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超临界萃取技术

发布日期:2013-04-21 
 
一、概述
本项目利用超临界萃取技术,通过耦合萃余残渣造粒实现重质油深度梯级分离。溶剂萃取分离后的沥青相中引入分散溶剂,使沥青相在气固分离器中快速相变被强化分散为固体颗粒,而溶剂气化为气体,从而实现沥青与溶剂的低温分离,并且沥青微粒尺寸可调可控;本技术的分离方法还包括对重质油原料进行三级分离,对从重质油原料中分离出的脱沥青油,利用超临界萃取处理,进一步分离出轻脱油(DAO)中的胶质成分,最大限度地提高轻脱油的收率和品质。本技术的工艺及系统利用常压低温气固分离器替代高温高压的加热炉,并省去胶质分离塔进料加热或换热装置,简化了工艺流程,降低了设备投资。
二、技术原理及应用情况
该技术所使用的分离方法可以是二级分离,将沥青分离出来并通过喷雾造粒分散成为所要求的微粒,同时得到脱沥青油。对于“超重”的重质油,可以通过三级分离对脱沥青油进一步分离成轻脱油和胶质,以改善脱沥青油的性质,同时获得最大的轻脱油收率。其技术原理为:溶剂萃取分离出的脱沥青油与超临界溶剂混合,并与轻脱油逆流接触,分离出胶质而得到轻脱油,加热该轻脱油使其中溶剂处于超临界状态,实现溶剂与轻脱油分离。
三、技术优势
    传统的溶剂脱沥青三级分离过程,脱沥青油的质量控制方法是脱沥青油经换热器加热升温,使DAO中的胶质在二级分离器中沉降下来,其分离效率仅为1个平衡级,对从重质原料中得到的较差的DAO质量改善不大。本技术从两个方面改进分离效果,一是脱沥青油与超临界溶剂的直接混合加热,二是超临界溶剂回收塔底部循环部分温度较高的轻脱油到胶质分离塔上部,通过传热传质形成由底部到顶部温度升高的温度梯度,改善胶质与DAO的分离选择性,所以应用本技术可显著改善DAO质量的同时,还可以去掉传统溶剂脱沥青三级分离过程胶质分离塔的复杂换热系统,不但减少设备投资,还可降低操作费用。
四、技术水平
    该技术达到国际先进水平,获得中国专利、美国专利、法国专利和加拿大专利。
五、应用实例
1、胜利原油减压渣油(沸点>520℃)脱沥青萃取过程。
选用一定组成的混合溶剂,采用三级分离方式,将原料分离成脱沥青油、胶质和硬沥青粉末。
原料和脱沥青油、胶质及脱沥青油的性质如下:
 
收率
Wt%
残炭
Wt%
密度
(20)
g/cm3
软化点
C7沥青质Wt%
Mn
H/C
元素含量
N
Wt%
S
Wt%
Ni
µg/g
V
µg/g
原料
100
16.0
0。9724
42
2.2
967
1.58
0.95
3.01
55.7
5.3
DAO
65。0
6.6
0.9600
 
0.0
740
1.70
0.51
2.24
28。5
1。8
Resin
20.2
15.0
0.9991
 
<0.1
903
1.50
0.90
3.41
51.6
5.5
Asp。
14.8
45。0
1.0250
200
13.7
5515
1.35
1.70
5。14
172
12.8
 
2、加拿大Athabasca Bitumen Pitch,是从油砂中提取的油砂沥青的减压渣油(沸点>524℃),20℃密度高达1.0596 g/cm3,软化点高达80℃,C7沥青质高达18.1 Wt%,是“超重”原料的典型代表。
选用合适的溶剂组成,对其进行二级分离,将原料分离成脱沥青油和硬沥青粉末。
原料及产物收率性质见下表:
 
收率
Wt%
残炭
Wt%
密度
(20)
g/cm3
软化点
C7沥青质Wt%
元素含量
N
Wt%
S
Wt%
Ni
µg/g
V
µg/g
原料
100
24。9
1.0596
80
18.1
0.63
6.05
104
280
DAO
61。88
11。85
0.9990
 
0.2
0.50
4.89
39.1
85.4
Asp。
38.12
42.6
1.0600
150
58.4
1.06
7。74
293
746
 
3、加拿大Athabasca Bitumen Pitch,原料性质同实例2。选用合适的溶剂组成,对其进行三级萃取分离,将原料分离成脱沥青油、胶质和硬沥青粉末。
原料及产物收率性质见下表:
 
收率
Wt%
残炭
Wt%
密度
(20)
g/cm3
软化点
C7沥青质Wt%
元素含量
N
Wt%
S
Wt%
Ni
µg/g
V
µg/g
原料
100
24.9
1。0596
80
18。1
0.63
6。05
104
280
DAO
69.7
11.7
0。9964
 
0。5
0.4
4.94
49.0
94.0
Resin
13.8
35.0
1.0154
42
5。9
0。98
6.46
171
421
Asp.
16.5
56.0
1.0890
>200
85.4
1.1
7.80
310
750
六、合作方式
    技术服务、联合开发。
中国石油大学(北京)具有较强的科研团队和完备的研究手段,可针对某一特定原料,展开实验室研究、中试研究,在此基础上,给出工业设计所需数据包,会同设计单位完成该技术工业装置的设计工作,并可完成装置开工指导、人员培训、操作条件优化等工作。
七、市场前景及效益分析
    随着原油储量的不断减少,重质原油的开采量与日俱增,给重质原油的加工利用提出新的课题,传统的加工方式已不能很好适应重质原油的加工需求。超临界萃取梯级分离技术,在重质原油的加工利用方面取得新的突破,尤其对“超重”原油,更彰显其传统加工方式所无法比拟的技术优势。
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