи сырья в испаритель. Для поддержания в испарителе необходимой температуры используется электронагрев 5, см. Фиг.1. Разделение тяжелой нефти и/или природного битума на дистиллятные и остаточные фракции осуществляют подачей нагретого сырья в испаритель под давлением 10÷15 атм. и распыливанием через форсунку по направлению снизу вверх, что позволяет легким фракциям, заключенным в каплях, диффундировать к поверхности капли и испаряться.

Испарению с поверхности капли способствует обдув капель парами нефтепродукта, поднимающимися снизу вверх. Переходу легких фракций в паровую фазу из крупных капель способствует градиент температуры, устанавливающийся между паровой фазой и поверхностью капель с испаряющимися фракциями нефтяного сырья. Этот температурный градиент способствует конвективному массообмену между жидкой и паровой фазами, сопоставимому с диффузионным переносом. В результате этого увеличивается степень испарения компонентов тяжелой нефти и/или природного битума.

Кроме того, данный способ позволяет за счет перемещения форсунки по высоте испарителя регулировать унос жидкой фазы, максимальное значение которого определяется допустимой вязкостью.

Установка для переработки тяжелой нефти и/или природного битума, см. Фиг. 2.

Тяжелую нефть и/или природный битум, а также их смесь в соотношении 1:1 из емкости Е-1 насосом Н-1 прокачивают через печь П-1, где она нагревается до температуры 360°C и под давлением 10÷15 атм. поступает в аппарат - испаритель И-1.

В результате перепада давления происходит диспергирование потока из форсунки на мельчайшие капли, с поверхности которых происходит испарение легких фракций.

Паровая фаза из испарителя И-1 проходит водяной холодильник Х-1, где конденсируется и собирается в сборнике Е-2, остаточные фракции проходят через водяной холодильник Х-2, где их охлаждают и собирают в сборнике Е-3.

По заявляемому способу, с использованием указанной на Фиг. 2 установки, была осуществлена переработка тяжелой нефти плотностью 905 кг/м³, см. пример №1, природного битума плотностью 940 кг/м³ (аналогично, что и по прототипу), см. пример №2, а также смеси тяжелой нефти с природным битумом плотностью 925 кг/м³, см. пример 3.

Полученные показатели по переработке тяжелой нефти, природного битума и смеси тяжелой нефти с природным битумом представлены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, заявляемый способ переработки тяжелой нефти, природного битума и смеси тяжелой нефти с природным битумом позволяет увеличить выход дистиллятных фракций «н.к. - 360°C» по сравнению с прототипом на 14÷47 об.%.

Показатели остаточных фракций указанных видов перерабатываемого сырья (выше 360°C) с возможностью их использования в качестве битумной продукции представлены в таблице 2. Для сравнения в таблице приведены также нормы для марок битумов БНД 60/90 и БНД 40/60.

Как следует из таблицы 2, остаточные фракции (выше 360°C) при переработке тяжелой нефти и/или природного битума наиболее близки к вязкому дорожному битуму марки БНД 40/60 (за исключением температуры размягчения).

Модифицированием остаточных фракций возможно доведение значений всех показателей до полного соответствия указанным маркам битума.

Таким образом, заявляемый способ переработки тяжелой нефти и/или природного битума по сравнению с прототипом позволяет увеличить выход дистиллятных фракций «н.к. - 360°C» на 14÷17 об.%, а остаточные фракции (выше 360°C) использовать в качестве сырья для производства товарных битумов.