Принципиальные технологические схемы установок деасфальтизации пропаном
Промышленные установки деасфальтизации остаточного сырья могут быть одно- и двухступенчатыми. При переработке гудронов по двухступенчатой схеме получают два деасфальтизата разной вязкости; их суммарный выход больше, чем деасфальтизата, вырабатываемого из того же сырья на одноступенчатой установке. Эксплуатируются установки мощностью по сырью от нескольких сотен до нескольких тысяч тонн в сутки. На высокомощных установках сырье деасфальтируют в двух и более параллельно действующих колоннах.
Одноступенчатая деасфальтизация пропаном. На одноступенчатой установке остаточное сырье (гудрон, концентрат) насосом подается через паровой подогреватель в деасфальтизационную колонну. На некоторых установках в сырье перед входом в подогреватель вводят некоторое количество пропана во избежание гидравлического удара используют смеситель. Применяют также колонны с двумя и тремя вводами сырья и пропана. Сниженный пропан, забираемый из приемника насосом подается через паровой подогреватель в нижнюю часть колонны. В средней ее части пропан в восходящем потоке контактирует с опускающимися более нагретым сырьем и внутренним рециркулятом.
Раствор деасфальтизата с основным количеством пропана нагревается в зоне парового подогревателя, отстаивается и выводится сверху колонны. После снижения давления при помощи регулятора давления РД примерно до 2,4 МПа (24 кгс/см2) этот раствор поступает в горизонтальный испаритель, обогреваемый водяным паром низкого давления, а затем в испаритель, обогреваемый паром повышенного давления. Давление в аппарате ниже, а температура выше, чем в аппарате. Часть пропана переходит в парообразное состояние вследствие снижения давления. Деасфальтизат, выходящий из испарителя и содержащий относительно небольшое количество пропана (обычно не более 6%) обрабатывается в отпарной колонне открытым водяным паром. Сверху этой колонны уходит смесь пропановых и водяных паров, а снизу - готовый деасфальтизат, который насосом откачивается через холодильник в резервуар. Полноту удаления пропана контролируют по температуре вспышки деасфальтизата.
Битумный раствор по выходе снизу колонны нагревается в змеевиках печи, где испаряется значительная часть пропана. Пары отделяются от жидкости в сепараторе, работающем под тем же давлением, что и испаритель. Остатки пропана отпаривают открытым водяным паром в битумной отпарной колонне. Битум деасфальтизации откачивают снизу этой колонны насосом. На некоторых установках битумный раствор до поступления в змеевики печи подогревают в теплообменнике.
Пары пропана высокого давления из испарителей и сепаратора поступают (на многих установках через отбойник) в конденсаторы-холодильники. Сжиженный пропан собирается в приемнике. Отбойник служит для отделения от паров пропана увлеченных капелек жидкости. В конденсаторе-холодильнике пары пропана конденсируются под давлением, близким к рабочему давлению в аппаратах. т.е. при 1,7-1,8 МПа (17-18 кгс/см2). Этим достигается без применения компрессора необходимый температурный перепад между теплоотдающей и охлаждающей средами. На некоторых установках пары пропана, выходящие из сепаратора, после прохождения каплеотбойника являются теплоносителем для одного из испарителей. Пары пропана низкого давления, выходящие в смеси с водяным паром из отпарных колонн, освобождаются от водяного пара в конденсаторе смешения, после чего, пройдя каплеотбойник, они сжимаются компрессором и направляются в конденсатор-холодильник. Потери пропана восполняют подачей его извне в приемник.
Если пропан вводится в колонну через два распределителя, то порцию пропана. направляемую в вышерасположеный распределитель, предварительно нагревают до более высокой температуры (например, до 75С), чем порцию, подаваемую через клапан части сжатых паров пропана в верхнюю зону конденсатора, чтобы не допустить понижения давления в нем ниже атмосферного тем самым избежать проникания в него воздуха и образования взрывоопасной смеси. На многих установках имеется колонна щелочной очистки пропана. Удаляя щелочным раствором сероводород из циркулирующего на установке пропана, уменьшают коррозионный износ аппаратов и трубопроводов. Нередко на линии отвода битумного раствора из колонны располагают регулятор расхода. Во избежание прогара труб змеевиков печи очень важно обеспечить непрерывное поступление в них достаточного количества этого раствора. Трубчатая печь ограждена противопожарной стеной (браидмауэром).
В результате деасфальтизации указанных видов сырья вязкость деасфальтизата уменьшается в 5-6 раз по сравнению с вакуумным остатком.
Двухступенчатая деасфальтизация пропаном. В битумах деасфальтизации, получаемых при одноступенчатой деасфальтизации концентратов и гудронов, содержится довольно много ценных компонентов - парафино-нафтеновых и малоциклических ароматических углеводородов. Извлекая их из битумов деасфальтизации во второй ступени деасфальтизации, можно существенно увеличить ресурсы сырья для производства высоковязких остаточных масел. Кроме того, располагая двумя деасфальтизатами разной вязкости (при 100С: на I ступени от 18 до 23 мм2/с, на II ступени — более 40 мм2/с), можно расширить ассортимент товарных остаточных масел. Поэтому на некоторых заводах внедрен процесс двухступенчатой деасфальтизации. В колонне деасфальтизации II ступени поддерживают меньшие температуру и давление, чем в колонне I ступени; кратность же пропана к сырью для II ступени значительно больше.
Колонны деасфальтизации на двухступенчатой установке соединены. Насос для подачи битумного раствора во вторую колонну не требуется, так как давление в первой колонне выше. Пропан из растворов деасфальтизатов I и II ступеней регенерируют раздельно. Деасфальтизаты II ступени содержат значительное количество ароматических углеводородов. Масла из деасфальтизата I ступени после очистки его фенолом и депарафинизации имеют индекс вязкости 80-90 и коксуемость 0,3-0,4%; масла из деасфальтизата II ступени - соответственно 77-90 и 0,8-1,2%. Приведенные данные - частный случай, поскольку вообще показатели качества масел зависят от вида сырья, глубины селективной очистки и депарафинизации.
Потери технического пропана на промышленных установках одноступенчатой деасфальтизации равны 2-3 кг/т перерабатываемого гудрона; на двухступенчатых установках они выше. Расход топлива, сжигаемого в топке печи, составляет (в зависимости от качества сырья, глубины его деасфальтизации. содержания пропана в битумном растворе, вида топлива и т.д.) 15-30 кг/т гудрона. Для установок деасфальтизации характерен большой расход водяного пара, доля затрат на пар достигает нередко 50% от общей суммы эксплуатационных расходов. На некоторых установках паровой привод сырьевого насоса заменен на электрический.
