EA016667B1

EA016667B1 - Метод и оборудование для очистки сланцевого масла от твердых частиц

Info

Publication number: EA016667B1
Application number: EA201000868A
Authority: EA
Inventors: Елена Булдакова; Андрей Хилков; Игорь Николаев
Original assignee: Вкг Ойл Ас
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2012-06-29
Also published as: WO2009086993A2; EA201000868A1; WO2009086993A4; WO2009086993A3; EE200800002A; EE05611B1

Abstract

Изобретение предназначено для очистки сланцевого масла от находящихся в нём твёрдых частиц, оставшихся в масле после термической переработки сланца. Первым объектом изобретения является метод, согласно которому подготавливают очищаемую смесь из тяжёлой и легкосредней фракций сланцевого масла и бензина, а затем производят циклический процесс очистки этой смеси. В течение каждого цикла сначала происходит фильтрация смеси до момента, когда эффективность фильтрации падает ниже требуемого уровня. Затем фильтр опустошают от очищаемой смеси, а фильтрующие элементы очищают. В зависимости от плотности слоя, скопившегося на фильтрующих элементах, их либо только сушат инертным газом высокой температуры, а затем воздействуют на них пневмоударами, либо при более плотном слое сушке предшествует промывка фильтрующих элементов бензином. После очистки фильтрующих элементов следует второй аналогичный цикл. Вторым объектом изобретения является оборудование, которое позволяет реализовать описанный метод.

Description

Изобретение относится к области химической промышленности и затрагивает термическую переработку сланцевого масла, а точнее изобретение предназначено для очистки сланцевого масла от присутствующих в нём твёрдых частиц.

Уровень техники

Полученное путём термической переработки сланца сланцевое масло в значительной мере содержит твёрдые частицы, которыми являются частицы сланца, золы и полукокса. Их наличие в сланцевом масле затрудняет его дальнейшую переработку, в ходе которой из сланцевого масла выделяются нужные фракции. Вредное воздействие твёрдых частиц проявляется в первую очередь в том, что они засоряют используемое оборудование и способствуют эрозии находящихся с ними в контакте поверхностей. Поэтому очень важно очищать сланцевое масло от твёрдых частиц перед его дальнейшей переработкой.

В уровне техники известны различные методы и оборудование для очистки сланцевого масла от присутствующих в нём твёрдых частиц.

Например, известен метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц, предусматривающий отстаивание сланцевого масла в соответствующих ёмкостях. Процесс трудоёмкий и длительный, при этом он способствует удалению твёрдых частиц, в первую очередь, из среднелёгкой фракции сланцевого масла, но применение метода для удаления твёрдых частиц из тяжёлой фракции не даёт значительного эффекта (см. Н.И. Зеленин, В.С. Файнберг, К.Б. Чернышева. Химия и технология сланцевой смолы. Издательство Химия, Ленинградское отделение, 1968 г., стр. 186).

Известен также метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц путем центрифугирования, но и этот метод не даёт достаточно чистого сланцевого масла, кроме того, процесс очень энергоёмкий (см. Н.И. Зеленин, В.С. Файнберг, К.Б. Чернышева. Химия и технология сланцевой смолы. Издательство Химия, Ленинградское отделение, 1968 г., стр. 187).

Для очистки сланцевого масла от твёрдых частиц пробовали и его фильтровать, но удовлетворительных результатов не получили. Сланцевое масло, в первую очередь из-за высокой вязкости его тяжёлой фракции, создаёт на фильтрующей поверхности плотный слой, засоряющий фильтры и препятствующий дальнейшему процессу, по причине чего известные решения по фильтрации вообще не подходят для очистки тяжёлой фракции сланцевого масла (см. Н.И. Зеленин, В.С. Файнберг, К.Б. Чернышева. Химия и технология сланцевой смолы. Издательство Химия, Ленинградское отделение, 1968 г., стр. 188).

Известен также метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц, при котором тяжёлую фракцию сланцевого масла смешивают с бензином, полученную смесь в течение необходимого времени отстаивают в декантере, после чего отстоявшуюся смесь направляют дальше в термоотстойник, где также отстаивают в течение необходимого времени. Затем очищенную таким путём тяжёлую фракцию смешивают со среднелёгкой фракцией, а эту смесь в свою очередь смешивают с фенольной водой в смесителе и направляют в следующий термоотстойник, где после отстаивания в течение предусмотренного времени получают очищенное сланцевое масло и выделяют фенольную воду (описанный метод используется эстонской фирмой ВКГ ОЙЛ АО в Кохтла-Ярве, Эстония).

Описанный метод позволяет задействовать в процессе очистки тяжёлую фракцию сланцевого масла, но к недостаткам метода можно отнести следующие обстоятельства:

во-первых, для реализации метода требуется очень ёмкое оборудование (декантер, термоотстойники), по причине чего для использования метода требуются большие производственные площади;

во-вторых, при очистке сланцевого масла известным методом в ходе работы происходит довольно значительное улетучивание лёгкой фракции из смеси (бензин), что значительно увеличивает производственные потери;

в-третьих, получаемые в процессе очистки остаточные продукты содержат помимо удалённых твёрдых частиц также в больших количествах и очищаемую смесь, например, в остаточном продукте на выходе из второго термоотстойника содержится 85-90% очищаемой смеси и воды. Для обработки подобных остаточных продуктов требуются дополнительные затраты, что также увеличивает стоимость процесса;

в-четвёртых, процесс очистки требует много времени.

В уровне техники известно оборудование для очистки сланцевого масла, в котором выходы ёмкостей тяжёлой фракции и бензина соединены со входом первого диафрагменного смесителя, его выход соединён со входом декантера, а выход последнего с входом первого термоотстойника. Выход первого термоотстойника и выход ёмкости фенольной воды соединены с входом второго диафрагменного смесителя, с которым соединён также выход ёмкости легкосредней фракции. Выход второго диафрагменного смесителя соединён с входом второго термоотстойника. Через один из выходов второго термоотстойника выводится очищенное сланцевое масло, а через второй - отделённая фенольная вода. Как на декантере, так и на обоих термоотстойниках имеются дополнительные выходы для вывода остаточного продукта (описанное оборудование используется эстонской фирмой ВКГ ОИЛ АО в Кохтла-Ярве, Эстония).

Недостатки, связанные с установкой и использованием описанного оборудования, совпадают с недостатками уже описанного известного метода.

- 1 016667

Цель и сущность изобретения

Первой целью изобретения является усовершенствование метода очистки сланцевого масла от твёрдых частиц таким образом, чтобы сделать процесс очистки более эффективным, уменьшить объем используемого оборудования, уменьшить количество остатков, возникающих в процессе очистки, направляя их обратно в процесс, но также и понизить содержание твёрдых частиц в очищенном сланцевом масле, которое направляется на дальнейшую дистилляцию, что позволяет путём дальнейшего процесса дистилляции получать более качественные продукты.

Поставленная цель изобретения достигается первым альтернативным решением, согласно которому из тяжёлой и легкосредней фракций сланцевого масла изготовляют очищаемую смесь, а затем осуществляют процесс циклической очистки этой смеси, где каждый цикл процесса включает в себя следующие этапы:

очищаемую смесь под давлением закачивают в ёмкость для удаления твёрдых частиц;

очищенную смесь фракций сланцевого масла, выходящую из ёмкости для удаления твёрдых частиц, собирают в ёмкости готового продукта;

ёмкость для удаления твёрдых частиц очищают от оставшихся там частиц, для чего эту ёмкость опустошают от очищаемой смеси, а затем из пустой ёмкости удаляют твёрдые частицы, причём очищаемую смесь готовят путём одновременного смешения 0,5-1,0 об. долей тяжёлой фракции сланцевого масла, 1,0-2,0 об. долей легкосредней фракции и 0,7-1,4 об. долей бензина;

очищаемую смесь подогревают перед вводом в разделительную ёмкость до температуры 60-70°С; разделительной ёмкостью служит фильтр, содержащий, как минимум, два фильтрующих элемента; очищаемую смесь вводят в разделительную ёмкость под давлением 1,5-2 бар;

очищенную смесь удаляют через выходы фильтрующих элементов в ёмкость готового продукта; для опорожнения фильтра от очищаемой смеси в него под давлением вводят инертный газ;

после опорожнения фильтра оставшиеся на поверхности фильтрующих элементов твёрдые частицы сушат инертным газом;

после просушки фильтрующих элементов внутри фильтра путём резких изменений давления инертного газа создают пневматические удары, в результате чего сухие твёрдые частицы освобождаются с поверхности фильтрующих элементов и падают в нижнюю часть фильтра;

сухие твёрдые частицы удаляют из нижней части фильтра.

Согласно второму альтернативному решению изобретения из тяжёлой и легкосредней фракций сланцевого масла готовят очищаемую смесь, а затем осуществляют процесс циклической очистки смеси, где каждый цикл процесса включает следующие этапы:

очищаемую смесь под давлением закачивают в ёмкость отделения твёрдых частиц;

очищенную смесь фракций сланцевого масла, выходящую из ёмкости отделения твёрдых частиц, собирают в ёмкости готового продукта;

ёмкость отделения твёрдых частиц очищают от оставшихся в ней твёрдых частиц, для чего её освобождают от очищаемой смеси, а затем из пустой разделительной ёмкости удаляют твёрдые частицы, причём очищаемую смесь готовят путём одновременного смешения 0,5-1,0 об. долей тяжёлой фракции сланцевого масла, 1,0-2,0 об. долей легкосредней фракции и 0,7-1,4 об. долей бензина;

очищаемую смесь подогревают перед накачиванием в разделительную ёмкость до температуры 6070°С;

разделительной ёмкостью служит фильтр, содержащий, как минимум, два фильтрующих элемента; очищаемую смесь вводят в разделительную ёмкость под давлением 1,5-2,5 бар;

очищенную смесь удаляют через выходы фильтрующих элементов в ёмкость готового продукта; для опорожнения фильтра от очищаемой смеси в него под давлением подают инертный газ;

после опорожнения фильтра оттуда выводят инертный газ и в фильтр подают бензин и осуществляют циркуляцию бензина через фильтрующие элементы;

по окончании циркуляции оставшийся в фильтре бензин направляют обратно в ёмкость бензина;

после опорожнения фильтра твёрдые частицы, оставшиеся на поверхности фильтрующих элементов, сушат инертным газом;

после сушки фильтрующих элементов внутри фильтра путём резких изменений давления инертного газа создают пневматические удары, в результате чего сухие твёрдые частицы освобождаются с поверхности фильтрующих элементов и падают в нижнюю часть фильтра;

сухие твёрдые частицы удаляются из нижней части фильтра.

Для подготовки очищаемой смеси используют бензин, полученный из сланцевого масла. В качестве инертного газа используют азот.

Температура направляемого в фильтр инертного газа 50-90°С.

Циркуляция бензина через фильтрующие элементы осуществляется в течение 10-20 мин из бензиновой ёмкости через фильтрующие элементы и обратно в бензиновую ёмкость.

Использованный в фильтрах инертный газ очищают от растворённых в нём масляных паров и направляют для повторного использования, а масляные пары конденсируют и направляют обратно в очи

- 2 016667 щаемую смесь.

Второй целью изобретения является создание оборудования для осуществления изобретённого метода, которое было бы менее ёмким, чем в известном решении, и использование которого позволило бы избежать недостатков известного метода.

Вторая цель изобретения достигается тем, что оборудование для очистки сланцевого масла от твёрдых частиц включает в себя установку подготовки очищаемой смеси фракций сланцевого масла, ёмкость отделения твёрдых частиц от подготовленной смеси и ёмкость готового продукта, причём установка подготовки очищаемой смеси включает ёмкости бензина, тяжёлой и легкосредней фракций сланцевого масла и соединенный с ними смеситель, выход которого соединен с входом емкости очищаемой смеси;

разделительной ёмкостью служит фильтр, содержащий, как минимум, два фильтрующих элемента;

выходы фильтрующих элементов образуют выход фильтра, который через клапаны соединён с ёмкостью очищенного сланцевого масла и бензиновой ёмкостью;

оборудование дополнительно содержит источник инертного газа, предусмотренный для обеспечения процесса очистки инертным газом, в который входят ёмкость инертного газа и конденсатор, последний предназначен для удаления из инертного газа растворившихся там фракций сланцевого масла;

выход ёмкости инертного газа и вход конденсатора через клапаны соединены с фильтром, один выход конденсатора через насос соединён с входом ёмкости инертного газа, а второй выход конденсатора через клапан соединён с ёмкостью легкосредней фракции;

выход ёмкости очищаемой смеси через насос и соединённый параллельно к насосу клапан соединён с входом в фильтр;

выход ёмкости бензина через насос соединён с входом фильтра;

выходы фильтрующих элементов фильтра соединены для параллельного функционирования.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена блок-схема осуществления метода изобретения;

на фиг. 2 - принципиальная схема установки для очистки сланцевого масла от твёрдых частиц. У имеющихся на схеме клапанов стрелочками показано направление, в котором движется находящийся в трубопроводе материал, когда соответствующий клапан открыт.

Детальное описание изобретения с примерами исполнения

Очистка сланцевого масла от твёрдых частиц согласно настоящему изобретению происходит следующим образом.

Прежде всего подготавливают очищаемую смесь, для чего смешивают обе фракции сланцевого масла и бензин в следующих объёмных соотношениях: 0,5-1,0 об. долей тяжёлой фракции сланцевого масла, 1,0-2,0 об. долей лёгкосредней фракции сланцевого масла и 0,7-1,4 об. долей бензина. Произведённые у заказчика испытания свидетельствуют о том, что подобное соотношение компонентов обеспечивает достижение лучшего эффекта фильтрации. Смешение производится без подогрева компонентов предпочтительно в диафрагмальном смесителе. После смешения смесь подогревают до температуры 6070°С и направляют в промежуточное хранилище, которым служит ёмкость очищаемой смеси.

Дальнейший процесс очистки происходит циклически, в виде последовательности одинаковых циклов. Цикличность процесса обусловлена тем, что эффективность фильтра, используемого для удаления твёрдых частиц, падает в ходе работы, по причине чего фильтр нужно чистить.

Первым этапом цикла является заполнение фильтра очищаемой смесью, для чего смесь накачивают в фильтр под давлением 1,5-2,5 бар. При заполнении корпуса фильтра смесь начинает профильтровываться через фильтрующие элементы, и очищенную смесь направляют в ёмкость очищенного сланцевого масла.

Подобный процесс фильтрации длится до тех пор, пока фильтрация не перестаёт быть эффективной. При значительном снижении эффективности фильтрации накачивание смеси в фильтр прерывают и в него направляют инертный газ (азот) под давлением минимум 2,5 бар и при температуре 50-90°С, в результате чего находящаяся в фильтре смесь вытесняется обратно в ёмкость очищаемой смеси, и корпус фильтра пустеет.

После опустошения корпуса фильтра происходит очистка фильтрующих элементов, для чего возможны два альтернативных способа в зависимости от того, насколько велик удельный вес очищаемой смеси в слое скопившихся на фильтрующих элементах очищаемой смеси и отфильтрованных твёрдых частиц.

В первом случае, если удельный вес очищаемой смеси в слое, скопившемся на фильтрующей поверхности элементов, составляет до 30%, то в течение 10-20 мин осуществляют циркуляцию азота через фильтр, в результате чего твёрдые частицы, осевшие на фильтрующих поверхностях элементов внутри фильтра, высыхают.

После просушки фильтра внутри фильтра создают пневмоудары путём резкого изменения давления азота, в результате чего осевшие на фильтрующих элементах твёрдые частицы падают в нижнюю часть фильтра, откуда их удаляют.

Фильтр опустошают от азота, и начинается следующий цикл фильтрации.

- 3 016667

Во втором случае, если удельный вес очищаемой смеси в слое, собравшемся на фильтрующей поверхности элементов, превышает 30%, только просушка азотом и последующая очистка пневмоударами могут быть недостаточными. В подобном случае, аналогично вышеописанному, опустошают корпус фильтра, но затем производят промывку фильтрующих элементов бензином, для чего бензин подают в фильтр при обычной температуре и под давлением в 2-3 бар и после заполнения фильтра бензином осуществляют циркуляцию бензина через фильтрующие элементы. Длительность подобной циркуляции может быть от 8 до 15 мин.

После очистки поверхности фильтрующих элементов от смеси сланцевых масел циркуляцию бензина прекращают и корпус фильтра опустошают от бензина, для чего оставшийся там бензин направляют обратно в ёмкость бензина.

Дальнейшая очистка фильтра аналогична первому альтернативному варианту: в корпус фильтра направляют азот под давлением минимум 2,5 бар и при температуре 50-90°С и в течение 10-20 мин осуществляют циркуляцию азота через фильтр, в результате чего высыхают твёрдые частицы, осевшие внутри фильтра на поверхности фильтрующих элементов, а затем внутри фильтра путём резкого изменения давления азота создают пневмоудары, в результате которых осевшие на фильтрующих элементах твёрдые частицы падают в нижнюю часть фильтра, откуда их удаляют. Фильтр опустошают от азота, и начинается новый цикл фильтрации.

Оборудование для очистки сланцевого масла от твёрдых частиц состоит из четырёх основных устройств - устройство 1 подготовки очищаемой смеси фракций сланцевого масла, устройство 2 для ввода подготовленной смеси в фильтр, фильтрующее устройство 3 и источник 4 инертного газа.

В устройство 1 подготовки смеси фракций сланцевых масел входят ёмкость 101 бензина, ёмкость 102 тяжёлой фракции сланцевого масла и ёмкость 103 легкосредней фракции сланцевого масла, а также смеситель 104, с входом которого соединены выходы всех трёх вышеназванных ёмкостей. Указанные соединения выполнены через клапаны 105, 106 и 107, управляя которыми (так как устройство управление клапанами не является объектом изобретения, оно не изображено на чертежах), можно производить дозировку подлежащих смешению компонентов.

В устройство 2 ввода подготовленной смеси в фильтр входят ёмкость 201 очищаемой смеси, вход которой соединён с выходом смесителя 104, выход ёмкости 201 соединён с входом параллельной цепи, включающей насос 202 и клапан 203. В устройство 2 также входят насос 204, установленный между выходом параллельной цепи и ёмкости 101 бензина, а также клапан 205, установленный между выходом параллельной цепи и входом ёмкости 101 бензина.

Фильтрующее устройство 3 включает фильтр 301, размещённую под ним ёмкость 302 отфильтрованных твёрдых частиц и ёмкость 303 очищенного сланцевого масла. Фильтр состоит из вертикального предпочтительно цилиндрического корпуса 304, нижняя часть которого выполнена конусообразной для сбора твёрдых частиц и оснащена клапаном сброса 305, который открывается и закрывается исполнительным узлом 306. В цилиндрическом корпусе 304 размещены вертикальные фильтрующие элементы 307, число которых может варьироваться в зависимости от требуемой производительности фильтрующего устройства. Каждый фильтрующий элемент 307 представляет собой перфорированную трубу, покрытую снаружи фильтрующей тканью. Выходы всех фильтрующих элементов 307 соединены вместе (все фильтрующие элементы работают параллельно) и образуют выход 308 фильтра 301, находящийся в верхней части корпуса 304 и через клапаны 309 и 310 соединённый соответственно с ёмкостью 303 очищенного сланцевого масла и ёмкостью 101 бензина. Вход 311 фильтра 301, находящийся в нижней части корпуса 304, соединён с выходом параллельной цепи, включающей насос 202 и клапан 203, а через насос 204 - с выходом ёмкости 101 бензина и через клапан 205 - также со входом ёмкости 101 бензина. Вывод 312 фильтрующего устройства 3 соединён с источником инертного газа 4.

Источник 4 инертного газа включает ёмкость 401 сжатого инертного газа, конденсатор 402 и насос 403. Насос 403 размещён между одним выходом конденсатора 402 и входом ёмкости 401 сжатого инертного газа и предусмотрен для откачки отделённого в конденсаторе 402 инертного газа обратно в ёмкость 401. Выход ёмкости 401 через клапан 404 соединён с выводом 312 фильтра 301, а вход конденсатора 402 через последовательные клапаны 405 и 407 также соединен с выводом 312 фильтра 301, дополнительно вход конденсатора 402 через клапаны 405 и 408 соединен с выходом 308 фильтра 301. Второй выход конденсатора 402 через клапан 406 соединён с ёмкостью 103 среднелёгкой фракции.

Описанное оборудование работает следующим образом.

Компоненты, находящиеся в ёмкости 101 бензина, в ёмкости 102 тяжёлой фракции и в ёмкости 103 среднелёгкой фракции, дозируют через открытые клапаны 105, 106 и 107 в смеситель 104 в таком соотношении, как указано выше. В результате смешения в смесителе 104 получают очищаемую смесь, её температуру поднимают до 60-70°С и подготовленную таким образом очищаемую смесь направляют в ёмкость 201. Процесс подготовки очищаемой смеси не связан однозначно с циклами очистки смеси. Критерием её подготовки является постоянное обеспечение требуемого уровня смеси в ёмкости 201.

В начале цикла очистки смеси насосы 204 и 403 выключены, закрывают клапаны 203, 205, 310, 404, 405 и 406, 407 и 408, открывают клапан 309 и запускают насос 202, в результате чего фильтр 301 начинает заполняться очищаемой смесью. При заполнении фильтра 301 давление смеси в фильтре 301 составля

- 4 016667 ет 1,5-2,5 бар, и очищаемая смесь начинает фильтроваться через фильтрующие элементы 307, а прошедшая их чистая смесь направляют через открытый клапан 309 в ёмкость 303 очищенного сланцевого масла.

Если в процессе фильтрации на фильтрующих элементах 307 возникает слой очищаемой смеси и твёрдых частиц такой толщины, что дальнейшая фильтрация нецелесообразна, прекращают подачу очищаемой смеси в фильтр 301 путём остановки насоса 202 и закрывают клапан 309. Затем открывают клапаны 203 и 404, в результате чего находящийся в ёмкости 401 под давлением минимум 2,5 бар и температуре 50-90°С азот поступает в фильтр 301 через открытый клапан 404 и вытесняет оттуда оставшуюся там очищаемую смесь, которую через открытый клапан 203 направляют назад в ёмкость 201 очищаемой смеси.

Когда фильтр 301 опустошён от очищаемой смеси, клапан 203 закрывают, и следует очистка фильтрующих элементов 307, для чего описываемому оборудованию обеспечивают две возможности.

Если удельный вес очищаемой смеси в слое, скопившемся на фильтрующих поверхностях элементов 307 и состоящем из очищаемой смеси и твёрдых частиц, составляет до 30%, в течение 10-20 мин производят циркуляцию азота через фильтр 301, для чего клапан 404 оставляют открытым и дополнительно открывают клапаны 405 и 408 (клапан 407 уже предварительно закрыт). Вследствие этого азот под давлением минимально 2,5 бар и температурой 50-90°С начинает циркулировать из ёмкости 401 азота через клапан 404, фильтр 301 и клапаны 408 и 405 в конденсатор 402, просушивая твёрдые частицы, находящиеся на фильтрующей поверхности элементов 307. Подобную циркуляцию осуществляют в течение 10-20 мин. После этого фильтр опорожняют от азота, для чего закрывают клапаны 404 и 408 и открывают клапаны 405 и 407, вследствие чего азот из-за своего высокого давления и низкого давления в трубах входит в конденсатор 402, а в фильтре 301 восстанавливается нормальное давление.

В опустошённом фильтре 301 осуществляют путём резких изменений давления азота пневмоудары, для чего закрывают клапаны 405 и 407, а клапан 404 открывают на короткое время полностью, по причине чего давление в фильтре за короткое время возрастает до максимального значения. По достижении максимального значения давления в фильтре 301 клапан 404 закрывают, а на короткое время полностью открывают клапаны 405 и 407, в результате чего азот из-за своего избыточного давления и низкого давления в трубах поступает в конденсатор 402, давление в фильтре 301 скачкообразно падает, а затем в фильтре 301 восстанавливается нормальное давление.

Описанные пневмоудары повторяют требуемое число раз, вследствие чего осевшие на поверхность фильтрующих элементов 307 высохшие частицы падают в нижнюю коническую часть корпуса 304 фильтра на клапан сброса 305, который открывают и закрывают посредством исполнительного узла 306. Когда на клапане сброса 305 собирается достаточное количество частиц, его открывают и остатки фильтрации падают в ёмкость 302, после чего клапан сброса 305 закрывают. После очистки фильтра 301 в нём устанавливается нормальное давление.

После очистки фильтрующих элементов закрывают клапаны 404, 405 и 407 (клапан 408 был закрыт ранее), открывают клапан 309, а также запускают насос 202, чем начинается новый цикл фильтрации.

Если удельный вес очищаемой смеси в слое, осевшем на фильтрующих поверхностях элементов 307 и состоящем из очищаемой смеси и твёрдых частиц, составляет более 30%, то одной сушки фильтрующих элементов 307 азотом для их очистки недостаточно. В этом случае используют альтернативный вариант, согласно которому после опустошения фильтра 301 от очищаемой смеси клапан 404 закрывают, и открывают клапаны 405 и 407 и запускают насос 204. Накачиваемый последним в фильтр 301 бензин обычной температуры вытесняет оттуда азот, который через открытые клапаны 405 и 407 поступает в конденсатор 402.

После заполнения фильтра 301 бензином клапаны 405 и 407 закрывают и открывают клапан 310, чем начинается циркуляция бензина через фильтр 301 по кругу: ёмкость 101 бензина, насос 204, фильтр 301, фильтрующие элементы 307, клапан 310, ёмкость 101 бензина. Циркуляция бензина длится 8-15 мин, и в ходе циркуляции с поверхности фильтрующих элементов 307 смывается приставшее к ним масло. Для завершения циркуляции останавливают насос 204, открывают клапаны 404 и 205, из-за чего азот, поступающий под давлением в фильтр 301, вытесняет оставшийся в нём бензин обратно в ёмкость 101.

После опустошения фильтра 301 закрывают клапан 205 и в течение 10-20 мин осуществляют циркуляцию азота через фильтр 301, для чего открывают клапаны 405 и 408 (клапан 404 был открыт уже заранее), а клапан 407 закрывают. В результате этого азот под давлением минимально 2,5 бар и температуре 50-90°С начинает циркулировать из ёмкости 401 азота через фильтр 301, фильтрующие элементы 307 и клапаны 408 и 405 в конденсатор 402, высушивая твёрдые частицы, находящиеся на поверхности фильтрующих элементов 307. Такую циркуляцию производят в течение10-20 мин. После этого фильтр 310 опорожняют от азота, для чего закрывают клапаны 404 и 408 и открывают клапаны 405 и 407, из-за чего азот вследствие своего высокого давления и низкого давления в трубах поступает в конденсатор 402, и давление в фильтре 301 нормализуется.

В опустевшем фильтре 301 путём резких изменений давления азота создают пневмоудары, для чего закрывают клапаны 405 и 407, а клапан 404 открывают на короткое время полностью, в результате чего в фильтре давление вырастает моментально до максимального значения. По достижении максимального значения давления клапан 404 закрывают и открывают на короткое время полностью клапаны 405 и 407,

- 5 016667 в результате чего азот из-за собственного высокого давления и низкого давления в трубах попадает в конденсатор 402, давление в фильтре 301 скачкообразно падает, а затем восстанавливается нормальное давление.

Описанные пневмоудары производят необходимое число раз, вследствие чего осевшие на поверхности фильтрующих элементов высохшие частицы падают в нижнюю коническую часть корпуса фильтра 304 на клапан сброса 305, который открывают и закрывают посредством исполнительного узла 306. Когда на клапане сброса 305 собирается достаточное количество частиц, его открывают и остатки фильтрации падают в ёмкость 302, после чего клапан сброса 305 закрывают. После очистки фильтра 301 в нём устанавливается нормальное давление.

После очистки фильтрующих элементов 307 закрывают клапаны 404, 405 и 407 (клапан 408 был закрыт ранее), а также запускают насос 202, чем начинается новый цикл фильтрации.

Азот, используемый в фильтре 301 для опустошения и просушки, который через клапаны 405, 407 и 408 направляют в конденсатор 402, включает парообразные сланцевые масла. В конденсаторе 402 происходит выделение сланцевых масел из азота, после чего сконденсированное сланцевое масло направляют обратно в процесс очистки, для чего открывают клапан 406, направляющий сконденсированное сланцевое масло в ёмкость 103 легкосредней фракции. Очищенный азот насосом 403 закачивают обратно в ёмкость 401 азота.

Изобретение не исчерпывается вышеописанным применением, а охватывает все покрытые формулой изобретения и эквивалентные им применения.

Список имеющихся на схеме символов

- установка подготовки очищаемой смеси фракций сланцевого масла;

101 - ёмкость бензина;

102 - ёмкость тяжёлой фракции сланцевого масла;

103 - ёмкость легкосредней фракции сланцевого масла;

104 - смеситель;

105 - клапан;

106 - клапан;

107 - клапан;

- установка ввода в фильтр подготовленной очищаемой смеси;

201 - ёмкость очищаемой смеси;

202 - насос;

203 - клапан;

204 - насос;

205 - клапан;

- установка фильтрации;

301 - фильтр;

302 - ёмкость отфильтрованных твёрдых частиц;

303 - ёмкость очищенного сланцевого масла;

304 - корпус фильтра;

305 - клапан сброса;

306 - исполнительный узел;

307 - фильтрующий элемент;

308 - выход фильтра;

309 - клапан;

310 - клапан;

311 - вход фильтра;

312 - вывод из фильтра;

- источник инертного газа;

401 - ёмкость сжатого инертного газа (азота);

402 - конденсатор;

403 - насос;

404 - клапан;

405 - клапан;

406 - клапан;

407 - клапан;

408 - клапан.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц, согласно которому из фракций сланцевого масла подготавливают очищаемую смесь, а затем производят процесс очистки этой смеси, отличающийся тем, что

- 6 016667 процесс очистки состоит из одинаковых следующих друг за другом циклов, где в течение каждого цикла очищаемую смесь вводят в ёмкость разделения твёрдых частиц;

выходящую из ёмкости разделения твёрдых частиц чистую смесь фракций сланцевого масла собирают в ёмкости готовой продукции;

ёмкость разделения твёрдых частиц очищают от оставшихся в ней твёрдых частиц, для чего её опустошают от очищаемой смеси, а затем из пустой ёмкости разделения твёрдых частиц удаляют твёрдые частицы, при этом очищаемую смесь готовят путём одновременного смешения 0,5-1,0 об. долей тяжёлой фракции сланцевого масла, 1,0-2,0 об. долей легкосредней фракции и 0,7-1,4 об. долей бензина;

перед введением в ёмкость разделения твёрдых частиц очищаемую смесь подогревают до температуры 60-70°С;

в качестве ёмкости разделения твёрдых частиц используют фильтр, содержащий, как минимум, два фильтрующих элемента;

очищаемую смесь вводят в ёмкость разделения твёрдых частиц под давлением 1,5-2,5 бар;

очищенную смесь выводят через выходы фильтрующих элементов, через трубопровод соединённые с ёмкостью готовой продукции;

для опустошения фильтра от очищаемой смеси в фильтр под давлением вводят инертный газ;

после опорожнения фильтра от очищаемой смеси твёрдые частицы, оставшиеся на поверхности фильтрующих элементов, сушат инертным газом;

для удаления твёрдых частиц с поверхности фильтрующих элементов внутри фильтра после просушки фильтрующих элементов производят пневмоудары;

сухие твёрдые частицы удаляют из нижней части фильтра.
2. Метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц согласно п.1, отличающийся тем, что после опустошения фильтра от очищаемой смеси и перед осуществлением пневмоударов внутри фильтра для удаления твёрдых частиц с поверхности фильтрующих элементов в фильтр направляют бензин и осуществляют циркуляцию бензина через фильтрующие элементы; по окончании циркуляции оставшийся в фильтре бензин направляют обратно в ёмкость бензина; после опорожнения фильтра от бензина оставшиеся на поверхности фильтрующих элементов твёрдые частицы просушивают инертным газом.
3. Метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц согласно п.1, отличающийся тем, что для подготовки очищаемой смеси используют полученный из сланца бензин.
4. Метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц согласно п.1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют азот.
5. Метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц согласно п.1, отличающийся тем, что давление направляемого в фильтр инертного газа - как минимум 2,5 бар, а температура - 50-90°С.
6. Метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц согласно п.2, отличающийся тем, что циркуляцию бензина через фильтрующие элементы осуществляют в течение 9-14 мин.
7. Метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц согласно п.2, отличающийся тем, что циркуляцию бензина через фильтрующие элементы осуществляют из ёмкости бензина через фильтрующие элементы обратно в ёмкость бензина.
8. Метод очистки сланцевого масла от твёрдых частиц согласно п.1, отличающийся тем, что использованный в фильтрах инертный газ очищают от растворённых в нём смоляных паров и направляют обратно для повторного использования, а смоляные пары конденсируют и направляют обратно к очищаемой смеси.
9. Оборудование для осуществления метода очистки сланцевого масла от твёрдых частиц согласно п.1, включающее в себе установку подготовки очищаемой смеси фракций сланцевого масла, установку по отделению твёрдых частиц от очищаемой смеси и ёмкость готового продукта, отличающееся тем, что установка подготовки очищаемой смеси включает в себе ёмкость бензина, ёмкости тяжёлой и легкосредней фракций сланцевого масла и соединенный с ними смеситель, выход которого соединён со входом ёмкости очищаемой смеси, ёмкостью разделения твёрдых частиц является фильтр, содержащий как минимум два фильтрующих элемента;

выходы фильтрующих элементов являются выходом фильтра, который через клапаны соединён с ёмкостью очищенного сланцевого масла и с ёмкостью бензина;

оборудование включает источник инертного газа, предусмотренный для обеспечения процесса очистки инертным газом и включающий в себя ёмкость инертного газа и конденсатор;

выход ёмкости инертного газа и вход конденсатора через клапаны соединены с фильтром, один выход конденсатора через насос соединён со входом ёмкости инертного газа, второй выход конденсатора через клапан соединён с ёмкостью легкосредней фракции;

выход ёмкости очищаемой смеси через насос и параллельно с ним подключенный клапан соединён с входом фильтра;

- 7 016667 выход ёмкости бензина через насос соединён с входом фильтра.
10. Оборудование согласно п.9, отличающееся тем, что выходы фильтрующих элементов соединены параллельно по отношению к выходу фильтра.