Облагораживание тяжелых нефтей и природных битумов

(syncrude) перегонки нефтяного песка в товарный сорт нефти, подразумевается облегченная,

маловязкая, без недистиллируемых остатков нефть, полученная в результате облагораживания тяжелой нефти, из которой выделены тяжелые остатки. Также в канадской терминологии имеется понятие полусинтетической нефти (ПСН), ПСН — маловязкая, облегченная, с недистиллируемыми остатками, производство исключает фазу выделения тяжелых остатков.

нефтепродукты вблизи места добычи;
облагораживание вблизи от месторождения (собственно облагораживание нефти)

до уровня нефти, перерабатывающейся на обычных НПЗ;
обеспечение подвижности нефти вблизи от места добычи.

и нефтяные остатки, такие как остатки атмосферной перегонки и продукты

на их основе или с их содержанием, остатки вакуумной перегонки и продукты на их основе или с их содержанием, остатки процесса висбрекинга.
Используется только термическое воздействие и водяной пар
Не требуется катализатор или водород
Низкий уровень газообразования

ПРОЦЕСС HOUP Heavy Oil Upgrading, компания Red Mountain Energy

Применение этой технологии позволяет решить задачу транспортировки и последующей переработки тяжелой нефти путем преобразования ее в легко транспортируемую и пригодную для переработки на нефтеперерабатывающем заводе синтетическую нефть, обладающую более низкими значениями вязкости.

до 15% масс.
Сырье нагревают до температуры в интервале от на

30 °С меньше и до на 15 °С больше температуры начала термического разложения углеводородного сырья
Температура в реакционной камере № 1 на 30 °С - 50 °С больше температуры подаваемого сырья
Температура водяного пара устанавливается выше температуры в первой реакционной камере (от 500 °С до 800 °С)

Среднее время пребывания реакционной смеси в первой реакционной камере менее 0,1 секунды. Среднее время пребывания реакционной смеси во второй реакционной камере не менее 10 секунд. Кратность подачи водяного пара к сырью составляет от 0,6 до 1,5 кг водяного пара на 1 кг сырья

в диапазоне 85-95 % об
Синтетическая нефть, получа-емая компанией Red Mountain,

имеет плотность 0,9218 кг/дм3 при плотности исходной нефти - 1,0042 кг/дм3

Пёк представляет собой вязкий продукт, который может быть использован, как при производстве дорожного битума, так и различных видов печного топлива. Также пёк является отличным сырьем для газификации

Стадия реализации – пилотная установка

нефть

проводимый при пониженных давлениях (1,5–3 МПа) и температуре 470-480 ºC

с целевым назначением снижения вязкости котельного топлива, например, с получением топочного мазута.

Обычно сырьем является гудрон, тяжелые нефти, мазуты, асфальты процессов деасфальтизации. Восприимчивость сырья к висбрекингу тем выше, чем ниже температура его размягчения и чем меньше асфальтенов, нерастворимых в н-пентане. Вязкая тяжелая нефть тоже может служить сырьем для установок висбрекинга.

крекинга вязкость крекинг-остатка вначале интенсивно снижается, достигает минимума и затем

возрастает.

В исходном сырье (гудроне) основным носителем вязкости являются асфальтены «рыхлой» структуры.
При малых глубинах превращения снижение вязкости обусловливается образованием в результате термодеструктивного распада боковых структур молекул сырья – образование компактных подвижных вторичных асфальтенов меньшей ММ. Однако необходимо подчеркнуть, что общее содержание асфальтенов в продуктах висбрекинга тяжелых нефтей и природных битумов либо практически не меняется, либо происходит увеличение содержания асфальтенов
Последующее возрастание вязкости крекинг-остатка объясняется образованием продуктов уплотнения — высоковязких карбенов и карбоидов, также являющихся носителями вязкости.
Интенсивному снижению вязкости крекинг-остатка способствует повышение температуры при соответствующем сокращении продолжительности висбрекинга.
Однако: температура и продолжительность крекинга не полностью взаимозаменяемы – энергия активации для реакций распада значительно выше, чем реакций уплотнения.

P

= 4,2 МПа
Выход из П: t = 500 °С
P = 2,8 МПа
Подача сырья в К-1 (после закалки): t = 430 °С

Для предотвращения закоксовывания реакцион-ных змеевиков печей в них предусматривают подачу
турбулизатора — водяного пара на участке, где температура потока дос-тигает 430-450 °С. Также применяются специальные заслонки.

Принципиальная технологическая схема

при 100 оС - 209 сСт;
содержание асфальтенов - 12,4 %.

в продуктах по сравнению с исходным сырьем остается постоянным или

даже возрастает;
невысокий процент отбора светлых дистиллятов с температурой кипения до 200оС;
количество загрязняющих примесей (сера, металлы) остается на том же уровне, что и в исходном сырье.

Недостатки

бензино-дизельные фракции
Висбреккинг дополнен процессом термо-поликонденсации, что позволяет получать в остатке

высококачественные дорожные битумы с заданными свойствами
Термолиз идет практически вне области температур коксования

В основе процесса лежит мягкий термический крекинг в сокинг-камерах, а на ряде стадий термолиза используются технологические методы дополнительного подвода физической энергии в виде акустической кавитации - «акустический катализ» или «термоакустический висбрекинг».

– атмосферная ректифика-
ционная колонна,
4 – кавитационно-акустические
насосы,
5 –

реакционная печь,
6 – реактор термолиза,
7 – реактор термополикон-
денсации,
8 – сепаратор

При отсутствии потребности в битумах производится котельное топливо и СН,

а при их смешении – полусинтетическая нефть с плотностью менее 895 кг/м3
В зависимости от исходного содержания асфальтенов в нефти выход битумов может колебаться от 15 до 40 %

Стадия реализации – проект

разрыва длинных углеводородных молекул в среде водорода.
 
Crude oil
ultrasound
ultrasound
ultrasound
ultrasound
ultrasound
6
Процесс Nex -

Gen

в потоке тяжелой нефти, после чего пузырьки имеют тенденцию к

образованию высокой температуры и давлению, вызывающее разрушение длинной цепи тяжелых молекул углеводородов.

7

Процесс Nex - Gen

(полостей) в среде, облучаемой ультразвуком, а также эффекты, возникающие при

их взаимодействии со средой и с акустическим полем.

8

газа;

Mixer – смеситель;
Low Frequency - Низкая частота;
High Frequency - Высокая

частота.

Separator – сепаратор;
To distillation- перегонка;

Где,

Pamp- насос;

9

Процесс Nex - Gen

подачей в зону контакта с горячим песком
Характеризуется низкой температурой и

давлением
Образовавшийся на твердом теплоносителе кокс сжигается с получением тепловой энергии

50-60%
Повышение индекса API на 7-16 градусов (45 – 115 кг/м3)

по сравнению с исходной нефтью

Стадия реализации – пилотная установка

применяются в России и в мире. Экспортные сорта нефти.
Производство синтетической

и полусинтетической нефти в Канаде.
Производство синтетической и полусинтетической нефти в Южной Америке.
Канадская технология облагораживания тяжелых нефтей и битумов «HTL» (Heavy To Light).
Канадская технология облагораживания тяжелых нефтей «TRU» (Thermal Reagentbased Upgrading)
Современные технологии облагораживания нефти на основе термических превращений тяжелого сырья.
История развития технологий термического крекинга в России и мире.
Физико-химические основы термического крекинга нефтяного сырья.
Закономерности и особенности термических превращений различных классов углеводородов входящих в состав нефти.
Реакторы для термических превращений нефтяного сырья.
Особенности компонентного и химического состава продуктов термического крекинга.
Влияние компонентного состава сырья на интенсивность и глубину процессов термохимолиза.
Современные технологические процессы на основе технологии висбреккинга.
Развитие технологии висбрекинга для уменьшения вязкости тяжелых нефтей.
Управление глубиной термохимических превращений посредством изменения основных параметров технологического процесса.