一、概述
本項(xiàng)目利用超臨界萃取技術(shù)，通過(guò)耦合萃余殘?jiān)炝?shí)現(xiàn)重質(zhì)油深度梯級(jí)分離。溶劑萃取分離后的瀝青相中引入分散溶劑，使瀝青相在氣固分離器中快速相變被強(qiáng)化分散為固體顆粒，而溶劑氣化為氣體，從而實(shí)現(xiàn)瀝青與溶劑的低溫分離，并且瀝青微粒尺寸可調(diào)可控；本技術(shù)的分離方法還包括對(duì)重質(zhì)油原料進(jìn)行三級(jí)分離，對(duì)從重質(zhì)油原料中分離出的脫瀝青油，利用超臨界萃取處理，進(jìn)一步分離出輕脫油（DAO）中的膠質(zhì)成分，最大限度地提高輕脫油的收率和品質(zhì)。本技術(shù)的工藝及系統(tǒng)利用常壓低溫氣固分離器替代高溫高壓的加熱爐，并省去膠質(zhì)分離塔進(jìn)料加熱或換熱裝置，簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了設(shè)備投資。
二、技術(shù)原理及應(yīng)用情況
該技術(shù)所使用的分離方法可以是二級(jí)分離，將瀝青分離出來(lái)并通過(guò)噴霧造粒分散成為所要求的微粒，同時(shí)得到脫瀝青油。對(duì)于“超重”的重質(zhì)油，可以通過(guò)三級(jí)分離對(duì)脫瀝青油進(jìn)一步分離成輕脫油和膠質(zhì)，以改善脫瀝青油的性質(zhì)，同時(shí)獲得最大的輕脫油收率。其技術(shù)原理為：溶劑萃取分離出的脫瀝青油與超臨界溶劑混合，并與輕脫油逆流接觸，分離出膠質(zhì)而得到輕脫油，加熱該輕脫油使其中溶劑處于超臨界狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)溶劑與輕脫油分離。
三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)
傳統(tǒng)的溶劑脫瀝青三級(jí)分離過(guò)程，脫瀝青油的質(zhì)量控制方法是脫瀝青油經(jīng)換熱器加熱升溫，使DAO中的膠質(zhì)在二級(jí)分離器中沉降下來(lái)，其分離效率僅為1個(gè)平衡級(jí)，對(duì)從重質(zhì)原料中得到的較差的DAO質(zhì)量改善不大。本技術(shù)從兩個(gè)方面改進(jìn)分離效果，一是脫瀝青油與超臨界溶劑的直接混合加熱，二是超臨界溶劑回收塔底部循環(huán)部分溫度較高的輕脫油到膠質(zhì)分離塔上部，通過(guò)傳熱傳質(zhì)形成由底部到頂部溫度升高的溫度梯度，改善膠質(zhì)與DAO的分離選擇性，所以應(yīng)用本技術(shù)可顯著改善DAO質(zhì)量的同時(shí)，還可以去掉傳統(tǒng)溶劑脫瀝青三級(jí)分離過(guò)程膠質(zhì)分離塔的復(fù)雜換熱系統(tǒng)，不但減少設(shè)備投資，還可降低操作費(fèi)用。
四、技術(shù)水平
該技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，獲得中國(guó)專(zhuān)利、美國(guó)專(zhuān)利、法國(guó)專(zhuān)利和加拿大專(zhuān)利。
五、應(yīng)用實(shí)例
1、勝利原油減壓渣油（沸點(diǎn)>520℃）脫瀝青萃取過(guò)程。
選用一定組成的混合溶劑，采用三級(jí)分離方式，將原料分離成脫瀝青油、膠質(zhì)和硬瀝青粉末。
原料和脫瀝青油、膠質(zhì)及脫瀝青油的性質(zhì)如下：
|
|
收率
Wt%
|
殘?zhí)?/span>
Wt%
|
密度
(20℃)
g/cm3
|
軟化點(diǎn)
℃
|
C7瀝青質(zhì)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，是從油砂中提取的油砂瀝青的減壓渣油（沸點(diǎn)>524℃），20℃密度高達(dá)1.0596 g/cm3，軟化點(diǎn)高達(dá)80℃，C7瀝青質(zhì)高達(dá)18.1 Wt%，是“超重”原料的典型代表。
選用合適的溶劑組成，對(duì)其進(jìn)行二級(jí)分離，將原料分離成脫瀝青油和硬瀝青粉末。
原料及產(chǎn)物收率性質(zhì)見(jiàn)下表：
|
|
收率
Wt%
|
殘?zhí)?/span>
Wt%
|
密度
(20℃)
g/cm3
|
軟化點(diǎn)
℃
|
C7瀝青質(zhì)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，原料性質(zhì)同實(shí)例2。選用合適的溶劑組成，對(duì)其進(jìn)行三級(jí)萃取分離，將原料分離成脫瀝青油、膠質(zhì)和硬瀝青粉末。
原料及產(chǎn)物收率性質(zhì)見(jiàn)下表：
|
|
收率
Wt%
|
殘?zhí)?/span>
Wt%
|
密度
(20℃)
g/cm3
|
軟化點(diǎn)
℃
|
C7瀝青質(zhì)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
技術(shù)服務(wù)、聯(lián)合開(kāi)發(fā)。
中國(guó)石油大學(xué)（北京）具有較強(qiáng)的科研團(tuán)隊(duì)和完備的研究手段，可針對(duì)某一特定原料，展開(kāi)實(shí)驗(yàn)室研究、中試研究，在此基礎(chǔ)上，給出工業(yè)設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)包，會(huì)同設(shè)計(jì)單位完成該技術(shù)工業(yè)裝置的設(shè)計(jì)工作，并可完成裝置開(kāi)工指導(dǎo)、人員培訓(xùn)、操作條件優(yōu)化等工作。
七、市場(chǎng)前景及效益分析
隨著原油儲(chǔ)量的不斷減少，重質(zhì)原油的開(kāi)采量與日俱增，給重質(zhì)原油的加工利用提出新的課題，傳統(tǒng)的加工方式已不能很好適應(yīng)重質(zhì)原油的加工需求。超臨界萃取梯級(jí)分離技術(shù)，在重質(zhì)原油的加工利用方面取得新的突破，尤其對(duì)“超重”原油，更彰顯其傳統(tǒng)加工方式所無(wú)法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。