El desasfaltado de propano es un proceso de eliminación de sustancias de alquitrán- asfalteno de alto peso molecularde los productos residuales de la refinación de petróleo basado en el hecho de que el propano, como precipitante , coagula y arrastra una parte de las sustancias de alquitrán-asfalteno, que posteriormente se eliminan de la unidad. con betún desasfaltanteEl producto objetivo de este proceso es el aceite desasfaltado. El método más común para desasfaltar residuos de aceite.
La primera planta de desasfaltado de propano se puso en funcionamiento en 1934 en EE . UU. [1] . En la URSS, el proyecto de una instalación industrial se desarrolló en 1949 en base a los materiales del trabajo del GrozNII " Groznefteproekt ", y a escala industrial por primera vez se lanzó esta instalación en la Refinería Novokuibyshevsk en 1952. En 1953-1954, las instalaciones se pusieron en funcionamiento en las refinerías de petróleo de Grozny , Bakú y Novo-Ufimsk [2] . Inicialmente, el proceso de desasfaltado se realizaba únicamente sobre alquitranes de aceites resinosos, pero posteriormente se empezó a utilizar el desasfaltado para obtener aceites residuales a partir de aceites bajos en alquitrán [3] .
Los métodos existentes para la extracción de sustancias de alquitrán-asfalteno de productos derivados del petróleo se pueden dividir en 4 grupos [4] :
El proceso de desasfaltado por el método de los solventes consiste en que en presencia de alcanos de bajo peso molecular u otros precipitantes, respecto de los cuales los asfaltenos son liófobos , estos precipitantes coagulan y arrastran parte de las sustancias resinoso-asfaltenicas en forma de solvatos. capas. El desasfaltado con propano pertenece a este grupo de métodos [4] .
Los métodos de adsorción utilizan un lecho móvil adsorbente con etapas separadas de adsorción y desorción a 65°C. El desasfaltado catalítico térmico es la precipitación de asfaltenos bajo presión y temperatura elevada en presencia de un catalizador (por ejemplo , cloruros metálicos ) e hidrógeno . Los métodos químicos se basan en el tratamiento de productos derivados del petróleo con ácidos minerales , sulfuro de hidrógeno , etc. [4] .
El desasfaltado más utilizado con disolventes orgánicos ligeros, en particular, propano [5] .
El objetivo del proceso de desasfaltado de residuos petrolíferos es extraer disueltos y dispersos en ellos compuestos resinosos- asfaltenos de alto peso molecular . El producto objetivo del proceso es el aceite de desasfaltado y el subproducto es el betún de desasfaltado ( asfaltita ) [6] . En el proceso de desasfaltado ocurren simultáneamente 2 procesos [5] :
El producto objetivo (petróleo desasfaltado) se caracteriza por una menor capacidad de coquización (0,8–1,3 %), menor densidad (895–930 kg/m3 ) y una viscosidad de 18–26 mm2 / s (a 100 °C) [6] .
La materia prima (residuo de aceite) es bombeada por la bomba 17 a través del calentador de vapor 2 hasta la parte media de la columna de desasfaltado 3 (en algunas plantas, antes de que la materia prima ingrese al calentador 2, se introduce propano usando un mezclador para evitar golpes de ariete ) [ 6] .
El propano licuado tomado del receptor 7 por la bomba 18 es enviado a través del calentador de vapor 1 a la parte inferior de la columna 3. En la parte media entra en contacto con las materias primas más calentadas que descienden y el recirculador interno en la parte superior. caudal. En la zona de contacto hay bandejas de tipo persiana o de embalaje. Para una distribución uniforme en la sección transversal de la columna de desasfaltado, el residuo de aceite y el propano se introducen en ella a través de distribuidores tubulares con un gran número de orificios hacia abajo para las materias primas y hacia arriba para el propano [6] .
Antes de salir de la columna 3, la solución de aceite desasfaltado se calienta en el calentador integrado superior 4 y se deposita en la parte superior de la columna a partir de las fracciones pesadas liberadas durante el calentamiento . Después de pasar por el regulador de presión, esta solución ingresa al evaporador 8, que se calienta con vapor a baja presión, y luego al evaporador 9, que se calienta con vapor a alta presión. En el camino desde la columna 3 hasta el evaporador 8, parte del propano pasa al estado de vapor debido a la ebullición asociada con una disminución de la presión de 4,0 a 2,4 MPa. La solución de aceite desasfaltado que sale del evaporador 9, que no contiene más del 6% de la masa de propano, se trata en la columna de separación 12 con vapor abierto . Por la parte superior de esta columna, sale una mezcla de propano y vapor de agua, y por la parte inferior, el aceite desasfaltado terminado es enviado por la bomba 19 a través del enfriador 15 al tanque [6] .
La solución bituminosa que sale de la columna de desasfaltado desde abajo fluye continuamente a través del regulador de flujo hacia el serpentín del horno 10, en cuya salida la mayor parte del propano se encuentra en estado de vapor. Los vapores se separan del líquido en el separador horizontal 11. Los residuos de propano se depuran con vapor abierto en la columna de decapado de betún 13. El betún de desasfaltado se bombea desde el fondo de esta columna mediante una bomba de pistón 20 y se envía al enfriador. 16 [6] .
Los vapores de propano a alta presión después de salir de los aparatos 8, 9 y 11 entran en los condensadores - refrigeradores 5 y 5a. El propano licuado se recoge en el receptor 7. En los condensadores-refrigeradores 5 y 5a, el vapor de propano se condensa bajo una presión de 1,7-1,8 MPa. El vapor de propano a baja presión después de salir de las columnas de extracción 12 y 13 en una mezcla con vapor de agua ingresa al condensador de mezcla 14, donde se libera del vapor de agua y luego, después de pasar la gota 22, es comprimido por el compresor 21 y enviado a el condensador-refrigerador 6. Las pérdidas de propano se compensan suministrándolo desde el exterior al receptor 7 [6] .
El consumo específico de propano técnico en las unidades de desasfaltado de una sola etapa es de 2 a 4 kg por tonelada de alquitrán procesado [6] .
Este esquema tecnológico describe una planta de desasfaltado de una sola etapa, sin embargo, también existe un proceso de dos etapas, que se diferencia en que a la salida se obtienen dos productos de desasfaltado de diferente viscosidad, mientras que el rendimiento puede aumentar hasta en un 30% [6] .
El desasfaltado es un proceso en fase líquida que se lleva a cabo en columnas de desasfaltado a una sobrepresión de 3,7–4,4 MPa y en un rango de temperatura estrecho [6] :
La proporción del solvente a la materia prima (por volumen) es (5-8):1 [6] .