RU2099387C1 - Method of processing condensed hydrocarbons - Google Patents
Method of processing condensed hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2099387C1 RU2099387C1 RU96107487/04A RU96107487A RU2099387C1 RU 2099387 C1 RU2099387 C1 RU 2099387C1 RU 96107487/04 A RU96107487/04 A RU 96107487/04A RU 96107487 A RU96107487 A RU 96107487A RU 2099387 C1 RU2099387 C1 RU 2099387C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- processing
- hydrocarbons
- condensed hydrocarbons
- oil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтепереработки и может найти применение в химической, газовой, нефтяной, нефтехимической промышленности и топливной энергетике. The invention relates to the field of oil refining and may find application in the chemical, gas, oil, petrochemical industry and fuel energy.
Известен способ переработки конденсированных углеводородов нефти и ее тяжелых фракций термокрекинг при высоких температурах и давлениях (470 - 540oC, 20-70 ат). (Т.А.Бурдынь, Ю.Б.Закс. Химия нефти, газа и пластовых вод. М. Недра, 1978, с. 177).A known method of processing condensed hydrocarbons of oil and its heavy fractions is thermocracking at high temperatures and pressures (470 - 540 o C, 20-70 at). (T.A. Burdyn, Yu.B. Zaks. Chemistry of oil, gas and formation water. M. Nedra, 1978, p. 177).
Однако данный известный способ требует высоких энергозатрат. However, this known method requires high energy consumption.
Известен способ переработки конденсированных углеводородов в атмосфере водорода при высоких температурах в присутствии катализатора. (Е.В. Смидович. Технология переработки нефти и газа. М. Химия, ч.11, 1980, с.137). A known method of processing condensed hydrocarbons in a hydrogen atmosphere at high temperatures in the presence of a catalyst. (E.V. Smidovich. Oil and gas processing technology. M. Chemistry, part 11, 1980, p. 137).
Известен способ переработки конденсированных углеводородов путем воздействия на них ионизирующим излучением (В.В. Сараева, Радиолиз углеводородов в жидкой фазе. Современное состояние вопроса. М. изд-во Московского университета, 1986, с.216). A known method of processing condensed hydrocarbons by exposing them to ionizing radiation (VV Saraeva, Radiolysis of hydrocarbons in the liquid phase. Current status. Moscow University Press, 1986, p.216).
Однако в данном известном способе на конденсированные углеводороды воздействуют γ -излучением при высоких температурах (400-600oC) и поэтому энергозатраты процесса высоки. Качество получаемых продуктов радиолиза низкое. Выход утилизируемой низкомолекулярной фракции не превышает 40-50% от общего объема сырья. Целевой низкотемпературный продукт содержит непредельные углеводороды, склонные к образованию смол и ухудшающие его качество. Продукт имеет низкое октановое число (66-80), что препятствует его прямому использованию в качестве бензина или керосина. Процесс сопровождается накоплением неутилизируемых отходов газа, смол, шлаков.However, in this known method, condensed hydrocarbons are exposed to γ-radiation at high temperatures (400-600 o C) and therefore the energy consumption of the process is high. The quality of the resulting radiolysis products is low. The output of the utilized low molecular weight fraction does not exceed 40-50% of the total volume of raw materials. The target low-temperature product contains unsaturated hydrocarbons that are prone to resin formation and impair its quality. The product has a low octane rating (66-80), which prevents its direct use as gasoline or kerosene. The process is accompanied by the accumulation of non-utilizable waste gas, tar, slag.
Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является получение качественных жидких топливных углеводородов при пониженных энергозатратах, за счет исключения необходимости дополнительной подготовки и переработки нефти и газа, а также обеспечения возможности использования низких температур и давлений за счет оптимизации механизма воздействия на молекулы углеводородов. The technical result achieved by the implementation of the present invention is to obtain high-quality liquid fuel hydrocarbons at reduced energy costs, by eliminating the need for additional preparation and processing of oil and gas, as well as providing the possibility of using low temperatures and pressures by optimizing the mechanism of action on hydrocarbon molecules.
Достигается это тем, что в способе переработки конденсированных углеводородов путем воздействия на них ионизирующим излучением отличительной особенностью является то, что конденсированные углеводороды предварительно насыщают газообразными алканами и/или водородом до газонаполнения выше 0,1 и поддерживают данный уровень газонаполнения в процессе воздействия, воздействуют ускоренными электронами при мощности дозы облучения выше 340 Гр/с, а образовавшиеся продукты постоянно выводят из зоны облучения. This is achieved by the fact that in the method of processing condensed hydrocarbons by exposing them to ionizing radiation, a distinctive feature is that condensed hydrocarbons are preliminarily saturated with gaseous alkanes and / or hydrogen until gas filling is higher than 0.1 and maintain this level of gas filling during exposure, they are affected by accelerated electrons when the dose rate is above 340 Gy / s, and the resulting products are constantly removed from the irradiation zone.
Поддерживают уровень газонаполнения конденсированных углеводородов постоянным барботажем газообразных алканов и/или водорода. Образующиеся продукты отводят в тоне газа, конденсат отделяют, а газ возвращают на барботаж. The gas filling level of condensed hydrocarbons is maintained by constant bubbling of gaseous alkanes and / or hydrogen. The resulting products are removed in a tone of gas, the condensate is separated, and the gas is returned to the bubble.
Таким образом, при реализации изобретения становится возможным проведение процесса в мягких условиях: при атмосферном давлении, без нагревания, при определенном газонаполнении сырья (газонаполнение или газосодержание это доля объема газовой фазы в общем объеме двухфазной смеси см. А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. М. Химия, 1978, с. 116), при определенной мощности дозы облучения реакционной массы ускоренными электронами. В условиях проведения процесса, рекомендуемых изобретением, происходит разогревание, по меньшей мере, верхнего слоя конденсированных углеводородов, насыщенных газом до 400oC, и их вскипания, что способствует направленному протеканию процесса деструкции молекул конденсированных углеводородов с образованием желаемых продуктов деструкции.Thus, when implementing the invention, it becomes possible to carry out the process under mild conditions: at atmospheric pressure, without heating, with a certain gas filling of the feedstock (gas filling or gas content is a fraction of the volume of the gas phase in the total volume of the two-phase mixture, see A. Kasatkin. Main processes and chemical technology apparatuses. M. Chemistry, 1978, p. 116), at a certain dose rate of the reaction mass by accelerated electrons. Under the conditions of the process recommended by the invention, at least the upper layer of condensed hydrocarbons saturated with gas up to 400 ° C is heated and boiled, which contributes to the directional course of the process of destruction of condensed hydrocarbon molecules with the formation of the desired degradation products.
В отличие от прототипа [3] предусматривающего воздействие ионизирующим излучением при высоких температурах, способ согласно изобретению может реализоваться без нагревания реакционной массы, что снижает энергозатраты на проведение процесса, но при этом получают высококачественный продукт переработки, представляющий собой смесь, состоящую из низкомолекулярных углеводородов, относящихся к бензину, керосину, лигроину. Unlike the prototype [3] providing for exposure to ionizing radiation at high temperatures, the method according to the invention can be implemented without heating the reaction mass, which reduces the energy consumption for the process, but at the same time get a high-quality processing product, which is a mixture consisting of low molecular weight hydrocarbons related to gasoline, kerosene, naphtha.
На чертеже представлена зависимость качества получаемого по новому способу моторного топлива от мощности дозы излучения и газосодержания в перерабатываемом углеводородном сырье. The drawing shows the dependence of the quality of the motor fuel obtained by the new method on the dose rate of the radiation and gas content in the processed hydrocarbon feed.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение. The following are examples illustrating the invention.
Пример 1. В качестве сырья используют обезвоженную Арланскую нефть без минеральных примесей. Порцию нефти 100 г при 20oC и 1 ат подают в реакционный сосуд, через который снизу пропускают 10 л/мин газообразного метана (свободное течение через слой жидкости, газонасыщение рабочего слоя 0,1-0,23). Образующуюся газо-нефтяную смесь облучают ускоренными электронами с энергией E= 5 МэВ при мощности дозы 350 Гр/с, генерируемыми линейным ускорителем У-12Ф. Целевой продукт выводят в потоке метана и конденсируют. В состав полученного конденсата входят 80% алканов, 11% циклоалканов, 6% олефинов и 3% ароматических углеводородов. Из них выкипает до 205oC 94% до 300oC 99% до 350oC-100%
Для повышения полноты утилизации организуют замкнутый цикл по газу - избыточный газ после конденсата возвращают в смеси с исходным метаном в реакционный сосуд. Уровень жидкости в сосуде восполняют за счет добавления новых порций нефти. При этом достигается полная конверсия как газа, так и нефти в жидкие топливные углеводороды. При переработке 1 кг нефти связывается 0,51 кг метана. Масса полученного продукта оставляет 1,51 кг. Среднее октановое число бензиновой фракции (гексаны-деканы) в целевом продукте равно 94.Example 1. As a raw material use dehydrated Arlan oil without mineral impurities. A 100 g portion of oil at 20 ° C and 1 atm is fed into a reaction vessel, through which 10 l / min of methane gas is passed from below (free flow through a liquid layer, gas saturation of the working layer 0.1-0.23). The resulting gas-oil mixture is irradiated with accelerated electrons with an energy of E = 5 MeV at a dose rate of 350 Gy / s generated by a linear accelerator U-12F. The target product is removed in a stream of methane and condensed. The composition of the condensate obtained includes 80% alkanes, 11% cycloalkanes, 6% olefins and 3% aromatic hydrocarbons. Of them boils up to 205 o
To increase the completeness of utilization, a closed gas cycle is organized - the excess gas after the condensate is returned in a mixture with the initial methane to the reaction vessel. The liquid level in the vessel is made up by adding new portions of oil. In this case, a complete conversion of both gas and oil into liquid fuel hydrocarbons is achieved. During the processing of 1 kg of oil, 0.51 kg of methane is bound. The mass of the obtained product leaves 1.51 kg. The average octane number of the gasoline fraction (hexanes-decanes) in the target product is 94.
Пример 2. По методике примера 1 подвергли переработке сырую обезвоженную Арланскую нефть без минеральных примесей. Газосодержащие и мощность дозы облучения ускоренными электронами по сравнению с примером 1 изменили соответственно до 0,07 и 508 Гр/с. Example 2. By the method of example 1 was subjected to processing of crude dehydrated Arlan oil without mineral impurities. Gas-containing and dose rate of accelerated electrons compared with example 1 were changed, respectively, to 0.07 and 508 Gy / s.
Результаты представлены в таблице 1. The results are presented in table 1.
Пример 3. Условия проведения процесса переработки конденсированных углеводородов в виде каменного угля (Кизел) и полученные результаты представлены в таблице 1. Example 3. Conditions for the processing of condensed hydrocarbons in the form of coal (Kiesel) and the results are presented in table 1.
Пример 4. Подвергли переработке мазут М-40 в условиях с результатами, предусмотренными в таблице 1. Example 4. Subjected to processing fuel oil M-40 in conditions with the results provided in table 1.
Пример 5. Подвергли переработке гудрон в условиях и с результатами, представленными в таблице 1. Example 5. Subjected to the processing of tar in the conditions and with the results presented in table 1.
Примеры 6-9. Условия обработки различных видов сырья и состав конечных продуктов представлены в таблице 2. Приведенные результаты показывают, что несоблюдение заявляемых условий переработки приводит к образованию неутилизируемых продуктов и не обеспечивает полноты конверсии сырья. Examples 6-9. The processing conditions of various types of raw materials and the composition of the final products are presented in table 2. The results show that failure to comply with the claimed processing conditions leads to the formation of non-recyclable products and does not ensure the complete conversion of raw materials.
Во всех случаях реализации нового способа при газонаполнении ниже 0,10 или мощности дозы ниже 340 Гр/с происходило необратимое смолообразование в реакционной смеси. In all cases of the implementation of the new method with gas filling below 0.10 or dose rate below 340 Gy / s, irreversible gum formation in the reaction mixture occurred.
Пример 10. Изучили зависимость качества целевого продукта (получаемого моторного топлива) от мощности дозы излучения и от газосодержания в перерабатываемом углеводородном сырье. Результаты приведены на чертеже. Example 10. We studied the dependence of the quality of the target product (obtained motor fuel) on the radiation dose rate and on the gas content in the processed hydrocarbon feed. The results are shown in the drawing.
На чертеже показано влияние условий обработки (при атмосферном давлении и комнатной температуре) на комплексный показатель качества целевых продуктов (Q). Величина Q учитывает наличие смол в жидком продукте; наличие соединений, вызывающих полимеризацию в двигателях; изменение молекулярной массы жидкой фазы в ходе переработки; степень непредельности и детонационные свойства молекул жидкости. Как видно на чертеже, обработка углеводородного сырья новым способом приводит к улучшению свойств моторного топлива в области g ≥ 0,1 и P ≥ 340 Гр/с. В иных условиях эксплуатационные параметры жидких продуктов либо ниже, чем у компонентов сырой нефти, либо непригодны для использования в двигателях. The drawing shows the influence of the processing conditions (at atmospheric pressure and room temperature) on the integrated quality indicator of the target products (Q). The Q value takes into account the presence of resins in the liquid product; the presence of compounds that cause polymerization in engines; a change in the molecular weight of the liquid phase during processing; degree of unsaturation and detonation properties of liquid molecules. As can be seen in the drawing, the processing of hydrocarbon raw materials in a new way leads to an improvement in the properties of motor fuel in the region of g ≥ 0.1 and P ≥ 340 Gy / s. In other conditions, the operational parameters of liquid products are either lower than those of the components of crude oil, or unsuitable for use in engines.
Таким образом, заявленный способ обеспечивает получение следующих результатов:
выход жидкого утилизируемого продукта составляет практически 100% от массы перерабатываемого углеводородного сырья;
целевой продукт имеет надежное бытовое и промышленное применение в качестве моторного или дизельного топлива; высокооктановых и высококалорийных добавок к топливам, промышленных и бытовых растворителей;
способ обеспечивает пониженную энергоемкость и материалоемкость переработки нефти за счет низких давлений, температур и отсутствия катализаторов.Thus, the claimed method provides the following results:
the yield of liquid recyclable product is almost 100% by weight of the processed hydrocarbon feedstock;
the target product has reliable domestic and industrial applications as motor or diesel fuel; high-octane and high-calorie fuel additives, industrial and household solvents;
The method provides reduced energy and material consumption of oil refining due to low pressures, temperatures and the absence of catalysts.
В отличие от нового способа, способ-прототип [3] не позволяет регулировать степень деструкции всего сырья и поэтому конечный продукт состоит из широкой гаммы соединений с температурой кипения 500oC и выше (включая асфальтены). Новый способ обеспечивает необратимое селективное образование низкомолекулярных углеводородов.Unlike the new method, the prototype method [3] does not allow to regulate the degree of destruction of all raw materials and therefore the final product consists of a wide range of compounds with a boiling point of 500 o C and above (including asphaltenes). The new method provides irreversible selective formation of low molecular weight hydrocarbons.
Способ-прототип [3] позволяет получать исключительно смесь продуктов, часть из которых имеет меньшую молекулярную массу, а часть большую, чем средняя молекулярная масса исходного сырья. Таким образом, по способу-прототипу [3] образуется значительное (не менее 20%) количество неутилизируемых шлаков. Новый же способ обеспечивает переработку сырья в низкомолекулярные продукты (бензин, керосин, лигроин) с высоким выходом, в то время как выход утилизируемой низкомолекулярной фракции по способу-прототипу [3] не превышает 50% от объема сырья, причем целевой низкомолекулярный продукт содержит непредельные углеводороды, склонные к образованию смол и ухудшающие его количество. Он имеет низкое октановое число (66-80), что препятствует его прямому использованию в качестве бензина или керосина. The prototype method [3] allows you to get only a mixture of products, some of which have a lower molecular weight, and part larger than the average molecular weight of the feedstock. Thus, by the prototype method [3], a significant (at least 20%) amount of recyclable slags is formed. The new method provides the processing of raw materials into low molecular weight products (gasoline, kerosene, naphtha) with a high yield, while the yield of the utilized low molecular weight fraction according to the prototype method [3] does not exceed 50% of the volume of raw materials, and the target low molecular weight product contains unsaturated hydrocarbons Resin prone and degraded. It has a low octane rating (66-80), which prevents its direct use as gasoline or kerosene.
Способ согласно изобретению реализуется с помощью серийно выпускаемых узлов и оборудования, без использования высокопрочных конструкционных материалов и оборудования, характерных для традиционного крекинга. Для проведения переработки нефти и ее компонентов новым способом требуется в 5-14 раз меньшее количество тепла и электроэнергии, чем для традиционного крекинга. The method according to the invention is implemented using commercially available components and equipment, without the use of high-strength structural materials and equipment characteristic of traditional cracking. Refining oil and its components in a new way requires 5-14 times less heat and electricity than for traditional cracking.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96107487/04A RU2099387C1 (en) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | Method of processing condensed hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96107487/04A RU2099387C1 (en) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | Method of processing condensed hydrocarbons |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96107487A RU96107487A (en) | 1997-10-20 |
| RU2099387C1 true RU2099387C1 (en) | 1997-12-20 |
Family
ID=20179416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96107487/04A RU2099387C1 (en) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | Method of processing condensed hydrocarbons |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2099387C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005009607A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Smirnov Valentin Panteleimonov | Method for originating chain dissociation and polycondensation reactions of hydrocarbons and device for carrying out said method |
| US8192591B2 (en) | 2005-12-16 | 2012-06-05 | Petrobeam, Inc. | Self-sustaining cracking of hydrocarbons |
| RU2579514C1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Method for processing paraffins and alkylates |
| RU2622289C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-06-14 | Сергей Александрович Курмаев | Method for obtaining light hydrocarbons |
-
1996
- 1996-04-17 RU RU96107487/04A patent/RU2099387C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Чертков Я.Б. Современные и перспективные углеводородные реактивные и дизельные топлива. - М.: Химия, 1968, с.165 - 175. Сараева В.В. Радиолиз углеводородов в жидкой фазе. Современное состояние вопроса. - М.: Изд-во Московского университета, 1986, с.216. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005009607A1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-02-03 | Smirnov Valentin Panteleimonov | Method for originating chain dissociation and polycondensation reactions of hydrocarbons and device for carrying out said method |
| US8192591B2 (en) | 2005-12-16 | 2012-06-05 | Petrobeam, Inc. | Self-sustaining cracking of hydrocarbons |
| US8911617B2 (en) | 2005-12-16 | 2014-12-16 | Petrobeam, Inc. | Self-sustaining cracking of hydrocarbons |
| RU2579514C1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Method for processing paraffins and alkylates |
| RU2622289C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-06-14 | Сергей Александрович Курмаев | Method for obtaining light hydrocarbons |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kaminsky et al. | Olefins from polyolefins and mixed plastics by pyrolysis | |
| US4883582A (en) | Vis-breaking heavy crude oils for pumpability | |
| US20190366296A1 (en) | System and method for cleaning hyrocarbon contaminated water | |
| Wu et al. | Pyrolysis behavior of low-density polyethylene over HZSM-5 via rapid infrared heating | |
| Lee | Pyrolysis of waste polystyrene and high-density polyethylene | |
| RU2099387C1 (en) | Method of processing condensed hydrocarbons | |
| US3870611A (en) | Processing of coal to produce liquid and vaporous hydrocarbons | |
| US1881534A (en) | Process of refining hydrocarbon oils | |
| RU2333932C1 (en) | Method of electrochemical cracking of heavy oil products | |
| Shvets et al. | Oxygen-Induced Cracking Distillation of Oil in the Continuous Flow Tank Reactor. | |
| US4214974A (en) | Process for hydrogenation of coal | |
| US4839021A (en) | Treatment of petroleum derived organic sludges and oil residues | |
| US1942191A (en) | Process for the heat treatment of liquids | |
| RU2288940C1 (en) | Process for thermochemical processing of heavy petroleum residues | |
| US1582131A (en) | Method of recovering alpha metallic halide from hydrocarbon sludges | |
| US5316655A (en) | Process for making light hydrocarbonaceous liquids in a delayed coker | |
| US1933107A (en) | Process for the manufacture of high grade burning oils and antiknock motor fuels | |
| US2301391A (en) | Process for converting normally gaseous hydrocarbons into motor fuel | |
| US1904133A (en) | Process for treating hydrocarbons | |
| US2177376A (en) | Production of valuable hydrocarbon products | |
| US2078468A (en) | Treating hydrocarbon oils | |
| US4225414A (en) | Process for hydrocracking carbonaceous material to provide fuels or chemical feed stock | |
| RU2479621C1 (en) | Oil product electrothermolysis method, and plant for its implementation | |
| CA1295571C (en) | Vis-breaking heavy crude oils for pumpability | |
| RU2622289C1 (en) | Method for obtaining light hydrocarbons |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060418 |