CN1247299C - 谐振激励液体的方法和装置以及分馏液态烃的方法和装置 - Google Patents

谐振激励液体的方法和装置以及分馏液态烃的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1247299C
CN1247299C CNB008193258A CN00819325A CN1247299C CN 1247299 C CN1247299 C CN 1247299C CN B008193258 A CNB008193258 A CN B008193258A CN 00819325 A CN00819325 A CN 00819325A CN 1247299 C CN1247299 C CN 1247299C
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
active wheel
resonant excitation
rotor
post
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB008193258A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1450932A (zh
Inventor
尼古拉·伊万诺维奇·谢利瓦诺夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
尼古拉·伊万诺维奇·谢利瓦诺夫
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 尼古拉·伊万诺维奇·谢利瓦诺夫 filed Critical 尼古拉·伊万诺维奇·谢利瓦诺夫
Publication of CN1450932A publication Critical patent/CN1450932A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1247299C publication Critical patent/CN1247299C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/30Fractionating columns with movable parts or in which centrifugal movement is caused
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/008Processes for carrying out reactions under cavitation conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1806Stationary reactors having moving elements inside resulting in a turbulent flow of the reactants, such as in centrifugal-type reactors, or having a high Reynolds-number
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/185Stationary reactors having moving elements inside of the pulsating type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G15/00Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00Distillation of hydrocarbon oils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00105Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2219/0011Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids part or all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164Controlling or regulating processes controlling the flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00189Controlling or regulating processes controlling the stirring velocity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及工业处理技术,主要是处理烃的液体,具体涉及谐振激励液体的装置,以及分馏液体的方法和装置。谐振激励液体的方法包括借助放在液体内的振动源对液体发送机械振动能,以及振动源在一个基本的频率工作,它服从下列的公共关系式:F=F1N-1/2,式中N>1-选择的整数,而F1=63.992420[kHz]-在N=1时基本的振动频率。谐振激励液体的装置具有带工作轮的转子,工作轮制成盘形,以及带有一系列输出孔的环形壁,和定子带有输入孔,与工作轮的空腔连通,和带有共轴的壁。分馏液体的方法包括借助上述预先连接的谐振激励用的装置进行液体的预先处理,把经预先处理的液体供至精馏塔柱,以及排出蒸馏的和剩余的馏分。分馏液体用的装置具有供给泵,至少一个精馏塔柱以及上述预先连接的谐振激励液体的装置。

Description

谐振激励液体的方法和 装置以及分馏液态烃的方法和装置
                          技术领域
本发明涉及在其成分中具有结合氢的液体的处理技术,以及具体地涉及谐振激励液体的方法和装置,以及分馏液态烃的方法和装置。本发明的工业应用的实质领域包括石油加工,化学和其它工业部门,它们与其成分中具有结合氢的液体的处理技术有联系,首先是液态烃,比如蒸馏物、原始石油、石油加工的半成品和产品等。
                          背景技术
在技术水平中众所周知的是液体的声学激励方法,用于解决各种工艺问题。这些方法的要点是借助放在液体内的机械振动源对液体传送振动能。作为机械振动源可以使用技术中已熟知的机械的、电机械的、磁致伸缩的、压电的、流体动力的和其它的声学发射器。特别是,由国际申请PCT/RU92/00195已知转子型的流体动力声学辐射器(超声激活器),它可以用于液体的预先处理,以便在分子水平上分解转变它们的化学结合。
这些用于分解转变它们的化学结合的液体的声学激励已知的方法和设备具有共同的缺点,就是它们没有给出选择一定的谐振频率的判据,它显著地降低了液体的预先声学处理的效率。
由国际申请PCT/RU92/00194已知借助转子型流体动力声学辐射器预先处理液态烃和分馏液体的方法和设备。液体的预先处理方法在于顺序地供给液体至数个工作叶轮的空腔,由每个工作轮的空腔通过工作轮的输出孔和定子的转移孔排放至定子的空腔内。在这种情况下,工作轮的周边表面相对于定子具有极小的间隙。由工作轮的输出孔流出的液体流经受剧烈的周期的中断,引起在液体中激励声频的机械振动。预先处理液体的装置具有转子,转子包括支承在轴承上的轴和数个安装在轴上的带叶片工作轮。每个工作轮制成盘形,并带有周边的环形壁,在其上制出一系列沿周边均匀分布的液体输出孔。装置具有定子,它具有液体输入孔和输出孔,以及共轴的壁,它以技术允许的最小间隙贴近每个工作轮的环形周边壁,并且在每个共轴壁上制出一系列液体转移孔。分馏液态烃用的装置与它们的预先处理装置组合使用,以及具有与最后的工作轮匹配的室,用于把处理的液体分离为液体相和气体相,装置还包括与其连接的室,用于冷凝气体相。
然而,所述的液态烃的预先处理用的方法和装置不允许最大程度的实现这种处理的潜在能力,以便更有效地分馏处理的液体,因为这里没有注意到决定的工作参数之间最佳关系的选择,比如工作轮周边表面的半径和它的转动频率。
由国际申请PCT/RU95/00071还知道借助转动型机械振动的流体动力源调节液态烃用的方法和装置。方法包括把液体供给至在定子内转动的工作轮的空腔,由工作轮的空腔通过一系列均匀分布在其周边表面上的输出孔输出液体至被工作轮的周边表面和定子的共轴表面限定的环形室,以及由环形室排出液体。最好,由环形室液体的排出至定子的收集室是通过在定子的共轴表面上均匀分布的一系列转移孔实现的,这些孔在工作轮转动时依次位于对着工作轮的输出孔。这时,工作轮的周边表面的最小半径值R和它的最小转动频率n是根据它的输出孔的选择数目K按照下列实验关系式得出:
R=1.1614K[mm]
n=3.8396K-3/2·106[r.p.m]
装置具有转子,它包括支承在轴承上的轴和至少一个安装在轴上的工作轮,它制成盘形,并带有周边的环形壁,在其上制出一系列沿周边均匀分布的液体输出孔。定子具有与工作轮共轴的壁,供给液体用的输入孔,它与工作轮的空腔贯通,以及排出液体用的输出孔。具有环形室,它是定子的共轴的壁和工作轮的周边环形壁形成的,与定子的输出孔贯通。定子最好具有收集室,它一边与它的输出孔贯通,另一边通过在定子的共轴壁上制出的沿周边均匀分布的转移孔与环形室贯通。设置器件用于以规定的转动频率驱动转子。
在调节液态烃用的所述方法和装置中,采用了确定的工作参数之间最佳关系的最终实验选择,比如,工作轮的周边表面半径和它的转动频率。然而,液态烃的类似的预先处理的潜在可能性,对于它们最有效的随后分馏来说,仍未能完全达到。
在现有技术中,还普遍了解借助蒸馏法分馏液态烃的方法,它在于按照一种方法,例如上述国际申请PCT/RU95/00071,预先处理被分馏的液体,把预先处理的液体供给至分馏塔柱以及引出蒸馏的和剩余的馏分。
在现有技术中,人们还普遍了解借助蒸馏法分馏液态烃的装置,它具有用导管连接的供给泵和至少一个精馏塔柱。例如,还可由上述国际申请PCT/RU95/00071知道,在这些装置中使用了预先连接的转动型流体动力装置,用于预先处理被分馏的液体。
这种分馏液态烃的方法和装置,借助使用预先连接的转子型流体动力装置以进行它们的预先处理,允许提高最有价值的轻馏分的产量。但是,在实践中没有达到最大程度地实现类似工艺的潜在可能性。其原因既有预先处理液体用的转动型流体动力装置本身的有效性不足,也有液态烃分馏用的装置的传统线路中此装置的插入不够合理。
                     发明目的和内容
本发明的目的是建立谐振激励液体的方法和装置,这些液体在其成分中具有结合氢,首先是液态烃,以及分馏液体的方法和装置,它们允许最大程度地提高液体预先处理的有效性,以及从而相应地有利地影响随后的分馏的有效性,以便最大程度地提高最有价值的轻馏分的产量。
为实现本发明的上述的目的,本发明提供了一种谐振激励液态烃的方法,所述的方法借助对液体的振动作用实现,以便在分子水平上分解转变其化学结合,以及包括借助放在液体内的机械振动源对液体传送振动能,其特征在于,液体的谐振激励是在遵守下列公共关系式的条件下实现的:
F=F1N-1/2
式中F为谐振激励的基本频率;
    N选自≥1的整数
F1=63.992420[kHz],其为N=1时的基本频率。
所述的谐振激励方法与已知的方法相同,借助转动型机械振动的流体动力源实现,以及包括供给被处理的液体至工作轮的空腔,工作轮在定子的内部转动,由工作轮的空腔通过在工作轮的周边表面上均匀分布的一系列输出孔排出液体至环形室,环形室被工作轮的周边表面和定子的内共轴表面限定,以及由环形室排出液体,按照方法的一个具体的实施例,所述的方法是借助转子型机械振动的流体动力源实施的,所述的方法包括:
(a)把要处理的液体供至工作轮的空腔,工作轮在定子内转动,
(b)由工作轮的空腔通过在工作轮周边表面上均匀分布的一系列输出孔排出液体。
(c)上述液体排出至环形室,环形室被工作轮的周边表面和定子的内共轴表面限定,以及
(d)由环形室排出液体,
其特征在于,液体的谐振激励是在遵守下列关系式的条件下实现的:
nR=1.16141F,
式中:n为工作轮2的转动频率,单位为[l/s],
R为工作轮的周边表面的半径,单位为[m]。
在所示参数的这种关系式的条件下,如实验所证明,液态烃的有效的谐振处理,给出了在分子水平上液体的化学结合这样的分解转变,以及对其物理-化学性能相应这样的影响,它在随后的分馏中决定了高价值的轻馏分的产量显著地提高。这种效应可能的解释是,在谐振制度中液体振动激励的影响,与此同时液体以相应的一定的半径和一定的速度的圆形运动。
在工作轮一定的半径R值和它实际的转动频率nN=3.8395452(N±7)-3/2·106(对于N=100…200大约±10%),与上述类似的方法比较,它还达到液体谐振处理有效性显著的提高。然而,在方法的最佳实施例中,工作轮的计算的转动频率最好是恒定的,带有误差为±1%,与此同时达到液体谐振处理的最大效应。
为实现本发明的上述目的,本发明还提供了一种谐振激励液态烃的装置,谐振激励借助转子型机械振动的流体动力源进行,所述的装置包括:
(a)转子,它包括支承在轴承上的轴和至少一个安装在轴上的工作轮,
(b)工作轮制成盘形,并带有周边的环形壁,在其上制出一系列沿周边均匀分布的液体用的输出孔,
(c)定子,具有与工作轮共轴的壁,供给液体用的输入孔,所述的输入孔与工作轮的空腔连通,和还有排出液体用的输出孔,
(d)环形室,环形室由定子的共轴的壁和工作轮的周边的环形壁形成的,和与定子的输出孔连通,以及
(e)以规定的转动频率驱动转子用的装置,
其特征在于,工作轮的周边环形壁的外径值为:
R=2.8477729n-2/3·104[mm],                (3)
式中n=14.651908F3[r.p.m]-工作轮的转动频率,
F=63.992420N-1/2[kHz]-谐振激励的基本频率,
N选自≥1的整数,
而转子的共轴的壁的内径值为:
R1=R+BS(2π)-1[mm],                       (4)
式中
B选自≥1的整数,
S=7.2973531[mm]-沿半径R的周边工作轮的输出孔的间距。
按照装置的一个最佳实施例,工作轮的输出孔的径向幅度优选地选择为S(2π)-1值的倍数,或者更优选地等于此值。
按照装置的更希望的最佳实施例,转子驱动器件具有其转动频率的调节系统,误差为其计算值的±1%。
为实施本发明的上述目的,本发明还提供了一种分馏液态烃的方法,所述的方法借助蒸馏方式进行,所述的方法包括借助预先设置的转子型机械振动的流体动力源对液体进行预先处理,把经预先处理的液体供至精馏塔柱和排出蒸馏的和剩余的馏分,其特征在于,液体的预先处理是借助按照上述的方法用谐振激励实现的。
按照分馏方法的一个最佳实施例,由应进行分馏的液体的总体流引出部分流,以及将其进行上述的预先处理,在此之后,在供给至精馏塔柱之前合并两部分流。按照更优选的最佳实施例,部分液体流为总液体流的5~80%,最优选地为总液体流的20~50%。
实验确定,用建议的方法预先处理少于全部液体流的5%,尚不允许达到谐振激励的明显效果,而预先处理大于全部液体流的80%,已经不能大量地提高此种处理的效果。
按照分馏方法的一个最优选的最佳实施例,包括排出精馏塔塔底的剩余馏分,借助谐振激励处理排出的剩余馏分,并把经处理的剩余馏分的一部分返回到精馏塔柱。
为实现本发明的上述目的,本发明还提供了一种分馏液态烃的装置,借助蒸馏方式进行,所述的装置具有用导管连接的供给泵,至少一个精馏塔柱和预先连接的转子型流体动力装置,用于液体的预先处理,其特征在于,预先处理用的上述装置制成按照上述的谐振激励液体的装置,和顺序地连接在供给泵的出口和精馏塔柱的入口之间。
按照一个最佳实施例,谐振激励液体的装置的入口通过锁闭—调节机构与精馏塔柱的入口连接。按照更优选的一个最佳实施例,谐振激励液体的装置的出口通过锁闭—调节机构与精馏塔柱的入口连接。这样保证了仅有被检验的部分的液体流谐振处理的可能性。
按照最优选的一个最佳实施例,所述的装置包括一回路,用于排出精馏塔塔底的剩余馏分,借助谐振激励处理排出的剩余馏分,并把经处理的剩余馏分的一部分返回至精馏塔柱,其中所述的回路包括一个所述的供给泵,一个加热装置和一个用于谐振激励液体的第二装置,这些装置用管路顺序连接起来。
                        附图说明
本发明的其它目的和特点将通过实际的实施例的下列详细说明参照附图而更清楚,附图中:
图1是沿图2I-I线剖切的谐振激励液态烃的装置的纵剖面图;
图2是沿图1的II-II线剖切的同上装置的横剖面图;
图3是沿图1的III-III线剖切的同上装置的横剖面图;
图4是分馏液态烃的装置的简化图。
                      发明的实施方案
谐振激励在其成分中具有耦合碳的液体的方法的实施是借助对液体的振动作用,以便在分子水平上分解转变其化学结合,以及包括借助放在液体内的机械振动源对液体传送振动能。按照一个基本的实施例,液体的谐振激励是在服从下列通用关系式的一个基本频率上实现的;
F=F1N-1/2,                           (1)
式中:N≥1(选择的整数),
F1=63.992420[kHz](N=1时的基本的振动频率)。
作为振动源,可以使用技术中已熟知的广泛使用的机械的、电机械的、磁致伸缩的、压电的、流体动力的和其它的辐射器,其中包括上述已知的转子型机械振动的流体动力源。由合理的适当性考虑的频率范围的下限可以为,例如,以Hz为单位,它相当于整数N的最大值在107~109数量级。
谐振激励液态烃的方法,作为谐振激励在其成分中具有结合氢的液体的上述方法的个别情况,规定使用转子型机械振动的流体动力源。在这种情况下,应处理的液体通过定子4的输入孔3供给至工作轮2的空腔1(图1),在工作轮2的转动过程中,被处理的液体由它的空腔1,通过均匀地分布在工作轮2的周边表面6上的一系列输出孔8,排放至环形室5,环形室5是由工作轮2的周边表面6(图3)和定子4的相对的内共轴表面7形成的。在环形室5的范围内,被处理的液体相对于中心轴9转动,以及在这时经受声频的谐振振动,该谐振振动是由于由工作轮2的输出孔8排挤出的基本流本身之间以及与定子4的共轴表面7之间的相互作用引起的。经处理的液体由环形室5通过定子4的排出孔10排出。
按照本方法的基本的实施例,液态烃的谐振激励是在遵守下列关系式的条件下实现的:
nR=1.16141F,                                   (12)
式中:n[l/s]-工作轮2的转动频率,
R[m]-工作轮2的周边表面6的半径。
考虑其强度性能,可采用的N数值的理想范围在这时受实际的适宜性和/或工作轮2的几何尺寸和转动频率的技术可行性的限制。
在谐振激励液态烃的方法的最佳实施例中,工作轮的转动频率保持恒定,与计算值的误差为±1%。
使用上述方法(图1-3)的谐振激励液态烃的装置,具有带有轴12的转子11,轴12支承在轴承13和14上,并且设有密封件15。在轴12上安装至少一个与其固定连接的工作轮2,该工作轮2制成盘16状,并带有周边的环形壁17。在工作轮2的环形壁17上,设有沿周边均匀分布的一系列输出孔8,用于排出被处理的液体。定子4具有与工作轮共轴的壁18,用于供给应处理的液体的输入孔3,该孔可与工作轮2的空腔1连通,定子还有排出孔10用于排出液体。接收液体用的环形室5径向被定子4的共轴的壁18和工作轮2的环形壁17限制。环形室5与收集室5a和排出液体用的排出孔10连通。按照装置的基本的实施例,工作轮2的周边的环形壁17的外径值为:
R=2.8477729n-2/3·104[mm]                   (3)
式中:n=14.651908F3[r.p.m]-工作轮2的转动频率,
F=63.992420N-1/2[kHz]-谐振激励的基本频率,
N≥1-选择的整数,
在这种情况下,定子4的共轴壁18的内径为:
Ri=R+BS(2π)-1[mm]                          (4)
式中:B≥1-选择的整数,
S=7.2973531[mm]-沿半径R的周边工作轮2的输出孔8的间距。
可采用的B数值的理想范围的上限受实际的适宜性考虑的限制,例如,可以为B=20。
在装置的最佳实施例中,工作轮2的输出孔8的径向幅度L设成为S(2π)-1值的倍数,更优选地等于S(2π)-1
在装置的最优选的最佳实施例中,驱动转子11的装置最好通过离合器19连接电驱动器20,该装置包括控制转动频率n的控制系统,与其计算值的误差为±1%。作为这种控制系统(图中未示出)可以使用技术中熟知的类似系统中任何适宜的系统。
在工作轮2的周边表面6的圆周方向上测量的工作轮2的输出孔8的宽度,最好为其圆周间距S的一半。优选地,工作轮2的输出孔8以相同的形状平行于中心轴9延伸。
为了解决谐振处理液态烃的许多实际的问题,使用按照本发明带有一个工作轮2的装置是足够的。在难处理的液体和/或对谐振结果提高要求的情况下,转子11可以具有两个或更多工作轮2,从普通方式安装在公共的轴12上,它们沿液体流以普通的方式顺序地连接。在要求提高液体消耗的情况下,安装在公共轴12上的几个工作轮2可以用普通的方式沿液体流并联。也可能沿液体流并联、串联或混合连接数个独立的装置,按照本发明带有一个或者几个工作轮2。
谐振激励液态烃的装置的工作方式如下:
在按照本发明的装置中(图1-3),带有工作轮2的转子11借助电动机20通过离合器19以预定的转动频率驱动。要处理的液态烃按箭头的方向供给至在定子4内部转动的工作轮2的空腔1。处于压力下的液体由工作轮2的空腔1通过一系列输出孔8输出和进入工作轮2和定子4之间的环形室5,其方向如箭头所示(图2)。在任何空间位置,装置可保持其工作容量。
按照本发明进行处理的液体种类清单包括在其成分中具有结合氢的任何天然和人工液体,首先是液态烃,以及从它们为基制备的所有可能的液体、乳剂、悬浮液等,它们具有较宽的粘度和其它物理-化学性能范围。
液态烃的分馏方法按照本发明的上述谐振处理方法实现。此分馏方法是借助蒸馏的方式实现,以及包括借助预先连接的转子型机械振动的流体动力源的液体的预先处理,供给经预先处理的液体至精馏塔柱以及排出经蒸馏的和剩余的馏分。在分馏的方法的基本实施例中,液体的预先处理控制上述的本发明的液态烃的谐振激励方法借助谐振激励实现。在分馏的方法的最佳实施例中,由要分馏的液体的总体流引出部分流,以及将其进行上述的预先处理,在此之后,在供给至精馏塔柱之前合并两部分流。部分液体流可以为总液体流的5~80%,优选地为总液体流的20~50%。
在分馏方法的最优选的最佳实施例中,与已知的方法一起,该方法包括自身的剩余的馏分部分返回至精馏塔柱,返回的剩余的馏分经受按照本发明的借助谐振激励的预先处理。
液态烃借助蒸馏方式的分馏用装置实施上述的按照本发明的液态烃的分馏方法。与已知的装置相同,分馏装置具有(图4)用导管连接的至少一个大气精馏塔柱21,供给液体用的加热装置22,供给泵23以及液体预先处理用的预先连接的转子型流体动力装置24。按照装置24的基本的实施例,预先处理液体的装置24可按照本发明的液态烃谐振激励用的装置的上述一种实施例制成。液体的谐振激励用的装置24,在此种情况下通过加热装置22顺序地连接在供给泵23的出口和精馏塔柱21的入口之间。在这种连接下,全部液体流流过装置24。在装置的最佳实施例中,液体谐振激励用的装置24的入口通过锁闭—调节机构25与精馏塔柱21的入口连接,借助此机构25可以在一定程度上调节流过装置24的液体的部分流。在装置的更优选的最佳实施例中,装置24的出口通过锁闭—调节机构26与精馏塔柱21的入口连接。借助两个锁闭—调节机构25和26可以更精确地调节通过装置24的液体的部分流,以符合分馏的要求的工艺参数。
在液态烃的分馏用的具体的装置内具有第二大气精馏塔柱27时,可以使用液体谐振用的第二类似的装置24a。在此种情况下,装置24a顺序地连接在泵28的出口和塔柱27的入口之间,泵28把剩余的馏分(脱去石油的馏分)从第一塔柱21供至第二塔柱27。在此种情况下,通过第二加热装置29。锁闭-调节机构25a和26a执行类似的功能。
在液态烃的分馏用的具体装置内具有第三真空精馏塔柱或其它已知的工艺设备,以进一步加工剩余的馏分(图中未示出),可以在第二塔柱27之后还使用类似的第三装置24b,用于剩余馏分的谐振激励。在此种情况下,装置24b连接在泵30的后面,把剩余的馏分(重油)从第二塔柱27供至继续的加工处理装置。锁闭-调节机构25b和26b执行类似的功能。
按照最优选的最佳实施例,在分馏用的装置中,与已知的器件一起,该装置包括本身剩余的馏分至精馏塔柱的部分返回管路,包括用导管顺序连接的供给泵31和第三加热装置32,在剩余馏分的部分返回管路中顺序地再接入一个类似的装置24c,用于谐振激励在第一塔柱21之后返回的剩余馏分。在列于图4的实例中,装置24c连接在供给泵31的出口和加热装置32之间。锁闭—调节机构25c和26c执行类似的功能。
上述液态烃的分馏用装置的工作和使用以普通的方式实现,它与类似类型的普通的装置比较,区别仅在于具有上述锁闭—调节机构控制,它可以根据规定的工艺大纲,实现手动和一般方式的自动化。
以下列出本发明在现行的石油分馏装置上实际实施的具体的实例,它具有两个大气精馏塔柱,并使用安装在第一塔柱前面的谐振处理液态烃的装置(见表)
                     表  使用于重石油产地TaTapcTaH(俄国)的
                               本发明的实施例
  No.   参数   代号   单位   数值
  1   液体的谐振激励频率   F   kHz   5.841
  2   工作轮的公称转动频率   n   r.p.m   2920
  3   工作轮的周边表面的半径   R   mm   139.36-0.08
  4   沿半径R的周边工作轮的输出孔的圆周间距   S   mm   7.297
  5   工作轮的输出孔的宽度   -   mm   3.64
  6   工作轮的输出孔的径向幅度   -   mm   7.30
  7   定子的共轴表面的半径   R1   140.52+0,08
  8   驱动电动机的功率   -   kW   15
  9   液体的总消耗   -   m3/h   8.2
  10   通过谐振处理用装置液体的消耗   -   m3/h   2.2
11   石油馏分的产出率(与普通的模式相同) -   %%   9.14(5.78)
  12   与普通模式比较,石油馏分产出率的相对提高   -   %   58.13
13   柴油馏分的产出率(与普通的模式相同) -   %%   36.77(24.72)
  14   与普通模式比较,柴油馏分产出率的相对提高   -   %   48.75
15   重油的产出率(与普通的模式相同) -   %%   55.30(68.41)
  16   与普通的模式比较,重油产出率的相对降低   -   %   19.16

Claims (16)

1.一种谐振激励液态烃的方法,所述的方法借助对液体的振动作用实现,以便在分子水平上分解转变其化学结合,以及包括借助放在液体内的机械振动源对液体传送振动能,其特征在于,液体的谐振激励是在遵守下列公共关系式的条件下实现的:
F=F1N-1/2
式中F为谐振激励的基本频率;
N选自≥1的整数
F1=63.992420[kHz],其为N=1时的基本频率。
2.按权利要求1的方法,其特征在于所述的方法是借助转子型机械振动的流体动力源实施的,所述的方法包括:
(a)把要处理的液体供至工作轮(2)的空腔(1),工作轮(2)在定子(4)内转动,
(b)由工作轮(2)的空腔(1)通过在工作轮周边表面(6)上均匀分布的一系列输出孔(8)排出液体。
(c)上述液体排出至环形室(5),环形室(5)被工作轮(2)的周边表面(6)和定子(4)的内共轴表面(7)限定,以及
(d)由环形室(5)排出液体,
其特征在于,液体的谐振激励是在遵守下列关系式的条件下实现的:
nR=1.16141F,
式中:n为工作轮2的转动频率,单位为[1/s],
R为工作轮的周边表面的半径,单位为[m]。
3.按权利要求2的方法,其特征在于,工作轮的转动频率是保持恒定的,与计算值的误差为±1%。
4.一种谐振激励液态烃的装置,谐振激励借助转子型机械振动的流体动力源进行,所述的装置包括:
(a)转子(11),它包括支承在轴承上的轴(12)和至少一个安装在轴(12)上的工作轮(2),
(b)工作轮(2)制成盘形,并带有周边的环形壁(17),在其上制出一系列沿周边均匀分布的液体用的输出孔(8),
(c)定子(4),具有与工作轮(2)共轴的壁(18),供给液体用的输入孔(3),所述的输入孔与工作轮(2)的空腔(1)连通,和还有排出液体用的输出孔(3),
(d)环形室(5),环形室由定子(4)的共轴的壁(18)和工作轮(2)的周边的环形壁(17)形成的,和与定子(4)的输出孔(10)连通,以及
(e)以规定的转动频率驱动转子(11)用的装置,
其特征在于,工作轮(2)的周边环形壁(17)的外径值为:
R=2.8477729n-2/3·104[mm],
式中n=14.651908F3[r.p.m.]-工作轮的转动频率,
F=63.992420N-1/2[kHz]-谐振激励的基本频率,
N选自≥1的整数,
而转子(4)的共轴的壁(18)的内径值为:
R1=R+BS(2π)-1[mm],
式中
B选自≥1的整数,
S=7.2973531[mm]为沿半径R的工作轮的输出孔的圆周间距。
5.按权利要求4的装置,其特征在于,工作轮(2)的输出孔(8)的径向幅度制成为S(2π)-1数值的倍数。
6.按权利要求5的装置,其特征在于,工作轮(2)的输出孔(8)的径向幅度制成等于数值S(2π)-1
7.按权利要求4-6之一的装置,其特征在于,驱动转子(11)用的器件(20)具有转动频率的调节系统,与计算值的误差为±1%。
8.一种分馏液态烃的方法,所述的方法借助蒸馏方式进行,所述的方法包括借助预先设置的转子型机械振动的流体动力源对液体进行预先处理,把经预先处理的液体供至精馏塔柱和排出蒸馏的和剩余的馏分,其特征在于,液体的预先处理是借助按照权利要求2或3的方法用谐振激励实现的。
9.按权利要求8的方法,其特征在于,由要分馏的液体的总液体流分离出局部流,对该局部液体流进行上述的预先处理,在此之后,在供给至精馏塔柱之前,合并两部分流。
10.按权利要求9的方法,其特征在于,所述局部流占总液体流的5-80%。
11.按权利要求10的方法,其特征在于,所述局部流占总液体流的20-50%。
12.按权利要求8-11之一的方法,其特征在于包括排出精馏塔塔底的剩余馏分,借助谐振激励处理排出的剩余馏分,并把经处理的剩余馏分的一部分返回到精馏塔柱。
13.一种分馏液态烃的装置,借助蒸馏方式进行,所述的装置具有用导管连接的供给泵(23),至少一个精馏塔柱(21)和预先连接的转子型流体动力装置,用于液体的预先处理,其特征在于,预先处理用的上述装置制成按照权利要求4-7之一的谐振激励液体的装置(24),和顺序地连接在供给泵(23)的出口和精馏塔柱(21)的入口之间。
14.按权利要求13的装置,其特征在于,谐振激励液体的装置(24)的入口通过锁闭-调节机构(25)与精馏塔柱(21)的入口连接。
15.按权利要求14的装置,其特征在于,谐振激励液体的装置(24)的出口通过第二锁闭-调节机构(26)与精馏塔柱(21)的入口连接。
16.按权利要求13-15之一的装置,其特征在于所述的装置包括一回路,用于排出精馏塔塔底的剩余馏分,借助谐振激励处理排出的剩余馏分,并把经处理的剩余馏分的一部分返回至精馏塔柱,其中所述的回路包括一个所述的供给泵,一个加热装置和一个用于谐振激励液体的第二装置,这些装置用管路顺序连接起来。
CNB008193258A 2000-02-14 2000-03-22 谐振激励液体的方法和装置以及分馏液态烃的方法和装置 Expired - Lifetime CN1247299C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU000103658 2000-02-14
RU2000103658/12A RU2178337C2 (ru) 2000-02-14 2000-02-14 Способ и устройство для резонансного возбуждения жидкостей и способ и установка для фракционирования углеводородных жидкостей
RU2000103658 2000-02-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1450932A CN1450932A (zh) 2003-10-22
CN1247299C true CN1247299C (zh) 2006-03-29

Family

ID=20230636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB008193258A Expired - Lifetime CN1247299C (zh) 2000-02-14 2000-03-22 谐振激励液体的方法和装置以及分馏液态烃的方法和装置

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP1260266A4 (zh)
JP (1) JP4346272B2 (zh)
CN (1) CN1247299C (zh)
AU (1) AU2001257883A1 (zh)
BR (1) BR0017114A (zh)
CA (1) CA2400188C (zh)
EA (1) EA004087B1 (zh)
MX (1) MXPA02007843A (zh)
NO (1) NO20023816L (zh)
RU (1) RU2178337C2 (zh)
UA (1) UA57185C2 (zh)
WO (1) WO2001058582A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002323850A1 (en) * 2002-05-06 2003-11-17 Nikolay Ivanovich Selivanov Method for resonance excitation of liquid and device for heating liquid
WO2006067636A2 (en) * 2004-11-29 2006-06-29 Peptroco Marketing Sa Process for cavitational-wave cracking of hydrocarbons in a turbulent flow and apparatus for implementing the process
WO2006125422A1 (de) * 2005-05-22 2006-11-30 Ip2H Ag Verfahren zur verarbeitung einer chemischen substanz
RU2298027C2 (ru) * 2005-05-24 2007-04-27 Николай Геннадьевич Шляхтин Способ фракционирования углеводородного сырья и установка для его осуществления
US7550063B2 (en) 2005-08-26 2009-06-23 Altene (Canada) Inc. Method and apparatus for cracking hydrocarbons
US7767159B2 (en) * 2007-03-29 2010-08-03 Victor Nikolaevich Glotov Continuous flow sonic reactor and method
SG181440A1 (en) 2010-01-15 2012-08-30 Sergey Sorokin Process for the treatment of crude oil and petroleum products using ultrasound vibrations and an electromagnetic field
GEP20146203B (en) * 2010-04-14 2014-11-25 Pristec Ag Method for the treatment of liquid, in particular mineral oil
CA2831839A1 (en) 2011-03-29 2012-10-04 Fuelina Technologies, Llc Hybrid fuel and method of making the same
GB2497348B (en) * 2011-12-07 2014-10-15 Solaris Holdings Ltd Method for processing of liquid hydrocarbon raw materials
ES2687226T3 (es) 2013-12-16 2018-10-24 Active Resource Technologies Ltd Método para reducir la viscosidad de un líquido mediante excitación por resonancia
EP3227411B1 (en) 2014-12-03 2019-09-04 Drexel University Direct incorporation of natural gas into hydrocarbon liquid fuels
US10065167B2 (en) * 2015-07-08 2018-09-04 Arisdyne Systems, Inc. Rotor and channel element apparatus with local constrictions for conducting sonochemical reactions with cavitation and methods for using the same
RU2625106C1 (ru) * 2016-02-17 2017-07-11 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кировская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ГБОУ ВПО Кировская ГМА Минздрава России) Способ бесконтактной активации жидкости и устройство для его осуществления
CN106075948B (zh) * 2016-06-20 2018-06-15 新疆海克新能源科技有限公司 一炉三段法废润滑油再生全分馏工艺
EP3639917A4 (en) 2017-06-14 2021-04-28 Natural Resource Beneficiation Limited PROCESS FOR CREATING A PARAMETRIC RESONANCE IN ATOMS OF CHEMICAL ELEMENTS THAT ARE PART OF A COMPOUND
WO2019221726A1 (en) 2018-05-16 2019-11-21 Dresser-Rand Company Turbomachine chemical reactor and method for cracking hydrocarbons in a process fluid
EP3826759B1 (en) 2018-09-20 2023-02-01 Dresser-Rand Company Turbomachine type chemical reactor
WO2020077460A1 (en) * 2018-10-19 2020-04-23 Barros Jacome Jorge Vicente Method and system for fractionating hydrocarbon liquids
US20220204868A1 (en) * 2019-04-12 2022-06-30 Active Resource Technologies Ltd. Methods for reducing the viscosity of a liquid & increasing light hydrocarbon fractions
CN113181857A (zh) * 2021-05-11 2021-07-30 辽宁活态石油技术有限公司 通过空化共振生成电子加速波改变分子结构的装置及方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3525793A1 (de) * 1985-07-19 1987-01-22 Ruhrgas Ag Verfahren und vorrichtung zur umwandlung von erdoelverarbeitungsrueckstaenden
RU2087518C1 (ru) * 1993-10-11 1997-08-20 Геннадий Сергеевич Юр Способ переработки жидкого углеводородного сырья и устройство для его осуществления
JP2001503369A (ja) * 1995-04-18 2001-03-13 アドバンスト・モレキュラー・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 炭化水素流体のコンディショニング方法およびその方法を実施するための装置
RU2102434C1 (ru) * 1996-06-25 1998-01-20 Дочернее акционерное общество "ЛУКойл-ВНП" Способ переработки нефтяного сырья
RU2102435C1 (ru) * 1996-09-19 1998-01-20 Открытое акционерное общество "Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез" Способ переработки нефтяного сырья и устройство для его осуществления
RU2149886C1 (ru) * 1999-05-20 2000-05-27 Быков Игорь Николаевич Способ обработки нефти, нефтепродуктов, углеводородов

Also Published As

Publication number Publication date
CN1450932A (zh) 2003-10-22
EP1260266A4 (en) 2004-03-24
AU2001257883A1 (en) 2001-08-20
NO20023816D0 (no) 2002-08-12
CA2400188C (en) 2008-02-19
UA57185C2 (uk) 2003-06-16
EA200200937A1 (ru) 2003-02-27
CA2400188A1 (en) 2001-08-16
BR0017114A (pt) 2003-01-07
JP4346272B2 (ja) 2009-10-21
EA004087B1 (ru) 2003-12-25
JP2003535922A (ja) 2003-12-02
MXPA02007843A (es) 2004-09-10
EP1260266A1 (en) 2002-11-27
RU2178337C2 (ru) 2002-01-20
NO20023816L (no) 2002-10-08
WO2001058582A8 (fr) 2002-02-07
WO2001058582A1 (fr) 2001-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1247299C (zh) 谐振激励液体的方法和装置以及分馏液态烃的方法和装置
RU2150055C1 (ru) Способ нагревания жидкости и устройство для его осуществления
EP0826416A1 (en) Method of conditioning hydrocarbon liquids and an apparatus for carrying out the method
CN1662730A (zh) 净化曲轴箱气体的方法和设备
CN1134676A (zh) 离心分离器及其方法
CN1929899A (zh) 用于产生涡旋水流的转子以及采用该转子的过滤装置
RU2000103658A (ru) Способ и устройство для резонансного возбуждения жидкостей и способ и установка для фракционирования углеводородных жидкостей
KR20130064739A (ko) 액체, 특히 미네랄 오일의 처리 방법
RU2329862C2 (ru) Диспергатор-активатор
CN1022341C (zh) 钻井液固控系统
CN1831301A (zh) 涡轮发电机
CN1181719A (zh) 处理烃类流体的方法和体现该方法的装置
RU2232630C2 (ru) Способ резонансного возбуждения жидкости и способ и устройство для нагревания жидкости
CN1155435C (zh) 无定子管线式乳化机
CN203829730U (zh) 一种污水过滤器
WO2006126908A1 (en) Method of hydrocarbon material fractionation and installation for its implementation
CN205495411U (zh) 一种建筑工程用高强度耐磨搅拌筒
CN105317729A (zh) 滑动轴承和多级离心泵
RU2155636C2 (ru) Способ кондиционирования углеводородных жидкостей и устройство для его осуществления
RU2212580C2 (ru) Способ и установка для подготовки высокопарафинистой углеводородной жидкости к транспортированию
KR102053097B1 (ko) 폐유 정제 시스템
CN218901540U (zh) 一种油品生产中通气式搅拌装置
RU2218206C2 (ru) Устройство для гидроакустической обработки жидкостей
RU2406017C1 (ru) Способ подачи жидкой среды
WO1999036164A1 (fr) Procede d'emulsification et dispositif de mise en oeuvre de ce procede

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CHUANGXIN SCIENCE 2000 CO.,LTD.

Free format text: FORMER OWNER: N.I. SELIVANOV

Effective date: 20070413

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20070413

Address after: Russian Federation, Yaroslavl

Patentee after: Innovative science and technology 2000 limited liability company

Address before: Russian Federation Li, Yin, Berg

Patentee before: Nikolai Ivanovich Selivanov

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NT INTERNATIONAL CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: CREATIVE TECHNOLOGY 2000 CO., LTD.

Effective date: 20101111

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: YAROSLAVL, RUSSIAN FEDERATION TO: DELFT, NETHERLANDS

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20101111

Address after: About Holland

Patentee after: NT International Ltd

Address before: Russian Federation, Yaroslavl

Patentee before: Innovative science and technology 2000 limited liability company

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ADVANCED ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: NT INTERNATIONAL CO., LTD.

Effective date: 20141105

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20141105

Address after: geneva

Patentee after: Advanced Energy Technology Co Ltd

Address before: About Holland

Patentee before: NT International Ltd

CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20060329

CX01 Expiry of patent term