Усовершенствованное отделение твердых асфальтенов от тяжелых жидких углеводородов с использованием нового устройства и способа ("ias") - RU2015140670A

1. Усовершенствованный способ отделения асфальтенов, включающий этапы:

a. смешивают с растворителем целевое исходное сырье;

b. вводят смесь исходное сырье/растворитель вблизи верха сепаратора, имеющего три части, находящиеся в проточном сообщении и разнесенные вертикально:

i. верхнюю секцию,

ii. среднюю секцию и

iii. нижнюю секцию;

c. вводят свежий растворитель в среднюю секцию;

d. вводят свежий растворитель в нижнюю часть нижней секции;

e. выводят раствор богатый ДАН растворитель/ДАН вблизи верха верхней секции; и

f. выводят суспензию дисперсного твердого осадка асфальтенов и растворителя из выпуска вблизи или у дна нижней секции.

2. Способ по п. 1, где перемещение твердого осадка асфальтенов через сепаратор регулируют посредством управления потоками растворителя:

a. в верхней секции, где существует достаточное взаимодействие растворитель/смесь, чтобы обеспечивать существенное выведение ДАН из осадка, перемещением осадителя управляют посредством балансирования притока растворителя смеси исходное сырье/растворитель и чистого растворителя из средней секции по отношению к оттоку растворителя при выведении ДАН богатого ДАН растворителя/ДАН, одновременно давая возможность твердым частицам осажденных асфальтенов падать под действием силы тяжести через верхнюю секцию в среднюю секцию;

b. в средней секции добавляют растворитель с достаточным объемом, давлением и направленным потоком для:

i. обеспечения некоторого восходящего потока чистого растворителя в верхнюю секцию, достаточного для предотвращения нисходящего потока смеси ДАН/растворитель через среднюю секцию, но недостаточного для предотвращения нисходящего перемещения частиц твердого осадка асфальтенов через среднюю секцию;

ii. обеспечения в средней секции тщательного смешивания чистого растворителя с падающими вниз частицами твердого осадка асфальтенов; и

iii. обеспечения притока растворителя в нижнюю секцию, сонаправленного с сухими частицами твердых асфальтенов; и

с. в нижней секции добавляют растворитель вблизи дна этой секции в достаточном объеме для управления некоторым противоположно направленным потоком растворителя в суспензии твердых асфальтенов, образуемой по мере того, как частицы твердого осадка асфальтенов падают на дно технологического сосуда, и для обеспечения достаточного количества растворителя, чтобы обеспечить возможность получения суспензии на выпуске у или вблизи дна нижней секции сосуда.

3. Способ по п. 1 с управляемым оттоком через выпуск в верхней боковой стенке нижней секции для выведения обедненного растворителя из нижней секции.

4. Способ по п. 2 с добавленным этапом управления потоком, на котором также управляют оттоком обедненного растворителя из нижней секции.

5. Способ по п. 2, где возможности массопереноса для отделения ДАН от твердого осадка асфальтенов увеличивают за счет обеспечения повышенного контакта растворитель/твердая фаза, который осуществляют, управляя:

a. эффектами смешивания в средней секции за счет управления по меньшей мере одним из: объемов, давления или направления притока растворителя;

b. эффектами смешивания в сосуде за счет управления противоположно направленными потоками растворителя; и

c. продолжительностью промывания частиц асфальтенов растворителем за счет управления потоками растворителя и противоположно направленными потоками и скоростями нисходящего падения асфальтенов через сосуд.

6. Способ по п. 1, в котором в результате смешивания целевого исходного сырья и растворителя на этапе (а) выпадает сухой твердый осадок асфальтенов, так что смесь исходное сырье/растворитель, введенная в сепаратор на этапе (b), включает:

a. раствор растворитель/ДАН,

b. суспензию твердых асфальтенов.

7. Способ по п. 3, где растворитель, используемый для смешивания с целевым исходным сырьем, отбирают из управляемого выпуска, который выводит обедненный растворитель из верхней части нижней секции, и причем этот обедненный растворитель вводят в целевое исходное сырье перед тем, как смесь поступает в сепаратор.

8. Способ по п. 3, где обедненная смесь растворителя содержит ДАН, извлеченный из осадка в нижней секции, а растворитель извлекают у или вблизи верха нижней секции, и причем этот обедненный растворитель вводят в целевое исходное сырье перед тем, как смесь поступает в сепаратор.

9. Способ по п. 1, где скорость осаждения твердых частиц является такой, что продукт богатый ДАН растворитель/ДАН увлекает <10 мас. % твердых асфальтенов в целевом исходном сырье через среднюю секцию.

10. Способ по п. 1, где общее массовое отношение растворителя к нефти составляет <4:1.

11. Способ по п. 1, где отношение растворителя к нефти в зоне разделения верхней секции составляет <4:1.

12. Способ по п. 1, где отношение растворителя к нефти в зоне смешивания в средней секции составляет <10:1.

13. Способ по п. 1, где отношение растворителя к нефти в нижней зоне составляет <10:1.

14. Способ по п. 1, где относительное содержание ДАН в обедненном растворителе циркуляционного потока составляет <1,0%.

15. Способ по п. 1, где относительное содержание ДАН в твердом асфальтеновом продукте составляет менее 5 мас. %.

16. Способ по п. 1, дополняемый следующими этапами:

а. выведенную суспензию диспесного твердого осадка асфальтенов и растворителя обрабатывают в низкотемпературном инерционном сепараторном блоке (ISU), создающем поток сухих твердых асфальтенов и поток извлеченного растворителя; и

b. поток богатого ДАН растворителя/ДАН направляют в блок очистки для создания потока продукта ДАН и потока извлеченного растворителя.

17. Усовершенствованный сепаратор твердых асфальтенов, включающий:

a. верхнюю секцию, которая включает

i. средство для приема смеси целевого исходного сырья и растворителя;

ii. средство для выведения богатой ДАН смеси ДАН/растворитель;

iii. средство для выведения суспензии твердых асфальтенов; и

b. среднюю секцию:

i. функционально связанную с верхней и нижней секцией, со

ii. средствами для приема свежего растворителя для

1. смешивания для обеспечения дополнительного массопереноса в средней секции;

2. обеспечения достаточного потока растворителя в верхнюю секцию для обеспечения дополнительного массопереноса и для предотвращения нисходящего потока ДАН, при обеспечении возможности нисходящего потока материалов, состоящего по существу из осадка твердых асфальтенов;

3. некоторого нисходящего потока растворителя; и

c. нижнюю секцию:

i. функционально связанную со средней секцией для приема нисходящих потоков растворителя, вводимого в среднюю секцию, и для приема нисходящего потока осадка твердых асфальтенов из верхней секции через среднюю секцию и в нижнюю секцию, со:

1. средствами для приема свежего растворителя на или вблизи дна нижней секции с расходами растворителя, достаточными для противотока нисходящему потоку материалов из верхней секции; и

2. средствами для удаления твердых асфальтенов из текущих вниз материалов вместе с некоторым количеством растворителя.

18. Сепаратор по п. 17 с управляемым выпуском для выведения обедненного растворителя из верхней части нижней секции.

19. Сепаратор по п. 18, где обедненный растворитель, выведенный из нижней секции, рециркулируется для смешивания с целевым исходным сырьем перед тем, как смесь поступает в сепаратор.

20. Сепаратор по п. 17, где внутренняя геометрическая форма средней секции имеет меньший диаметр, чем верхняя и нижняя секции.

21. Сепаратор по п. 17 со средней секцией, имеющей диаметр между примерно 8-55% диаметра верхней секции.

22. Сепаратор по п. 17, где верхняя секция имеет коническую нижнюю часть с боковинами, сужающимися внутрь у ее нижнего торца, с откосом более 55 градусов от горизонтали (предпочтительно свыше 75 градусов).

23. Сепаратор по п. 17, где нижняя секция имеет коническую нижнюю часть с боковинами, сужающимися внутрь у ее нижнего торца, с откосом более 55 градусов от горизонтали (предпочтительно свыше 75 градусов).

24. Сепаратор по п. 17, где введение смеси исходное сырье/растворитель происходит через боковую стенку вблизи, но ниже верха упомянутой секции.

25. Сепаратор по п. 17, где имеется выпуск из верха верхней секции, функционально связанный с внешним трубопроводом и с текучей средой в секции, для выведения смеси ДАН/растворитель.

26. Сепаратор по п. 19, где введение циркуляционного растворителя происходит через боковую стенку вблизи середины упомянутой секции.

27. Сепаратор по п. 17, где противоположно направленный поток растворителя в средней секции, ближайшей к верхней части, является таким, что предотвращается поступление материалов смеси ДАН/растворитель в среднюю секцию и далее в нижнюю секцию; при этом противоположно направленный поток у верха средней секции не должен производить эффект полного предотвращения нисходящего потока осадителя твердых асфальтенов; при этом остальные эффекты потока растворителя в средней секции представляют собой смешивание нового растворителя с осадителями асфальтенов и могут дополнять долю растворителя в нижней секции.

28. Сепаратор по п. 17 в едином сосуде.

29. Сепаратор по п. 17 из нескольких взаимозависимых компонентов, отделенных друг от друга, но работающих вместе с одновременными сонаправленными и противоположно направленными потоками материалов при функционировании.

30. Сепаратор по п. 17, где зона смешивания средней секции имеет длину от 3 дюймов до сотен футов.