RU2179572C1

RU2179572C1 - Method of treating liquid hydrocarbons and installation for implementation the method

Info

Publication number: RU2179572C1
Application number: RU2000130763A
Authority: RU
Inventors: В.В. Крымский; В.А. Федотов
Original assignee: Федотов Валерий Анатольевич
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-02-20

Abstract

FIELD: petroleum processing and petrochemistry. SUBSTANCE: invention, in particular, relates to treatment of liquid, preferably light petroleum products for their refinement and reforming by means of electromagnetic fields. Method consists in that liquid hydrocarbons are preheated to turn into vapor state and resulting vapors, which are made move spirally inside a container, are treated by unipolar electromagnetic pulses with power greater than 1 MW, duration less than 1 ns, and frequency at least 1 kHz, after which vapors are cooled to liquid state. Installation comprises container for treatment of hydrocarbons with system for supplying liquid hydrocarbons and discharging treated vapors, apparatus for heating liquid hydrocarbons, apparatus for cooling treated vapors, and unipolar electromagnetic pulse generator. Hydrocarbon treatment container is constructed in the form of two coaxial cylinders joined by common bottom on one end and ending each with conical part on the other end, inside surface of external cylinder with its conical part and outside surface of internal cylinder with its conical part being connected, respectively, with cable armor and central cable conductor. Supply connecting pipe is disposed near the conical part of container at angle 70-80 deg. to longitudinal axis of container. EFFECT: improved qualitative characteristics of hydrocarbons such as tar and sulfur levels and octane number. 3 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретения относятся к средствам обработки жидких, преимущественно светлых, нефтепродуктов для их очистки и риформинга посредством электромагнитных полей и могут широко использоваться в нефтехимической промышленности. The invention relates to means for processing liquid, mainly light, oil products for their purification and reforming by means of electromagnetic fields and can be widely used in the petrochemical industry.

Известны способ обработки жидких углеводородов с помощью магнитного поля и установка для его осуществления, описанные в пат. РФ 2121595 "Способ модификации горюче-смазочных материалов и модификатор" по кл. F 02 М 27/04, C 10 G 32/02, з. 03.07.97, оп. 10.11.98. A known method of processing liquid hydrocarbons using a magnetic field and installation for its implementation, described in US Pat. RF 2121595 "Method for the modification of fuels and lubricants and modifier" according to cl. F 02 M 27/04, C 10 G 32/02, s. 07/03/97, op. 11/10/98.

Известный способ заключается в воздействии на горюче-смазочные материалы (ГСМ) переменного магнитного поля, частоту которого увеличивают от начала обработки к концу. The known method consists in exposure to fuels and lubricants (fuel and lubricants) of an alternating magnetic field, the frequency of which is increased from the beginning of processing to the end.

Установка для обработки ГСМ содержит спиральный трубопровод с входным и выходным патрубками и установленный на нем многополюсный постоянный магнит, выполненный в виде двух кольцевых пластин, каждая из которых лежит в плоскости, параллельной плоскости спирали, а другая - с противоположной. An installation for processing fuels and lubricants contains a spiral pipeline with inlet and outlet nozzles and a multi-pole permanent magnet mounted on it, made in the form of two annular plates, each of which lies in a plane parallel to the plane of the spiral, and the other with the opposite.

Изменение частоты магнитного поля в процессе обработки приводит к значительному снижению сил поверхностного натяжения в углеводородных жидкостях, активному перемешиванию потока, что обеспечивает улучшение смазывающих и моющих свойств топлива (для очистки камеры сгорания), а также существенно увеличивает полноту сгорания за счет лучшего контакта топлива с кислородом. Changing the frequency of the magnetic field during processing leads to a significant decrease in surface tension forces in hydrocarbon fluids, active mixing of the flow, which improves the lubricating and washing properties of the fuel (for cleaning the combustion chamber), and also significantly increases the completeness of combustion due to better contact of the fuel with oxygen .

Выполнение трубопровода в виде спирали с расположенными с обеих сторон кольцевыми магнитами обеспечивает обработку ГСМ в постоянно изменяющемся по частоте магнитном поле в процессе передвижения жидкости по трубопроводу. The execution of the pipeline in the form of a spiral with ring magnets located on both sides ensures the processing of fuel and lubricants in a magnetic field constantly changing in frequency during the movement of the liquid through the pipeline.

Однако известные средства улучшают лишь эксплуатационные свойства ГСМ, такие как полнота сгорания топлива, моющие свойства, уменьшение содержания вредных выбросов в отработавших газах, но не изменяют его качественные характеристики. However, the known means improve only the operational properties of fuels and lubricants, such as the completeness of fuel combustion, cleaning properties, reducing the content of harmful emissions in exhaust gases, but do not change its qualitative characteristics.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемым являются способ обработки жидких углеводородов посредством электромагнитных полей и установка для его осуществления, описанные в пат. РФ 2098454 "Способ обработки жидких углеводородов и устройство для его осуществления" по кл. C 10 G 32/02, B 01 J 19/12, з. 25.11.93, oп. 10.12.97 и выбранные в качестве прототипов. Closest to the technical nature of the claimed are a method of processing liquid hydrocarbons by means of electromagnetic fields and installation for its implementation, described in US Pat. RF 2098454 "A method of processing liquid hydrocarbons and a device for its implementation" according to class. C 10 G 32/02, B 01 J 19/12, c. 11/25/93, op. 12/10/97 and selected as prototypes.

Известный способ обработки жидких углеводородов заключается в том, что на жидкие углеводороды воздействуют импульсным магнитным полем напряженностью 8•10⁵-2•10⁶ А/м с частотой импульсов 700-800 Гц и длительностью импульсов 0,02-0,009 с, при этом обработку проводят в течение действия 1-5 импульсов непосредственно перед использованием жидких углеводородов.A known method of processing liquid hydrocarbons is that liquid hydrocarbons are affected by a pulsed magnetic field of intensity 8 • 10 ⁵ -2 • 10 ⁶ A / m with a pulse frequency of 700-800 Hz and a pulse duration of 0.02-0.009 s, while processing carried out during the action of 1-5 pulses immediately before using liquid hydrocarbons.

Известная установка содержит емкость для обработки жидких углеводородов, системы подвода и отвода жидких углеводородов, в каждой из которых установлены управляемые дроссели и запорные краны, а также возбудитель электромагнитного поля, выполненный в виде соленоида, токопроводящая обмотка которого охватывает емкость для обработки жидких углеводородов. The known installation contains a tank for processing liquid hydrocarbons, a system for supplying and discharging liquid hydrocarbons, in each of which controlled chokes and shut-off valves are installed, as well as an electromagnetic field exciter made in the form of a solenoid, whose conductive winding covers a tank for processing liquid hydrocarbons.

Недостаток известных средств обработки заключается в следующем. С их помощью изменяется макроструктура молекул обрабатываемых углеводородов, что изменяет их физико-химические свойства, такие как вязкость, температура вспышки, стабилизирует процесс их сгорания, уменьшая токсичность отработавших газов, т.е. улучшаются их технологические (эксплуатационные) свойства, а качественные характеристики, такие как содержание вредных примесей в самих жидких углеводородах (в частности, смолы и сера) и октановое число, не изменяются. Это объясняется тем, что обработка ведется фактически магнитным полем, которое не может изменить атомно-молекулярной структуры обрабатываемых жидких углеводородов. A disadvantage of the known processing means is as follows. With their help, the macrostructure of the molecules of the processed hydrocarbons changes, which changes their physicochemical properties, such as viscosity, flash point, stabilizes the process of their combustion, reducing the toxicity of exhaust gases, i.e. their technological (operational) properties are improved, and qualitative characteristics, such as the content of harmful impurities in the liquid hydrocarbons themselves (in particular, resins and sulfur) and the octane number, are not changed. This is due to the fact that the treatment is actually carried out by a magnetic field, which cannot change the atomic-molecular structure of the processed liquid hydrocarbons.

Целью заявляемой группы изобретений является улучшение качественных характеристик жидких углеводородов, таких как содержание смол, серы и октановое число. The aim of the claimed group of inventions is to improve the quality characteristics of liquid hydrocarbons, such as tar, sulfur and octane.

Поставленная цель достигается тем, что:
- в способе обработки жидких углеводородов, заключающемся в том, что на жидкие углеводороды воздействуют электромагнитными импульсами, согласно изобретению перед обработкой жидкие углеводороды подогревают до состояния пара, затем воздействуют на эти пары при обеспечении движения их по спирали вдоль емкости для обработки однополярными электромагнитными импульсами тока мощностью более 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц, а далее охлаждают их до состояния жидкой фазы;
- в установке для обработки жидких углеводородов, содержащей емкость для обработки углеводородов с системой их подвода и отвода и возбудитель электромагнитных импульсов, связанный с емкостью для обработки, согласно изобретению возбудитель электромагнитных импульсов представляет собой генератор однополярных импульсов мощностью более 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц, емкость для обработки углеводородов выполнена в виде двух коаксиальных цилиндров, соединенных на одном конце общим дном, а на другом заканчивающихся конусной частью, соединенной с генератором однополярных электромагнитных импульсов через кабель, и согласована с последним по волновому сопротивлению, система подвода представляет собой патрубок, расположенный вблизи конусной части наружного цилиндра емкости для обработки под углом 70-80^o к продольной оси емкости, а система отвода выполнена в виде патрубка, расположенного на наружном цилиндре вблизи общего дна цилиндров, причем в установку введены дополнительно устройство подогрева жидких углеводородов до состояния пара, выполненное с возможностью регулирования температуры подогрева в зависимости от вида жидких углеводородов и подсоединенное к патрубку подвода, и устройство охлаждения пара до состояния жидкой фазы, выполненное с возможностью регулирования температуры охлаждения в зависимости от вида охлаждаемых углеводородов, подсоединенное к патрубку отвода.This goal is achieved by the fact that:
- in the method of processing liquid hydrocarbons, which consists in the fact that liquid hydrocarbons are affected by electromagnetic pulses, according to the invention, liquid hydrocarbons are heated to a state of steam before processing, then they are acted upon by these pairs while spiraling them along a tank for processing unipolar electromagnetic current pulses with power more than 1 MW, with a duration of less than 1 ns and a repetition rate of at least 1 kHz, and then cool them to the state of the liquid phase;
- in the installation for processing liquid hydrocarbons containing a tank for processing hydrocarbons with a supply and removal system and an electromagnetic pulse exciter associated with the processing tank, according to the invention, the electromagnetic pulse exciter is a unipolar pulse generator with a power of more than 1 MW and a duration of less than 1 ns and with a repetition rate of at least 1 kHz, the tank for processing hydrocarbons is made in the form of two coaxial cylinders connected at one end with a common bottom, and at the other end which are connected with the generator of unipolar electromagnetic pulses through a cable and matched with the latter by wave impedance, the supply system is a pipe located near the conical part of the outer cylinder of the tank for processing at an angle of 70-80 ^o to the longitudinal axis of the tank, and the exhaust system made in the form of a pipe located on the outer cylinder near the common bottom of the cylinders, and an additional device for heating liquid hydrocarbons to a state of steam is introduced into the installation, Making a adjustably heating temperature depending on the type of liquid hydrocarbon and connected to the inlet conduit and a cooling device to couple the phase state of a liquid capable of adjusting the cooling temperature depending on the type of refrigerated hydrocarbon coupled to the nozzle outlet.

При этом установка для обработки жидких углеводородов может быть смонтирована на передвижной платформе. Moreover, the installation for processing liquid hydrocarbons can be mounted on a mobile platform.

Использование однополярных электромагнитных импульсов тока, которые являются характерной особенностью несинусоидального (непериодического) электромагнитного поля, приводит к отсутствию осциллирующих колебаний в излучаемом поле, следствием чего является наличие характерного пространственно-временного направления действия силы за время одного импульса с мощной энергетикой. Согласованность по волновому сопротивлению емкости для обработки и кабеля генератора практически исключает потери мощности. The use of unipolar electromagnetic current pulses, which are a characteristic feature of a non-sinusoidal (non-periodic) electromagnetic field, leads to the absence of oscillating oscillations in the radiated field, which results in the presence of a characteristic spatio-temporal direction of the force during a single pulse with powerful energy. Consistency in the impedance of the processing vessel and generator cable virtually eliminates power loss.

Воздействие очень коротких (менее 10^-9 с) и очень мощных (более 1 МВт) импульсов на жидкие углеводороды приводит к их импульсному радиолизу. В частности, характерной особенностью импульсного радиолиза органических жидкостей, к которым относятся и углеводороды, является образование сольватированных электронов e $\binom{-}{s}$ , которые являются одними из активных реагентов, вызывающих отщепление атомов водорода от насыщенных соединений и присоединение его к ненасыщенным. Сильными реагентами являются и отщепленные атомы водорода, действующие аналогично сольватированным электронам (см. Э.Харт и М.Анбар "Гидратированный электрон", М.: Атомиздат, 1973, стр. 143-175).The effect of very short (less than 10 ^-9 s) and very powerful (more than 1 MW) pulses on liquid hydrocarbons leads to their pulse radiolysis. In particular, a characteristic feature of pulsed radiolysis of organic liquids, which include hydrocarbons, is the formation of solvated electrons e $\binom{-}{s}$ , which are one of the active reagents that cause the removal of hydrogen atoms from saturated compounds and its addition to unsaturated. Detached hydrogen atoms acting similarly to solvated electrons are also strong reagents (see E. Hart and M. Anbar, “Hydrated Electron,” Moscow: Atomizdat, 1973, pp. 143-175).

Реакции сольватированных электронов e $\binom{-}{s}$ и атомов водорода с органическими соединениями приводят к окислительно-восстановительным реакциям, в результате которых происходит выпадение в осадок смол и выделение сероводорода, т.е. удаление серы из углеводорода, а также повышение содержания изооктана, т.е. октанового числа.Solvated Electron Reactions e $\binom{-}{s}$ and hydrogen atoms with organic compounds lead to redox reactions, resulting in the precipitation of resins and the release of hydrogen sulfide, i.e. removal of sulfur from a hydrocarbon, as well as an increase in the content of isooctane, i.e. octane number.

Предварительный подогрев с помощью регулируемого по температуре устройства подогрева жидких углеводородов до состояния пара облегчает описанное выше воздействие электромагнитных импульсов на углеводороды, поскольку в этом состоянии их частицы не связаны между собой молекулярными силами притяжения и хаотически движутся, заполняя возможный объем. Спиралеобразное движение паров в емкости для обработки, обусловленное углом ввода их в емкость через наклонный патрубок подвода, увеличивает время взаимодействия паров с электромагнитными импульсами. Preheating using a temperature-controlled device for heating liquid hydrocarbons to a state of vapor facilitates the above-described effect of electromagnetic pulses on hydrocarbons, since in this state their particles are not interconnected by molecular attractive forces and move randomly, filling a possible volume. The spiral-like movement of the vapors in the processing vessel, due to the angle of their entry into the vessel through an inclined supply pipe, increases the time of interaction of the vapors with electromagnetic pulses.

Охлаждение обработанных паров до состояния жидкой фазы посредством регулируемого по температуре устройства охлаждения позволяет получить обработанные углеводороды в виде, готовом для использования, завершая цикл обработки. Cooling the treated vapors to the state of the liquid phase by means of a temperature-controlled cooling device makes it possible to obtain the processed hydrocarbons in a form ready for use, completing the treatment cycle.

В сравнении с прототипом заявляемый способ обработки обладает новизной, отличаясь от него такими существенными признаками как предварительный подогрев жидких углеводородов до состояния пара, обработка полученного пара при движении его по спирали в емкости для обработки с помощью очень мощных (>1 МBт) и очень коротких (<1 нс) однополярных электромагнитных импульсов и последующее охлаждение обработанных углеводородов до состояния жидкой фазы, обеспечивающих в совокупности заданный результат. Compared with the prototype, the inventive processing method has a novelty, differing from it in such essential features as preheating of liquid hydrocarbons to a state of steam, processing of the resulting steam when it moves in a spiral in a processing tank using very powerful (> 1 MBt) and very short ( <1 ns) of unipolar electromagnetic pulses and subsequent cooling of the treated hydrocarbons to the state of the liquid phase, which together provide the desired result.

В сравнении с прототипом заявляемая установка для обработки также обладает новизной, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение возбудителя электромагнитных импульсов в виде генератора мощных коротких однополярных импульсов, емкости для обработки в виде коаксиальных цилиндров с конической частью на одном конце и общим дном на другом конце, согласованной по волновому сопротивлению с кабелем генератора, наличием регулируемых по температуре устройств подогрева жидких углеводородов до состояния пара и охлаждения паров до состояния жидкой фазы, выполнением системы подвода и отвода в виде патрубков, размещенных соответственно в начале и конце емкости при размещении патрубка подвода под углом 70-80^o к продольной оси емкости, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.Compared with the prototype, the inventive processing unit also has novelty, differing from it in such essential features as the implementation of the electromagnetic pulse exciter in the form of a generator of powerful short unipolar pulses, processing tanks in the form of coaxial cylinders with a conical part at one end and a common bottom at the other end matched in wave resistance with the generator cable, the presence of temperature-controlled devices for heating liquid hydrocarbons to a state of steam and cooling vapor to the state of the liquid phase, the implementation of the inlet and outlet systems in the form of nozzles located respectively at the beginning and end of the tank when placing the supply pipe at an angle of 70-80 ^o to the longitudinal axis of the tank, which together provide the desired result.

Заявителю неизвестны технические решения, имеющие признаки, совпадающие с перечисленными выше отличительными признаками заявляемых способа и установки для обработки жидких углеводородов, причем названные способ и установка не следуют явным образом из известного уровня техники и в литературе не подтверждена известность влияния отличительных признаков на достигаемый (указанный) заявителем результат, поэтому он считает, что заявляемые технические решения соответствуют критерию "изобретательский уровень". The applicant is not aware of technical solutions having the signs that coincide with the above distinguishing features of the inventive method and installation for processing liquid hydrocarbons, moreover, the above method and installation do not follow explicitly from the prior art and the literature does not confirm the popularity of the influence of distinctive features on the achieved (specified) the applicant is the result, therefore, he believes that the claimed technical solutions meet the criterion of "inventive step".

Заявляемые способ и установка для обработки жидких углеводородов могут найти широкое применение в нефтехимической промышленности, поэтому соответствуют критерию "промышленная применимость". The inventive method and installation for processing liquid hydrocarbons can find wide application in the petrochemical industry, therefore, meet the criterion of "industrial applicability".

Изобретения иллюстрируется чертежом, где показана общая схема установки для обработки жидких углеводородов. The invention is illustrated in the drawing, which shows the General scheme of the installation for processing liquid hydrocarbons.

Способ обработки жидких углеводородов заключается в том, что жидкие углеводороды предварительно подогревают до состояния пара, затем воздействуют на полученные пары при обеспечении их движения по спирали вдоль емкости для обработки однополярными электромагнитными импульсами мощностью более 1 МВт, длительностью менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц, затем охлаждают обработанные пары до состояния жидкой фазы. A method for processing liquid hydrocarbons is that liquid hydrocarbons are preheated to a state of steam, then act on the resulting pairs while ensuring their spiral motion along the tank for processing with unipolar electromagnetic pulses with a power of more than 1 MW, a duration of less than 1 ns and a repetition rate of at least 1 kHz, then the treated vapor is cooled to the state of the liquid phase.

Установка для обработки жидких углеводородов содержит (см. чертеж) емкость 1 для обработки углеводородов с патрубком 2 подвода жидких углеводородов и патрубком 3 для отвода обработанных паров, устройство 4 подогрева жидких углеводородов, соединенное с патрубком 2, устройство 5 охлаждения обработанных паров, подсоединенное к патрубку 3, и генератор 6 однополярных электромагнитных импульсов, соединенный с емкостью 1 для обработки посредством кабеля 7. При этом емкость 1 для обработки углеводородов выполнена в виде двух коаксиальных цилиндров 1' и 1'', соединенных на одном (выходном) конце общим дном 8, а на другом (входном) конце заканчивающихся каждый конусной частью 9, причем внутренняя поверхность наружного цилиндра 1' с конусной частью 9' и наружная поверхность внутреннего цилиндра 1'' с конусной вершиной 9'' соединены соответственно с оплеткой кабеля 7 и его центральной подводящей жилой. Такая форма емкости 1 для обработки при выборе ее размеров из условия:
W = 60 ln A₂/A₁,
где W - волновое сопротивление коаксиальной линии;
ln - натуральный логарифм;
А₂ - внутренний диаметр наружного цилиндра;
А₁ - наружный диаметр внутреннего цилиндра
(см. Г.З.Айзенберг "Антенны ультракоротких волн", М., 1957 г., стр. 67), обеспечивает согласование емкости 1 для обработки с кабелем 7 генератора 6 по волновому сопротивлению, облегчаемое за счет наличия конусной части 9 и сводящее к минимуму потери мощности при поступлении электромагнитных импульсов в емкость 1. Патрубок 2 подвода расположен вблизи конусной части 9 емкости 1 под углом 70-80^o к продольной оси емкости, патрубок 3 отвода размещен вблизи дна 8 емкости 1.The installation for processing liquid hydrocarbons contains (see the drawing) a tank 1 for processing hydrocarbons with a pipe 2 for supplying liquid hydrocarbons and a pipe 3 for removing treated vapors, a device 4 for heating liquid hydrocarbons connected to the pipe 2, a device 5 for cooling the treated vapors connected to the pipe 3, and a generator 6 of unipolar electromagnetic pulses connected to the processing tank 1 through cable 7. Moreover, the hydrocarbon processing tank 1 is made in the form of two coaxial cylinders 1 'and 1''connected at one (output) end with a common bottom 8, and at the other (input) end ending each with a conical part 9, the inner surface of the outer cylinder 1' with the conical part 9 'and the outer surface of the inner cylinder 1'' with a conical apex 9 '' are connected respectively to the braid of the cable 7 and its central supply conductor. This shape of the tank 1 for processing when choosing its size from the conditions:
W = 60 ln A ₂ / A ₁ ,
where W is the impedance of the coaxial line;
ln is the natural logarithm;
And ₂ is the inner diameter of the outer cylinder;
And ₁ - the outer diameter of the inner cylinder
(see G.Z.Aisenberg "Antennas of ultrashort waves", M., 1957, p. 67), provides matching capacitance 1 for processing with cable 7 of generator 6 in terms of wave impedance, facilitated by the presence of a conical part 9 and reducing to minimize power loss when electromagnetic pulses enter the tank 1. The supply pipe 2 is located near the conical part 9 of the tank 1 at an angle of 70-80 ^o to the longitudinal axis of the tank, the branch pipe 3 is located near the bottom 8 of the tank 1.

Устройство 4 подогрева жидких углеводородов может быть выполнено, например, в виде трубчатой печи 10 с теплообменной камерой 11, снабженной на входе в топку печи 10 регулирующим подачу топлива и воздуха вентилем 12. The device 4 for heating liquid hydrocarbons can be made, for example, in the form of a tubular furnace 10 with a heat exchange chamber 11, equipped at the inlet to the furnace of the furnace 10 with a valve 12 regulating the supply of fuel and air.

Устройство 5 охлаждения пара может представлять собой, в частности, несколько размещенных последовательно и соединенных между собой холодильников 13, теплообменников 14 и емкостей 15. Регулирующим элементом 16 могут служить, например, заслонки, изменяющие расход охлаждающего воздуха. The steam cooling device 5 can be, in particular, several refrigerators 13, heat exchangers 14 and containers 15 arranged in series and connected to each other. The regulating element 16 can be, for example, dampers that change the flow rate of cooling air.

Генератор 6 однополярных электромагнитных импульсов представляет собой, в частности, устройство, описанное в пат. РФ 2004064 "Формирователь наносекундных импульсов" по кл. Н 03 К 3/33, з. 05.06.91, оп. 30.11.93. The generator 6 of unipolar electromagnetic pulses is, in particular, the device described in US Pat. RF 2004064 "Shaper of nanosecond pulses" according to cl. H 03 K 3/33, s. 06/05/91, op. 11/30/93.

Установка может быть смонтирована на передвижной платформе (на чертеже не показано). The installation can be mounted on a mobile platform (not shown in the drawing).

Заявляемый способ обработки жидких углеводородов может быть осуществлен с помощью заявляемой установки следующим образом. The inventive method of processing liquid hydrocarbons can be carried out using the inventive installation as follows.

Жидкие углеводороды (нефтепродукты), подлежащие обработке, подают на подогрев в устройство 4 подогрева - в трубчатую печь 10. Углеводороды в виде нефтепродуктов поступают в печь 10, где образующиеся при сгорании топлива в печи горячие газы поднимаются в теплообменную камеру 11 и нагревают подаваемые сбоку нефтепродукты до температуры, при которой они возгоняются до состояния пара. С помощью вентиля 12 можно регулировать подачу топлива и воздуха, изменяя температуру подогрева углеводородов. The liquid hydrocarbons (oil products) to be processed are fed for heating to the heating device 4 — to a tube furnace 10. Hydrocarbons in the form of oil products enter the furnace 10, where the hot gases generated during the combustion of the fuel in the furnace rise into the heat exchange chamber 11 and heat the oil products supplied from the side to the temperature at which they sublimate to a state of steam. Using valve 12, it is possible to control the flow of fuel and air by changing the temperature of the heating of hydrocarbons.

Из печи 10 через наклонно установленный патрубок 2 нефтепродукты в виде паров поступают в емкость 1 для обработки и начинают движение по спирали внутри емкости 1, где подвергаются воздействию поступающих с генератора 6 однополярных электромагнитных импульсов мощностью более 1 МВт и длительностью менее 1 нс. В течение часа обрабатывается примерно от 1 до 3 кубометров нефтепродуктов, в зависимости от вида сырья. При этом происходит импульсный радиолиз паров, при котором образуются очень активные реагенты - сольватированные электроны e $\binom{-}{s}$ , достаточно легко вызывающие отщепление атомов водорода от молекул газа углеводородов за счет того, что именно в газах молекулы не связаны друг с другом и находятся в хаотическом движении. Взаимодействие сольватированных электронов и атомов водорода с органическими соединениями, каковыми являются нефтепродукты, приводит к окислительно-восстановительным реакциям, в частности, образованию Н₂S и выделению его в виде газа, а также дополнительному образованию изооктана и выпадению в осадок смол. Это улучшает качественные характеристики обрабатываемых углеводородов, уменьшая в них содержание серы и смол, а также повышая октановое число.From the furnace 10, through an obliquely mounted nozzle 2, oil products in the form of vapors enter the processing tank 1 and begin to move in a spiral inside the tank 1, where they are exposed to unipolar electromagnetic pulses from the generator 6 with a power of more than 1 MW and a duration of less than 1 ns. About 1 to 3 cubic meters of oil products are processed within an hour, depending on the type of raw material. In this case, pulsed radiolysis of vapors occurs, during which very active reagents are formed - solvated electrons e $\binom{-}{s}$ that quite easily cause the detachment of hydrogen atoms from hydrocarbon gas molecules due to the fact that it is in gases that the molecules are not connected with each other and are in chaotic motion. The interaction of solvated electrons and hydrogen atoms with organic compounds, such as petroleum products, leads to redox reactions, in particular, the formation of H ₂ S and its evolution in the form of gas, as well as the additional formation of isooctane and precipitation of resins. This improves the quality characteristics of the processed hydrocarbons, reducing the sulfur and resin content in them, as well as increasing the octane number.

Обработанные пары через патрубок 3 выводятся из емкости 1 и поступают в устройство 5 охлаждения, где проходят последовательно через холодильники 13 и теплообменники 14, охлаждаются и частично конденсируются за счет подаваемого, например, с помощью вентилятора воздуха. Жидкость, получаемая в результате конденсации из холодильника 13', проходя через теплообменник 14', охлаждается и поступает в емкость 15'. Несконденсировавшиеся в холодильнике пары поступают далее в холодильник 13', где они также последовательно охлаждаются и частично конденсируются. Далее процесс повторяется аналогично вышеописанному, пока все пары не перейдут в жидкую фазу соответствующей фракции. Температура в холодильниках поддерживается в заданном диапазоне за счет изменения расхода охлаждающего воздуха открытием-закрытием заслонок 16. The processed pairs through the pipe 3 are removed from the tank 1 and enter the cooling device 5, where they pass sequentially through the coolers 13 and heat exchangers 14, are cooled and partially condensed due to the air supplied, for example, by means of a fan. The liquid obtained by condensation from the refrigerator 13 ', passing through the heat exchanger 14', is cooled and enters the tank 15 '. The vapors that are not condensed in the refrigerator go further to the refrigerator 13 ', where they are also subsequently cooled and partially condensed. Next, the process is repeated similarly to the above until all the vapors pass into the liquid phase of the corresponding fraction. The temperature in the refrigerators is maintained in a predetermined range due to changes in the flow rate of cooling air by opening and closing the shutters 16.

В сравнении с прототипом заявляемые способ обработки жидких углеводородов и установка для его осуществления обеспечивают улучшение качественных характеристик жидких углеводородов, таких как содержание серы, смол и октановое число. In comparison with the prototype of the inventive method of processing liquid hydrocarbons and installation for its implementation provide an improvement in the quality characteristics of liquid hydrocarbons, such as sulfur, tar and octane.

Результаты измерения указанных характеристик до и после обработки приведены в таблице. The measurement results of these characteristics before and after processing are shown in the table.

Claims

1. The method of processing liquid hydrocarbons, which consists in the fact that liquid hydrocarbons are affected by electromagnetic pulses, characterized in that before processing the liquid hydrocarbons are heated to a state of steam, then they are acted upon by this steam while it is moving in a spiral along the tank for processing unipolar electromagnetic pulses current with a power of more than 1 MW, a duration of less than 1 ns and a repetition rate of at least 1 kHz and then cooled to the state of the liquid phase.

2. Installation for processing liquid hydrocarbons, containing a processing tank with a supply and removal system and an electromagnetic pulse exciter associated with the processing tank, characterized in that the electromagnetic pulse exciter is a unipolar pulse generator with a power of more than 1 MW and a duration of less than 1 ns and a repetition rate of at least 1 kHz, the processing capacity is made in the form of two coaxial cylinders connected at one end by a common bottom, and at the other ending in a conical part, connected to the generator through a cable, and matched with the last impedance, the supply system is a pipe connected to the outer cylinder near its conical part and located at an angle of 70-80 ^o to the longitudinal axis of the tank, and the exhaust system is made in the form of a pipe connected to the outer cylinder near the common bottom of the cylinders, moreover, an apparatus for heating liquid hydrocarbons to a state of steam, adapted to control the heating temperature and connected to the inlet pipe, and a device for cooling the vapor to a liquid phase state, configured to control the cooling temperature, connected to the branch pipe.

3. Installation for processing liquid hydrocarbons according to claim 2, characterized in that it is mounted on a mobile platform.