RU2333931C2 - Method for refining heavy hydrocarbon raw material - Google Patents

Method for refining heavy hydrocarbon raw material Download PDF

Info

Publication number
RU2333931C2
RU2333931C2 RU2005120699/04A RU2005120699A RU2333931C2 RU 2333931 C2 RU2333931 C2 RU 2333931C2 RU 2005120699/04 A RU2005120699/04 A RU 2005120699/04A RU 2005120699 A RU2005120699 A RU 2005120699A RU 2333931 C2 RU2333931 C2 RU 2333931C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reaction zone
raw material
rectification
activating gas
heavy hydrocarbon
Prior art date
Application number
RU2005120699/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005120699A (en
Inventor
Геннадий Саит нович Туктакиев (RU)
Геннадий Саитянович Туктакиев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ТехКом"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ТехКом" filed Critical Закрытое акционерное общество "ТехКом"
Priority to RU2005120699/04A priority Critical patent/RU2333931C2/en
Publication of RU2005120699A publication Critical patent/RU2005120699A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2333931C2 publication Critical patent/RU2333931C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of refining heavy hydrocarbon raw material and raw oil and can be used in whatever branch of national economy. Method for refining heavy hydrocarbon raw material includes supply of starting raw material to reaction zone with running activating gas through its volume, the temperature of supplied raw material and that in reaction zone being lower than the starting point of raw material boiling, and obtaining end-product at the reaction zone output, with separation from it of gaseous and liquid light fractions and heavy residues by means of rectification. By at least one perforated partition made from material actively absorbing energy of mechanical fluctuations reaction zone is divided into independent sections communicating between themselves. Activating gas is supplied into reaction zone mixed with gaseous fractions re-circulating from the stage of rectification, using method of two-phase ejection through hydrodynamic generator of mechanical fluctuations created by energy of motion of high-energy flow of starting raw material mixed with heavy residues re-circulating from the stage of rectification. From the reaction zone end-product is directed to rectification after isothermal exposure in one of the sections and separation from it of the simplest sulfur compounds.
EFFECT: efficient method for refining hydrocarbon raw material and raw oil.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области переработки тяжелого углеводородного сырья и сырой нефти, может быть использовано в любой области народного хозяйства. Предпочтительная область использования - утилизация отходов нефтепереработки и других остатков (отходов), содержащих органику.The invention relates to the field of processing of heavy hydrocarbons and crude oil, can be used in any field of the national economy. The preferred area of use is the disposal of refinery waste and other residues (waste) containing organic matter.

Известен способ переработки тяжелого углеводородного сырья, включающий подачу сырья в реакционную зону, при поддержании температуры подаваемого сырья и температуры в реакционной зоне ниже точки начала кипения первичного сырья, и получение на выходе из реакционной зоны конечного продукта с выделением из него методом ректификации газообразных, жидких светлых фракций и тяжелых остатков, причем в реакционной зоне сырье подвергают обработке механическими колебаниями, генерируемыми гидромеханическим генератором (см. патент РФ №2158288, МПК C10G 7/00, авторы Фомин В.М. и др., опубл. 27.10.2000). Основным недостатком указанного способа является отсутствие разделения реакционной зоны на независимые секции. Из-за этого используемый в указанном способе роторно-пульсационный акустический аппарат создает поле механических колебаний сложной пространственной формы, распространяющихся во все стороны на неограниченное расстояние, в котором из-за интерференции механических колебаний, создаваемых отдельными окнами статора, могут происходить различные физические явления, не поддающиеся точному количественному расчету или хотя бы качественной оценке, уменьшающиеся по интенсивности воздействия на первичное сырье при удалении от генератора колебаний. В результате такой обработки тяжелого углеводородного сырья по указанному способу получается большое разнообразие воздействий на него и поэтому сложно предсказать конечные продукты, при этом отдельные фракции могут быть широкого фракционного состава, получаться в результате реакций, в самых неожиданных местах реакционной зоны. Самыми неожиданными из них, например, при наличии воды (конденсата) в сырье и при трибомеханическом взаимодействии (контакте) колеблющихся элементов ротора и статора, могут получаться кетоны, непредельные углеводороды и спирты, приводящие к нестабильности свойств конечных продуктов при ректификации и хранении. Это, следовательно, приведет к снижению потребительских качеств товарных продуктов. Кроме этого, неограниченное по объему и времени продолжительное воздействие механических колебаний может вызвать не только выделение серы из сераорганических соединений, но также инициировать обратный процесс в зонах пониженной интенсивности воздействия указанных колебаний. Это также снизит потребительские качества конечного и товарного продукта.A known method of processing heavy hydrocarbon feedstock, comprising supplying the feedstock to the reaction zone, while maintaining the temperature of the feedstock and the temperature in the reaction zone below the starting point of boiling of the primary feedstock, and obtaining a final product at the outlet of the reaction zone with the release of gaseous, liquid light from it by rectification fractions and heavy residues, and in the reaction zone, the raw material is subjected to mechanical vibrations generated by a hydromechanical generator (see RF patent No. 2158288, IPC C1 0G 7/00, authors Fomin V.M. et al., Publ. 10.27.2000). The main disadvantage of this method is the lack of separation of the reaction zone into independent sections. Because of this, the rotary-pulsating acoustic apparatus used in the indicated method creates a field of mechanical vibrations of complex spatial form, extending in all directions to an unlimited distance, in which various physical phenomena can occur due to the interference of mechanical vibrations created by individual stator windows amenable to accurate quantitative calculation, or at least a qualitative assessment, decreasing in intensity of impact on primary raw materials with distance from the generator bany. As a result of such processing of heavy hydrocarbon feedstock by the specified method, a wide variety of effects on it is obtained and it is therefore difficult to predict the final products, while individual fractions can be of a wide fractional composition, obtained as a result of reactions in the most unexpected places of the reaction zone. The most unexpected of them, for example, in the presence of water (condensate) in the feed and during tribomechanical interaction (contact) of the oscillating elements of the rotor and stator, ketones, unsaturated hydrocarbons and alcohols can be produced, leading to instability of the properties of the final products during rectification and storage. This, therefore, will lead to a decrease in consumer qualities of marketable products. In addition, the unlimited volume and time of the long-term effect of mechanical vibrations can cause not only the release of sulfur from organosulfur compounds, but also initiate the reverse process in areas of reduced intensity of the effects of these vibrations. It will also reduce the consumer qualities of the final and commercial product.

Известен способ переработки тяжелого углеводородного сырья, включающий подачу первичного сырья в реакционную зону с пропусканием активирующего газа через объем сырья, при этом поддерживают температуру подаваемого первичного сырья и температуру в реакционной зоне ниже точки начала кипения первичного сырья, и получение на выходе из реакционной зоны конечного продукта, с выделением из него методом ректификации газообразных, а также жидких светлых фракций и тяжелых остатков, а реакционную зону при этом разделяют, по меньшей мере, одной перфорированной перегородкой на независимые секции, сообщенные между собой (см. патент РФ №2170755, МПК C 10 G 7/00, авторы Крючков В.А. и др., опубл. 20.07.2001). Указанный способ имеет ряд недостатков. Так, например, низкая температура сырья, ниже температуры точки начала его кипения в реакционной зоне, не позволяет достичь условий для крекинга тяжелого углеводородного сырья. Для прохождения представленного "газлифтного" процесса и химических процессов конверсии сырья, то есть изменения его молекулярного состава под действием активирующего газа, из-за низкого диспергирования в реакционной зоне газовой фракции в жидком сырье и соответственно малого реакционного объема, из-за малой поверхности активации, то есть поверхности взаимодействия активирующего газа с сырьем, необходимы значительное время и пространство, поэтому удельные показатели и производительность установки будут низкими. Кроме того, при указанных процессах соединения серы не могут быть удалены, так как нет условий для их выделения, например, из сераорганических соединений.A known method of processing heavy hydrocarbon feedstock, comprising supplying primary feedstock to the reaction zone by passing an activating gas through the feedstock volume, while maintaining the temperature of the supplied feedstock and the temperature in the reaction zone below the starting point of boiling of the primary feedstock, and obtaining a final product at the outlet of the reaction zone , with the isolation of gaseous as well as liquid light fractions and heavy residues from it by rectification, while the reaction zone is separated by at least one ne a perforated partition into independent sections interconnected (see RF patent No. 2170755, IPC C 10 G 7/00, authors Kryuchkov V.A. et al., published on July 20, 2001). The specified method has several disadvantages. So, for example, the low temperature of the feedstock, below the temperature of its boiling point in the reaction zone, does not allow the conditions for cracking of heavy hydrocarbon feeds to be achieved. To go through the presented "gas lift" process and chemical processes of raw material conversion, that is, changes in its molecular composition under the influence of an activating gas, due to the low dispersion of the gas fraction in the reaction zone in the liquid feed and, accordingly, the small reaction volume, due to the small activation surface, that is, the surface of interaction of the activating gas with the feedstock, considerable time and space are required, therefore, the specific indicators and the productivity of the installation will be low. In addition, in these processes, sulfur compounds cannot be removed, since there are no conditions for their isolation, for example, from organosulfur compounds.

Указанный способ наиболее близок к предложенному по поставленной технической задаче и по достигаемому результату и по этой причине он принят нами в качестве прототипа.The specified method is the closest to the proposed technical task and the achieved result, and for this reason it is accepted by us as a prototype.

Задачей, решаемой предложенным способом, является повышение эффективности и избирательности процесса, расширение функциональных возможностей и арсенала используемых средств, улучшение качества товарного продукта и экологичности процесса и снижение энергопотребления и объема отходов.The problem solved by the proposed method is to increase the efficiency and selectivity of the process, expand the functionality and arsenal of the tools used, improve the quality of the commercial product and the environmental friendliness of the process and reduce energy consumption and waste.

Указанная техническая задача решается тем, что предложенный способ переработки тяжелого углеводородного сырья включает подачу первичного сырья в реакционную зону с пропусканием активирующего газа через его объем. При этом поддерживают температуру подаваемого первичного сырья и температуру в реакционной зоне ниже точки начала кипения первичного сырья. Также он включает получение на выходе из реакционной зоны конечного продукта, с выделением из него методом ректификации газообразной и жидкой светлой фракции товарного продукта и тяжелых остатков. Причем, по меньшей мере, одной перфорированной перегородкой реакционную зону разделяют на независимые секции, сообщенные между собой. Также согласно предложенному способу, по меньшей мере, одна перфорированная перегородка между независимыми секциями изготовлена из материала, активно поглощающего энергию механических колебаний. Активирующий газ вводят в реакционную зону в смеси с газообразными фракциями, рециркулирующими со стадии ректификации, методом двухфазной эжекции через гидродинамический генератор механических колебаний, создаваемых за счет энергии движения высокоэнергетического потока первичного сырья в смеси с тяжелыми остатками, рециркулирующими со стадии ректификации, а из реакционной зоны конечный продукт направляют на ректификацию после изотермической выдержки в одной из секций и выделения из него простейших соединений серы.The specified technical problem is solved by the fact that the proposed method for processing heavy hydrocarbon feedstocks involves supplying primary feedstock to the reaction zone with an activating gas passing through its volume. At the same time, the temperature of the supplied primary raw material and the temperature in the reaction zone are maintained below the boiling point of the primary raw material. It also includes obtaining the final product at the outlet of the reaction zone, with the isolation of the gaseous and liquid light fractions of the commercial product and heavy residues from it by rectification. Moreover, at least one perforated partition of the reaction zone is divided into independent sections in communication with each other. Also, according to the proposed method, at least one perforated partition between independent sections is made of a material actively absorbing the energy of mechanical vibrations. The activating gas is introduced into the reaction zone in a mixture with gaseous fractions recirculated from the rectification stage, by two-phase ejection through a hydrodynamic generator of mechanical vibrations created by the energy of the high-energy flow of primary raw materials mixed with heavy residues recycled from the rectification stage, and from the reaction zone the final product is sent for rectification after isothermal exposure in one of the sections and the isolation of the simplest sulfur compounds from it.

Предложенный способ переработки тяжелого углеводородного сырья включает подачу первичного сырья в реакционную зону с пропусканием активирующего газа через его объем, при поддержании температуры подаваемого первичного сырья и температуры в реакционной зоне ниже точки начала кипения первичного сырья, и получение на выходе из реакционной зоны конечного продукта, с выделением из него методом ректификации газообразных, а также жидких светлых фракций готового продукта и тяжелых остатков, причем активирующий газ вводят в реакционную зону в смеси с газообразными фракциями, рециркулирующими со стадии ректификации, методом двухфазной эжекции через гидродинамический генератор механических колебаний, создаваемых за счет энергии движения высокоэнергетического потока первичного сырья в смеси с тяжелыми остатками, рециркулирующими со стадии ректификации. Это позволяет отказаться от дополнительного подогрева конечного продукта для проведения процесса ректификации, так как тепловая энергия, необходимая для разогрева конечного продукта и успешного проведения процесса ректификации, получается из кинетической энергии потока путем преобразования ее при генерации им механических колебаний, торможении его в процессах эжекции активирующего газа и диспергирования газосырьевой смеси. Часть этой энергии затрачивается на конверсию тяжелых углеводородов и получение из них более низкомолекулярных продуктов с менее сложной структурой. Другая ее часть, преобразованная в тепло, расходуется при ректификации конечного продукта.The proposed method for processing heavy hydrocarbon feedstocks involves supplying primary feedstocks to the reaction zone with activating gas passing through its volume, while maintaining the feedstock feed temperature and the temperature in the reaction zone below the starting point of boiling of the primary feedstock, and obtaining a final product at the outlet of the reaction zone, s the separation of gaseous as well as liquid light fractions of the finished product and heavy residues from it by rectification, the activating gas being introduced into the reaction zone mixture with gaseous fractions, recycle from stage rectification method biphasic ejection through hydrodynamic generator of mechanical vibrations, generated due to the energy of motion of the primary high-energy feed stream mixed with the heavy residues recycle from stage rectification. This allows you to abandon the additional heating of the final product for the rectification process, since the thermal energy necessary to heat the final product and successfully carry out the rectification process is obtained from the kinetic energy of the stream by converting it when it generates mechanical vibrations, braking it in the process of ejection of an activating gas and dispersing the gas mixture. Part of this energy is spent on the conversion of heavy hydrocarbons and the production of lower molecular weight products with a less complex structure. Another part, converted into heat, is consumed during rectification of the final product.

Удешевление процесса достигается и тем, что он не требует дополнительных теплообменников для регулирования температуры первичного сырья. Избыточно вводимая тепловая энергия отбирается от конечного продукта в необходимом производственном процессе его ректификации для извлечения товарного продукта, то есть жидких светлых газойлевых и бензинолигроиновых фракций. Эта тепловая энергия может направляться на подогрев вновь поступающей порции тяжелого углеводородного сырья. Также для этой цели может использоваться тепло тяжелых остатков. При этом следует отметить, что процесс не требует слишком точного поддержания температуры на входе, так как при значительном снижении температуры первичного тяжелого углеводородного сырья процесс не прекратится, а уменьшится его эффективность из-за повышения затрат энергии при заданной мощности и подаче насоса на прокачку холодного высоковязкого тяжелого углеводородного сырья, которое вследствие этого будет быстрее разогреваться до оптимальной температуры. Для снижения вязкости первичного сырья на начальной стадии осуществления способа его можно разбавить жидкими фракциями товарного или конечного продуктов. Это также упростит процесс и средства регулирования оптимальных параметров осуществления предложенного способа. При слишком малой вязкости сырья (в том числе и при его перегреве), при заданной мощности и подаче (характеристике) насоса снизится перепад давлений между входом в эжектор и на его выходе, и, следовательно, снизится скорость истечения из него сырья и эффективность эжекции и генерации механических колебаний. Избыточное тепло может отводиться на стадии ректификации и подогрева новой порции сырья. Очевидно, при слишком низкой температуре или высокой вязкости, например, из-за потерь тепла, конечный продукт перед ректификацией может подогреваться.The cheaper process is achieved by the fact that it does not require additional heat exchangers to control the temperature of the primary raw material. Excessively introduced thermal energy is taken from the final product in the necessary production process of its rectification to extract a marketable product, that is, liquid light gas oil and gasoline-naphtha fractions. This thermal energy can be used to heat up a new portion of the heavy hydrocarbon feed. Also, heat of heavy residues can be used for this purpose. It should be noted that the process does not require too precise inlet temperature maintenance, since with a significant decrease in the temperature of the primary heavy hydrocarbon feed, the process will not stop, but its efficiency will decrease due to increased energy costs at a given power and pump supply for pumping cold, highly viscous heavy hydrocarbon feedstocks, which consequently will be heated faster to the optimum temperature. To reduce the viscosity of the primary raw material at the initial stage of the method, it can be diluted with liquid fractions of a commodity or final product. This will also simplify the process and means of controlling the optimal parameters for the implementation of the proposed method. If the viscosity of the feedstock is too low (including its overheating), at a given power and supply (characteristic) of the pump, the pressure drop between the inlet and outlet of the ejector will decrease, and, therefore, the flow rate of the raw material from it and the efficiency of ejection will decrease generation of mechanical vibrations. Excess heat can be removed at the stage of rectification and heating of a new portion of raw materials. Obviously, at too low a temperature or high viscosity, for example, due to heat loss, the final product can be heated before distillation.

Использование ограниченных в пространстве и по времени воздействия механических колебаний для проведения химических реакций по диспергированию и конверсии тяжелых углеводородов повышает избирательность и производительность процесса, снижает удельные энергетические затраты на его проведение и позволяет сравнительно точно регулировать получение нужного конечного продукта. Результат процесса зависит от времени и интенсивности воздействия на сырье механических колебаний, их энергетической насыщенности по амплитуде, модуляции и частоте, состава сырья, активирующего газа и соотношения всех указанных параметров (приведенный список которых не является исчерпывающим). Ввиду отсутствия широко известных источников технической литературы, описывающей в необходимой полноте указанные явления, сложно без дополнительных исследований точно предсказать, описать и рассчитать состав конечного продукта, который по этой причине определяется и регулируется опытным путем. Однако при этом указанные параметры расширяют функциональные возможности и арсенал средств, используемых способом для его реализации и получения необходимого состава конечного продукта.The use of the effects of mechanical vibrations, limited in space and time, for carrying out chemical reactions for the dispersion and conversion of heavy hydrocarbons increases the selectivity and productivity of the process, reduces the specific energy costs for its implementation and allows you to relatively accurately control the receipt of the desired final product. The result of the process depends on the time and intensity of exposure to raw materials of mechanical vibrations, their energy saturation in amplitude, modulation and frequency, the composition of the raw material, activating gas and the ratio of all these parameters (the list of which is not exhaustive). Due to the lack of widely known sources of technical literature describing these phenomena in necessary completeness, it is difficult to accurately predict, describe and calculate the composition of the final product, which for this reason is determined and regulated experimentally, without additional studies. However, while these parameters expand the functionality and arsenal of tools used by the method for its implementation and obtain the necessary composition of the final product.

При наличии избыточного количества парогазовой составляющей в жидком сырье, из-за поглощения развитой поверхностью, разделяющей указанные фазы, энергии механических колебаний, снижается объем и интенсивность их распространения в двухфазной неоднородной среде, при этом повышается градиент амплитуды механических колебаний и расширяется диапазон получаемых на выходе видов углеводородов конечного продукта. По этой причине будет возникать необходимость увеличения объема и диапазона рабочих температур ректификационной колонны для получения необходимого товарного продукта. Наилучшим видом среды для распространения указанных колебаний является чистая жидкая или твердая фаза. Поэтому, очевидно, что для каждого вида рабочей среды имеется оптимальное соотношение ее с газовой фазой, необходимое для интенсивного проведения процесса.In the presence of an excess amount of the gas-vapor component in liquid raw materials, due to the absorption by the developed surface separating these phases of the energy of mechanical vibrations, the volume and intensity of their propagation in a two-phase inhomogeneous medium decreases, while the gradient of the amplitude of mechanical vibrations increases and the range of types obtained at the output expands hydrocarbons of the final product. For this reason, there will be a need to increase the volume and range of operating temperatures of the distillation column to obtain the necessary commercial product. The best type of medium for the propagation of these vibrations is a pure liquid or solid phase. Therefore, it is obvious that for each type of working medium there is an optimal ratio of it with the gas phase, which is necessary for the intensive process.

Энергия механического разрыва связи серы в сераорганических соединениях меньше энергии разрыва связи углерод - углерод или углерод - водород. Следовательно, можно подобрать энергию механических колебаний для воздействия на сырье, при котором в первую очередь будет разрываться связь серы в сераорганических соединениях тяжелого углеводородного сырья. Сера при этом может выделяться в чистом виде или в виде ее простейших соединений, например, сероводорода.The energy of mechanical breaking of the sulfur bond in organosulfur compounds is less than the energy of breaking the carbon – carbon or carbon – hydrogen bond. Therefore, it is possible to select the energy of mechanical vibrations to act on the feedstock, in which the sulfur bond in the organosulfur compounds of the heavy hydrocarbon feed will be broken first. Sulfur can be liberated in its pure form or in the form of its simplest compounds, for example, hydrogen sulfide.

Процесс может происходить как при атмосферном давлении, так и при избыточном. При атмосферном давлении затраты на производство оборудования для реализации способа будут наименьшими. При избыточном давлении затраты на производство оборудования и проведение процесса будут повышаться, расход активирующего газа, эффективность процесса и глубина переработки сырья будут увеличиваться.The process can occur both at atmospheric pressure and at excessive pressure. At atmospheric pressure, the cost of manufacturing equipment for implementing the method will be the smallest. With excess pressure, the cost of manufacturing equipment and carrying out the process will increase, the consumption of activating gas, process efficiency and the depth of processing of raw materials will increase.

Высокая диспергирующая способность механических колебаний и наличие изотермической выдержки в указанном процессе препятствует образованию коксообразных отложений, так как в отличие от длительного неустранимого воздействия температуры при термическом крекинге, являющейся причиной появления кокса из-за глубокой деструкции молекул сырья, реакции его конверсии после воздействия механических колебаний быстро прекращаются из-за относительно низкой температуры конечного продукта. Появление продуктов, подобных саже, маловероятно, а их отложения легко удаляются или вовлекаются в повторный цикл процесса.The high dispersing ability of mechanical vibrations and the presence of isothermal soaking in this process prevents the formation of coke-like deposits, since, in contrast to the long-term fatal effects of thermal cracking, which causes coke to appear due to the deep destruction of raw material molecules, its conversion reaction after mechanical vibrations is fast stop due to the relatively low temperature of the final product. The appearance of products like soot is unlikely, and their deposits are easily removed or involved in the repeated cycle of the process.

Разделение реакционной зоны на независимые секции, сообщенные между собой, по меньшей мере, через одну перфорированную перегородку, изготовленную из материала, активно поглощающего энергию механических колебаний, создает условия, ограничивающие воздействие на объем сырья и конечного продукта механических колебаний объемом реакционной секции в реакционной зоне, а заданный расход его через соответствующую независимую реакционную секцию реакционной зоны ограничивает время их воздействия.The separation of the reaction zone into independent sections communicated with each other through at least one perforated partition made of a material actively absorbing the energy of mechanical vibrations creates conditions that limit the effect on the volume of raw materials and the final product of mechanical vibrations by the volume of the reaction section in the reaction zone, and its predetermined flow rate through the corresponding independent reaction section of the reaction zone limits the time of their exposure.

При этом энергетическая насыщенность потока сырья (его расход и скорость движения) определяют интенсивность работы гидродинамического генератора механических колебаний, то есть амплитуду и частоту генерируемых им механических колебаний, и температуру конечного продукта на выходе из реакционной зоны. В качестве последнего могут использоваться различные конструкции, например гидродинамический генератор механических колебаний типа генератора Гартмана с упругоподвешенным резонатором, который колеблется под ударами высокоэнергетической струи первичного сырья, или с заостренной пластиной, закрепленной с возможностью генерации поперечных колебаний, возникающих под действием турбулентных вихрей, образуемых набегающим потоком.In this case, the energy saturation of the feed stream (its consumption and speed) determines the intensity of the hydrodynamic generator of mechanical vibrations, that is, the amplitude and frequency of the mechanical vibrations generated by it, and the temperature of the final product at the outlet of the reaction zone. Various constructions can be used as the latter, for example, a hydrodynamic generator of mechanical vibrations such as a Hartmann generator with an elastic-suspended resonator that oscillates under the impact of a high-energy jet of primary raw materials, or with a pointed plate fixed with the possibility of generating transverse vibrations arising under the action of turbulent eddies formed by the incident flow .

При этом материал, активно поглощающий механические колебания, может быть композиционным, например состоящим из стекловолокна с термостойким связующим или биметаллическим, например, с внутренним алюминиевым или титановым слоем, активно отражающим звуковые колебания, и внешним стальным или свинцовым, активно их поглощающим. Наиболее эффективны для использования в указанном качестве разработанные российскими и японскими специалистами алюмосодержащие стали, в которых, благодаря их особой внутренней структуре, коэффициент поглощения энергии за каждый период колебания достигает 50%.In this case, the material actively absorbing mechanical vibrations can be composite, for example, consisting of fiberglass with a heat-resistant binder or bimetallic, for example, with an internal aluminum or titanium layer that actively reflects sound vibrations, and an external steel or lead layer that actively absorbs them. Aluminum-containing steels developed by Russian and Japanese experts are most effective for use in the specified quality, in which, thanks to their special internal structure, the energy absorption coefficient for each oscillation period reaches 50%.

Вследствие того, что из реакционной зоны конечный продукт направляют на ректификацию после изотермической выдержки в одной из секций, в которой заканчиваются реакции конверсии тяжелого углеводородного сырья, успокаивается его турбулизация, достигается равномерное распределение температуры по объему конечного продукта и стабилизация свойств товарных продуктов, получаемых из него ректификацией, для этого могут использоваться дополнительные устройства стабилизации температуры и успокоители потока. В остальных отдельных секциях перед ректификацией могут быть осуществлены другие промежуточные физико-химические процессы и установлены соответствующие химико-технологические аппараты, направленные на повышение качества конечного продукта или изменение его свойств, например, путем удаления окислов серы или повышения октанового числа бензиновых фракций. При этом не очень высокая температура конечного продукта приводит к наиболее быстрому завершению реакций конверсии тяжелого углеводородного сырья на необходимой стадии и к получению в нем более стабильных углеводородных соединений, а также к невозможности получения вновь сераорганических соединений.Due to the fact that the final product from the reaction zone is sent for rectification after isothermal aging in one of the sections in which the conversion reactions of heavy hydrocarbon feedstock are completed, turbulization is calmed down, a uniform temperature distribution is achieved over the volume of the final product and stabilization of the properties of the commodity products obtained from it rectification, for this additional temperature stabilization devices and flow dampers can be used. Before the distillation, other intermediate physicochemical processes can be carried out in the remaining separate sections and appropriate chemical-technological apparatuses installed, aimed at improving the quality of the final product or changing its properties, for example, by removing sulfur oxides or increasing the octane number of gasoline fractions. Moreover, the not very high temperature of the final product leads to the most rapid completion of the conversion reactions of heavy hydrocarbon feedstocks at the necessary stage and to the production of more stable hydrocarbon compounds in it, as well as to the impossibility of producing organo-sulfur compounds again.

Выделение при изотермической выдержке простейших серосодержащих соединений из конечного продукта происходит, например, при его отстаивании в условиях атмосферного давления, когда из конечного продукта выделяется газообразный сероводород и выпадает в осадок чистая элементарная сера, а окислы серы удаляются любым другим известным методом, что в данном случае не является предметом для защиты.Isothermal isolation of the simplest sulfur-containing compounds from the final product occurs, for example, when it settles under atmospheric pressure, when gaseous hydrogen sulfide is released from the final product and pure elemental sulfur precipitates, and sulfur oxides are removed by any other known method, which in this case not subject to protection.

Своевременное выделение серы из сераорганических соединений и ее удаление из процесса в виде веществ, имеющих предельно простой состав, таких как элементарная сера, ее окислы и сероводород, позволяет снизить массовый объем вредных для экологии отходов производства и включить их в промышленный оборот в качестве отдельных видов товарного продукта или сырья для производства серы или ее производных. При этом возможно соединение окислов серы с водой, выделяемой в процессе, и получение серной или сернистой кислоты, которая может быть нейтрализована с образованием нерастворимых солей, объем которых незначителен. Возврат в начало процесса газообразных фракций и тяжелого остатка ректификации, очищенных от серы, а также вовлечение их в постоянный цикличный процесс переработки позволяет уменьшить отходы производства до предела.Timely separation of sulfur from organosulfur compounds and its removal from the process in the form of substances having an extremely simple composition, such as elemental sulfur, its oxides and hydrogen sulfide, allows to reduce the mass volume of production-hazardous wastes for the environment and to include them in industrial circulation as separate types of commodity product or raw materials for the production of sulfur or its derivatives. In this case, it is possible to combine sulfur oxides with water released in the process and produce sulfuric or sulfuric acid, which can be neutralized with the formation of insoluble salts, the volume of which is insignificant. The return to the beginning of the process of gaseous fractions and a heavy distillation residue, purified from sulfur, as well as involving them in a continuous cyclic processing process, reduces production waste to the limit.

Уменьшение содержания серы и ее соединений в конечном, а, следовательно, и в товарном продукте, уменьшает ее выбросы в окружающую среду при их использовании в народном хозяйстве. Это улучшает экологичность и потребительские качества указанных продуктов.The decrease in the content of sulfur and its compounds in the final, and, consequently, in the marketable product, reduces its emissions into the environment when they are used in the national economy. This improves the environmental friendliness and consumer qualities of these products.

Очевидно, что конечный продукт (сразу после реакционной секции или после изотермической выдержки) или его часть можно направлять на вход в гидродинамический генератор, но при этом при избыточном количестве газообразная и легкокипящие фракции могут нарушать работу средств рециркуляции и двухфазного эжектора из-за возникающих в них парогазовых пробок, а сера и ее простейшие производные соединения будут вызывать повышенную коррозию химико-технологического оборудования. Поэтому наиболее предпочтительно раздельное использование серных, газообразных, светлых жидких фракций и тяжелого остатка, получаемых при ректификации конечного продукта.Obviously, the final product (immediately after the reaction section or after isothermal exposure) or part of it can be sent to the inlet of the hydrodynamic generator, but with an excessive amount of gaseous and low boiling fractions can interfere with the operation of the recirculation means and the two-phase ejector due to steam-gas plugs, and sulfur and its simplest derivatives will cause increased corrosion of chemical-technological equipment. Therefore, the separate use of sulfur, gaseous, light liquid fractions and the heavy residue obtained by rectification of the final product is most preferable.

Процесс последующей ректификации (при правильном его проведении) не изменяет фракционный состав конечного продукта и не приводит к его коксованию, что позволяет, возвращая всякий раз после нее тяжелый остаток в начало процесса, также достичь практически полной, стопроцентной переработки первичного сырья.The process of subsequent rectification (if carried out correctly) does not change the fractional composition of the final product and does not lead to its coking, which allows returning the heavy residue every time to the beginning of the process and also to achieve almost complete, one hundred percent processing of primary raw materials.

Очевидно, что минеральная фракция нефти или сырья выводится из цикла и может утилизироваться известными средствами и способами.It is obvious that the mineral fraction of oil or raw materials is removed from the cycle and can be disposed of by known means and methods.

В качестве основы активирующего газа предпочтительно могут использоваться химически инертные неконденсируемые при атмосферном давлении газы, такие как азот, углекислота, благородные газы аргон, неон, криптон, радон и др., так как они проявляют свои каталитические свойства при проведении процесса, не взаимодействуя химически с первичным сырьем.Chemically inert non-condensable gases at atmospheric pressure, such as nitrogen, carbon dioxide, noble gases argon, neon, krypton, radon, etc., can be preferably used as the base of the activating gas, since they exhibit their catalytic properties during the process without reacting chemically with primary raw materials.

В качестве составляющей части активирующего газа может использоваться озон в количестве до 50 граммов на килограмм сырья. Такая добавка к активирующему газу позволяет улучшить удаление серы из сераорганических соединений, так как озон обычно стремится внедриться в более слабую химическую связь, например, такую как сера - углерод, и поэтому в первую очередь реагирует в таких соединениях с ней с образованием сераозоновых окислов, которые легко отделяются от углеводородов под воздействием интенсивных механических воздействий. При этом озон также активирует разветвленные цепные реакции деструкции тяжелых углеводородов. Это повышает производительность процесса и снижает затраты на его проведение. Увеличение относительного количества озона увеличивает опасность переокисления первичного сырья, излишнего увеличения его температуры, воспламенения и взрыва, а также снижает выход углеводородов товарного продукта.As part of the activating gas, ozone can be used in an amount of up to 50 grams per kilogram of raw material. Such an additive to the activating gas can improve the removal of sulfur from organosulfur compounds, since ozone usually tends to penetrate into a weaker chemical bond, such as sulfur - carbon, and therefore primarily reacts in such compounds with it with the formation of seraozone oxides, which easily separated from hydrocarbons under the influence of intense mechanical stress. At the same time, ozone also activates branched chain reactions of destruction of heavy hydrocarbons. This increases the productivity of the process and reduces the cost of its implementation. An increase in the relative amount of ozone increases the risk of over-oxidation of primary raw materials, an excessive increase in its temperature, ignition and explosion, and also reduces the yield of marketable hydrocarbons.

В качестве составляющей части активирующего газа используются газообразные углеводороды для того, чтобы повысить выход светлых фракций, так как они легко вступают в реакции с радикалами распадающихся при конверсии тяжелых углеводородов с образованием стабильных соединений и выделением водорода.Gaseous hydrocarbons are used as a constituent of the activating gas in order to increase the yield of light fractions, since they easily react with radicals decomposing during the conversion of heavy hydrocarbons to form stable compounds and produce hydrogen.

В качестве составляющей части активирующего газа используется водород для того, чтобы при конверсии и изотермической выдержке соединиться с непредельными и иными нестабильными углеводородами или их радикалами и повысить стабильность органических веществ, составляющих конечный и товарный продукты. Также водород может соединяться с ионами серы или ее производных с получением легкоудаляемых газообразных соединений, например, сероводорода. По указанной причине наиболее предпочтительными для использования в процессе будут газообразные активирующие добавки.Hydrogen is used as a component of the activating gas in order to combine with unsaturated and other unstable hydrocarbons or their radicals during conversion and isothermal aging and increase the stability of organic substances that make up the final and commercial products. Also, hydrogen can combine with ions of sulfur or its derivatives to produce readily removable gaseous compounds, for example, hydrogen sulfide. For this reason, gaseous activating additives will be most preferred for use in the process.

В тяжелое углеводородное сырье могут вводиться другие катализаторы его конверсии, в жидком или твердом виде, например, такие как соли и органические соединения ванадия или редкоземельных металлов. Но они отделяются от конечного продукта с трудом, поэтому будут иметь больший расход, чем активирующие газы, а их наличие в конечном продукте снизит его качество. Возможно покрытие поверхности реакционной секции каталитическими соединениями, но при этом стоимость изготовления реактора будет значительно возрастать. По указанной причине наиболее предпочтительными для использования будут газообразные активирующие добавки.Other catalysts for its conversion, in liquid or solid form, for example, such as salts and organic compounds of vanadium or rare earth metals, can be introduced into heavy hydrocarbon feedstocks. But they are difficult to separate from the final product, therefore they will have a greater consumption than activating gases, and their presence in the final product will reduce its quality. It is possible to coat the surface of the reaction section with catalytic compounds, but the cost of manufacturing the reactor will increase significantly. For this reason, gaseous activating additives will be most preferred.

По предложенному способу может быть переработана в легкое углеводородное топливо практически любая субстанция, содержащая органические вещества. Но для этого она должна быть измельчена до состояния устойчивой суспензии или эмульсии в жидкой фазе. Жидкая фаза может быть органической или иной, желательно низко кипящей, например, на водной основе. При этом затраты на указанное измельчение или диспергирование весьма высоки. По указанной причине, наиболее предпочтительным является использование жидкого (от тяжелого до легкого) сырья. Наибольший эффект достигается при использовании тяжелого углеводородного сырья в жидком виде, которое является предпочтительным для использования в процессе.According to the proposed method, practically any substance containing organic substances can be processed into light hydrocarbon fuel. But for this, it must be crushed to the state of a stable suspension or emulsion in the liquid phase. The liquid phase may be organic or otherwise, preferably low boiling, for example, water-based. Moreover, the costs of said grinding or dispersing are very high. For this reason, the use of liquid (from heavy to light) raw materials is most preferred. The greatest effect is achieved when using heavy hydrocarbons in liquid form, which is preferred for use in the process.

На приведенном чертеже показано схематичное выполнение установки для реализации способа.The drawing shows a schematic installation for the implementation of the method.

Способ переработки тяжелого углеводородного сырья осуществляется следующим образом. Начинается он с подачи первичного сырья в реакционную зону с пропусканием активирующего газа через его объем, при поддержании температуры подаваемого первичного сырья и температуры в реакционной зоне ниже точки начала кипения первичного сырья. Процесс завершается получением на выходе из реакционной зоны конечного продукта, с выделением из него методом ректификации газообразных, а также жидких светлых фракций товарного продукта и тяжелых остатков. При этом реакционную зону разделяют на независимые секции, сообщенные между собой, по меньшей мере, одной перфорированной перегородкой, изготовленной из материала, активно поглощающего энергию механических колебаний. Причем активирующий газ в процессе осуществления способа вводят в реакционную зону в смеси с газообразными фракциями, рециркулирующими со стадии ректификации, методом эжекции через гидродинамический генератор механических колебаний, создаваемых за счет энергии движения высокоэнергетического потока первичного тяжелого углеводородного сырья в смеси с тяжелыми остатками, рециркулирующими со стадии ректификации. А из реакционной зоны конечный продукт направляют на ректификацию после изотермической выдержки в одной из секций и выделения из него простейших соединений серы.A method of processing heavy hydrocarbon feedstock is as follows. It begins with the supply of primary raw materials to the reaction zone with the passage of the activating gas through its volume, while maintaining the temperature of the supplied primary raw materials and the temperature in the reaction zone below the boiling point of the primary raw materials. The process ends with the receipt of the final product at the exit from the reaction zone, with the isolation of gaseous as well as liquid light fractions of the commercial product and heavy residues from it by rectification. In this case, the reaction zone is divided into independent sections communicated with each other by at least one perforated partition made of a material actively absorbing the energy of mechanical vibrations. Moreover, the activating gas is introduced into the reaction zone in a mixture with gaseous fractions recirculated from the rectification stage by ejection through a hydrodynamic generator of mechanical vibrations generated by the energy of the high-energy flow of the primary heavy hydrocarbon feed in a mixture with heavy residues recirculated from the stage rectification. And from the reaction zone, the final product is sent for rectification after isothermal exposure in one of the sections and isolation of the simplest sulfur compounds from it.

Реактор для реализации способа содержит корпус 1 с установленной в нем, по меньшей мере, одной перфорированной перегородкой 2, разделяющей его реакционную зону 3 на независимые секции и выполненной из материала, активно поглощающего энергию механических колебаний сырья. Средства хранения 4 и 5, которые могут быть выполнены соответственно в виде газгольдера или баллона для сжатого активирующего газа или отдельных составляющих его частей и цистерны или емкости для тяжелого углеводородного сырья, которые служат для своевременного введения в процесс недостающих, израсходованных его составляющих. Средства подачи, выполненные соответственно в виде компрессора 6 и насоса 7, подают в процесс на входы 8 и 9 реакционной секции 10 соответственно порцию активирующего газа и тяжелого углеводородного сырья. Средство 11 их отделения на выходе 12 реакционной зоны 3 от конечного продукта может быть выполнено, например, в виде ректификационной колонны 13, имеющей средства 14 и 15 для рециркуляции соответственно на входы 8 и 9 газообразных фракций конечного продукта, выделенного ректификацией активирующего газа и тяжелых остатков. Средство 16 их смешения с новыми порциями активирующего газа и тяжелого углеводородного сырья, поступающими из средств хранения 4 и 5, выполнено в виде гидродинамического генератора 17 механических колебаний, снабженного встроенным двухфазным эжектором 18.The reactor for implementing the method comprises a housing 1 with at least one perforated partition 2 installed therein, dividing its reaction zone 3 into independent sections and made of a material that actively absorbs the energy of mechanical vibrations of the raw material. Storage means 4 and 5, which can be made, respectively, in the form of a gas holder or cylinder for compressed activating gas or its individual parts and a tank or tank for heavy hydrocarbon raw materials, which serve for the timely introduction of the missing, consumed components into the process. The supply means, made respectively in the form of a compressor 6 and a pump 7, serves a portion of activating gas and heavy hydrocarbon feedstocks to the inputs 8 and 9 of the reaction section 10, respectively. The means 11 for separating them at the outlet 12 of the reaction zone 3 from the final product can be performed, for example, in the form of a distillation column 13 having means 14 and 15 for recycling to the inlets 8 and 9 of the gaseous fractions of the final product isolated by rectification of the activating gas and heavy residues . Means 16 for mixing them with new portions of activating gas and heavy hydrocarbon feeds coming from storage means 4 and 5 is made in the form of a hydrodynamic generator 17 of mechanical vibrations equipped with an integrated two-phase ejector 18.

Перфорированная перегородка 2, ограничивающая первую, активную, реакционную секцию 10 реакционной зоны 3, изготовлена из материала, активно поглощающего энергию механических колебаний.The perforated partition 2, bounding the first, active, reaction section 10 of the reaction zone 3, is made of a material that actively absorbs the energy of mechanical vibrations.

Для улучшения гашения механических колебаний сырья перфорированных перегородок 2 может быть две и более. При этом для повышения эффективности работы указанного материала желательно, чтобы просветы отверстий перфорации в соседних перегородках взаимно перекрывались с возможностью свободного движения через них конечного продукта.To improve the damping of mechanical vibrations of the raw materials of the perforated partitions 2 may be two or more. Moreover, to increase the efficiency of the specified material, it is desirable that the openings of the perforation holes in adjacent partitions overlap with the possibility of free movement of the final product through them.

В случае использования одной перфорированной перегородки 2, перфорации в ней могут быть выполнены в виде частичных боковых просечек в выштампованных в ней выступах, отражающих механические колебания, что также будет препятствовать свободному их распространению за пределами реакционной секции 10.In the case of using one perforated partition 2, the perforations in it can be made in the form of partial lateral grooves in the protrusions stamped in it, reflecting mechanical vibrations, which will also prevent their free distribution outside the reaction section 10.

Форма перфорированной перегородки не является предметом, предназначенным для охраны в предложенном способе. Она может быть плоской и разделять отдельные секции в трубчатом корпусе, может окружать реакционную зону или быть любой другой формы. Основным качеством перфорированной перегородки 2 является то свойство, которое позволяет препятствовать неуправляемому распространению механических колебаний за пределы реакционной зоны и равномерно распределять поток конечного продукта по следующей секции изотермической выдержки. Организация и распределение механических колебаний по реакционной секции является секретом производства или «НОУ-ХАУ», которые являются функцией формы и размера реакционной камеры и механических свойств материала, из которого она изготовлена, и формы поля механических колебаний гидродинамического излучателя.The shape of the perforated septum is not an object intended for protection in the proposed method. It can be flat and separate sections in a tubular body, can surround the reaction zone, or be of any other shape. The main quality of the perforated partition 2 is that property that allows you to prevent the uncontrolled spread of mechanical vibrations outside the reaction zone and evenly distribute the flow of the final product over the next section of the isothermal exposure. The organization and distribution of mechanical vibrations in the reaction section is the secret of production or "KNOW-HOW", which are a function of the shape and size of the reaction chamber and the mechanical properties of the material from which it is made, and the shape of the field of mechanical vibrations of the hydrodynamic emitter.

По меньшей мере, одна вторая секция 19 реакционной зоны служит для завершения реакции конверсии тяжелого углеводородного сырья и предназначена для изотермической выдержки, то есть стабилизации температуры и свойств конечного продукта. Для стабилизации свойств могут быть использованы химико-технологические аппараты, удаляющие нестабильные или агрессивные вещества из конечного продукта, например, органические кислоты.At least one second section 19 of the reaction zone serves to complete the conversion of the heavy hydrocarbon feed and is designed for isothermal aging, that is, stabilization of the temperature and properties of the final product. To stabilize the properties, chemical-technological devices can be used that remove unstable or aggressive substances from the final product, for example, organic acids.

Что касается термина «изотермическая выдержка», то следует разъяснить, что аналогичные процессы широко известны и описаны практически во всех учебниках или учебных пособиях по процессам и аппаратам химической технологии, где приводятся примеры процессов и аппаратов разделения газообразных, жидких и твердых смесей под действием силы тяжести (см. например «Процессы и аппараты химической технологии» авторов А.Н.Плановского, В.М.Рама и С.З.Кагана, издательство «Химия», 1967 г., стр.237-244) путем отстаивания или выдержки их в спокойном состоянии. Отличие заключается только в том, что в описываемом способе в отдельной секции известными средствами поддерживается постоянная температура, одинаковая по всему объему секции, то есть с изотермическим распределением температуры по указанному объему, чему должна способствовать равномерно перфорированная перегородка, равномерно распределяющая поток конечного продукта по указанной секции.As for the term “isothermal exposure”, it should be clarified that similar processes are widely known and described in almost all textbooks or manuals on processes and apparatuses of chemical technology, which give examples of processes and apparatuses for the separation of gaseous, liquid, and solid mixtures under the influence of gravity (see, for example, “Processes and Apparatuses of Chemical Technology” by A.N. Planovsky, V.M. Ram, and S.Z. Kagan, Chemistry Publishing House, 1967, pp. 237-244) by upholding or holding them in a calm state. The only difference is that in the described method, in a separate section, the known means maintain a constant temperature that is the same throughout the volume of the section, that is, with an isothermal temperature distribution over the specified volume, which should be facilitated by a uniformly perforated partition that evenly distributes the flow of the final product over the specified section .

Последующих секций может быть несколько, и они могут располагаться за пределами реакционной зоны и оборудоваться различным химико-технологическим оборудованием и аппаратами, предназначенными для различных целей. Но при этом, по меньшей мере, одну из секций 20 предпочтительно следует использовать для отделения путем изотермической выдержки от конечного продукта серы, сероводорода и других ее простейших соединений, выделенных из сераорганических соединений воздействием на них механических колебаний и активирующего газа.There may be several subsequent sections, and they can be located outside the reaction zone and be equipped with various chemical-technological equipment and apparatuses designed for various purposes. But at the same time, at least one of the sections 20 should preferably be used for separation by isothermal exposure from the final product of sulfur, hydrogen sulfide and its other simplest compounds isolated from organosulfur compounds by the action of mechanical vibrations and an activating gas on them.

Реактор, осуществляющий предложенный способ, работает следующим образом.The reactor implementing the proposed method operates as follows.

При начале работы реактора первая порция активирующего газа и тяжелого углеводородного сырья подается из их средств хранения 4 и 5 компрессором 6 и насосом 7 соответственно на входы 8 и 9 реакционной секции 10.When the reactor starts, the first portion of the activating gas and heavy hydrocarbon feed is supplied from their storage means 4 and 5 by the compressor 6 and pump 7, respectively, to the inputs 8 and 9 of the reaction section 10.

Тяжелое углеводородное сырье в виде высокоэнергетического потока с большой скоростью поступает в двухфазный эжектор 18 и увлекает за собой активирующий газ, частично перемешиваясь с ним. Затем двухфазный газосырьевой поток попадает в гидродинамический генератор механических колебаний, где он с большой скоростью ударяется в резонатор 21. Конструкция генератора 18 и резонатора 21 может быть различной, выбранной из большого количества их известных вариантов. Наиболее часто используются простые и эффективные гидродинамические генераторы типа Гартмана с упругоподвешенным на его корпусе резонатором 21, отражающим газосырьевой поток и под его ударами начинающим колебаться с заданной частотой и амплитудой, создавая в реакционной секции 10 поле механических колебаний.Heavy hydrocarbon feedstocks in the form of a high-energy flow enter the two-phase ejector 18 at a high speed and entrain the activating gas, partially mixing with it. Then the two-phase gas-feed stream enters the hydrodynamic generator of mechanical vibrations, where it hits the resonator 21 at a high speed. The design of the generator 18 and the resonator 21 can be different, chosen from a large number of known options. The most commonly used are simple and effective hydrodynamic generators of the Hartmann type with a resonator 21 resiliently suspended on its body, which reflects the gas-feed stream and begins to oscillate under its impact with a given frequency and amplitude, creating a field of mechanical vibrations in the reaction section 10.

Поток газосырьевой смеси при этом активно перемешивается как за счет ее турбулизации при движении по двухфазному эжектору 18, ударе в резонатор 21, так и под воздействием поля механических колебаний, создаваемых гидродинамическим генератором. Вследствие этого активирующий газ и тяжелое углеводородное сырье интенсивно перемешиваются, создавая высокодисперсную газосырьевую пенообразную смесь. Под воздействием указанных явлений и каталитического действия активирующего газа происходит расщепление больших по размерам молекул тяжелых углеводородов и отделение от них по более слабым связям серы. Полученные углеводородные радикалы с большей вероятностью из-за сравнительно низкой общей температуры газосырьевой среды соединяются в более короткие молекулы. Такому явлению должны способствовать вводимые в активирующий газ газообразные углеводороды типа метана, бутана или пропана, соединяющиеся с указанными радикалами с отщеплением от них атома водорода, а водород будет стремиться соединиться с незакрытой связью другого углеводородного радикала и образовать с ним более легкие и простые, чем в сырье молекулы.The flow of the gas-raw material mixture is actively mixed due to its turbulization during movement along the two-phase ejector 18, impact into the resonator 21, and under the influence of the field of mechanical vibrations created by the hydrodynamic generator. As a result, the activating gas and the heavy hydrocarbon feed are mixed intensively, creating a highly dispersed gas-raw foamy mixture. Under the influence of these phenomena and the catalytic action of the activating gas, large-sized molecules of heavy hydrocarbons are split and separated from them by weaker sulfur bonds. The resulting hydrocarbon radicals are more likely due to the relatively low overall temperature of the gas-raw material medium to combine into shorter molecules. This phenomenon should be facilitated by the introduction of gaseous hydrocarbons such as methane, butane, or propane into the activating gas, which combine with the indicated radicals to remove a hydrogen atom from them, and hydrogen will tend to combine with the open bond of another hydrocarbon radical and form lighter and simpler ones than in raw materials of the molecule.

Время и интенсивность воздействия указанных явлений на тяжелое углеводородное сырье, наличие и количество указанных добавок в активирующем газе определяют степень конверсии тяжелых углеводородов сырья, то есть преобладание бензинолигроиновой или газойлевой фракций в конечном продукте.The time and intensity of the effects of these phenomena on heavy hydrocarbon feedstocks, the presence and amount of these additives in the activating gas determine the degree of conversion of the heavy hydrocarbons of the feedstock, i.e., the predominance of the benzene-naphtha or gas oil fractions in the final product.

При прохождении конечным продуктом перфорированной перегородки 2, переходе его во вторую секцию 19 и после изотермической выдержки в ней, в нем происходит завершение конверсии, его турбулизация постепенно успокаивается, активные углеводородные радикалы находят другие радикалы, атомы водорода или молекулы газообразных углеводородов, с которыми образуют неактивные стабильные молекулы. Для этого необходимо определенное время и пространство.When the end product passes through the perforated septum 2, passes into the second section 19 and after isothermal soaking in it, the conversion is completed in it, its turbulization gradually calms down, active hydrocarbon radicals find other radicals, hydrogen atoms or molecules of gaseous hydrocarbons with which they form inactive stable molecules. This requires a certain amount of time and space.

При этом кинетическая энергия движения турбулентных вихрей конечного продукта уменьшается и переходит в тепловую энергию, повышая его температуру. Часть активирующего газа и других газообразных составляющих, не растворившихся в жидкой фазе конечного продукта, таких как сероводород и легкие углеводородные газы, отделяются от конечного продукта. Выделившаяся элементарная сера также отделяется в нем от конечного продукта при его отстаивании и изотермической выдержке.In this case, the kinetic energy of motion of the turbulent vortices of the final product decreases and passes into thermal energy, increasing its temperature. Part of the activating gas and other gaseous components that are not dissolved in the liquid phase of the final product, such as hydrogen sulfide and light hydrocarbon gases, are separated from the final product. The liberated elemental sulfur is also separated in it from the final product during its sedimentation and isothermal aging.

В верхней наиболее холодной части ректификационной колонны этот процесс завершается с выделением газообразной фракции конечного продукта и оставшейся части активирующего газа. В ее средней части выделяются газойлевые и/или бензинолигроиновые фракции товарного продукта, которые могут быть разделены (при соответствующем выполнении конструкции колонны) на составляющие или направлены на дальнейшую переработку или использование. При необходимости их избыточное тепло может быть использовано для подогрева новых порций сырья.In the upper coldest part of the distillation column, this process ends with the evolution of the gaseous fraction of the final product and the remaining part of the activating gas. In its middle part, gas oil and / or gasoline-naphtha fractions of a marketable product are distinguished, which can be divided (if the column design is carried out appropriately) into components or sent for further processing or use. If necessary, their excess heat can be used to heat new portions of raw materials.

Смесь активирующего газа и газообразных углеводородов из верхней части ректификационной колонны направляется через средство рециркуляции 14 для них средством подачи в виде компрессора 6 на вход 8 реакционной секции 10. Остаточные, тяжелые углеводороды (тяжелые остатки) из нижней части колонны направляются через средство рециркуляции 15 средством подачи в виде насоса 7 на вход 9 реакционной секции 10, где они смешиваются с новыми порциями активирующего газа и тяжелого углеводородного сырья, подогревая их. Товарный продукт откачивается насосом 22. При необходимости тепло товарного продукта может быть также использовано для нагрева сырья, бытовых или производственных нужд или потребностей персонала. Затем процесс непрерывно повторяется.A mixture of activating gas and gaseous hydrocarbons from the upper part of the distillation column is sent through recirculation means 14 for them by means of a compressor 6 to the inlet 8 of the reaction section 10. Residual, heavy hydrocarbons (heavy residues) from the bottom of the column are sent through recirculation means 15 by a supply means in the form of a pump 7 to the inlet 9 of the reaction section 10, where they are mixed with new portions of activating gas and heavy hydrocarbons, heating them. The commercial product is pumped out by the pump 22. If necessary, the heat of the commercial product can also be used to heat raw materials, domestic or industrial needs or the needs of personnel. Then the process is continuously repeated.

Claims (5)

1. Способ переработки тяжелого углеводородного сырья, включающий подачу первичного сырья в реакционную зону с пропусканием активирующего газа через его объем, при этом поддерживают температуру подаваемого первичного сырья и температуру в реакционной зоне ниже точки начала кипения первичного сырья, и получение на выходе из реакционной зоны конечного продукта, с выделением из него методом ректификации газообразных, а также жидких светлых фракций товарного продукта и тяжелых остатков, причем реакционную зону разделяют, по меньшей мере, одной перфорированной перегородкой на независимые секции, сообщенные между собой, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна перфорированная перегородка (2) между независимыми секциями изготовлена из материала, активно поглощающего энергию механических колебаний, причем активирующий газ вводят в реакционную зону в смеси с газообразными фракциями, рециркулирующими со стадии ректификации, методом двухфазной эжекции через гидродинамический генератор механических колебаний, создаваемых за счет энергии движения высокоэнергетического потока первичного сырья в смеси с тяжелыми остатками, рециркулирующими со стадии ректификации, а из реакционной зоны конечный продукт направляют на ректификацию после изотермической выдержки в одной из секций и выделения из него простейших соединений серы.1. A method of processing a heavy hydrocarbon feedstock, comprising supplying primary feedstock to the reaction zone by passing an activating gas through its volume, while maintaining the temperature of the supplied feedstock and the temperature in the reaction zone below the starting point of boiling of the feedstock, and obtaining a final exit from the reaction zone product, with the isolation of gaseous as well as liquid light fractions of the commercial product and heavy residues from it by distillation, moreover, the reaction zone is separated by at least about perforated partition into independent sections interconnected, characterized in that at least one perforated partition (2) between independent sections is made of a material that actively absorbs the energy of mechanical vibrations, and the activating gas is introduced into the reaction zone in a mixture with gaseous fractions recirculating from the rectification stage, by the method of two-phase ejection through a hydrodynamic generator of mechanical vibrations created due to the energy of motion of high-energy the flow of primary raw materials in a mixture with heavy residues recirculating from the rectification stage, and from the reaction zone the final product is sent to rectification after isothermal exposure in one of the sections and separation of the simplest sulfur compounds from it. 2. Способ переработки тяжелого углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что в качестве составляющей части активирующего газа используется озон в количестве до 50 г на килограмм сырья.2. A method of processing heavy hydrocarbon feedstocks according to claim 1, characterized in that ozone is used as an integral part of the activating gas in an amount of up to 50 g per kilogram of feedstock. 3. Способ переработки тяжелого углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что в качестве составляющей части активирующего газа используются газообразные углеводороды.3. The method of processing heavy hydrocarbon feeds according to claim 1, characterized in that gaseous hydrocarbons are used as a constituent part of the activating gas. 4. Способ переработки тяжелого углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что в качестве составляющей части активирующего газа используется водород.4. The method of processing heavy hydrocarbon feeds according to claim 1, characterized in that hydrogen is used as a constituent part of the activating gas. 5. Способ переработки тяжелого углеводородного сырья по п.1, отличающийся тем, что в качестве составляющей части активирующего газа используются химически инертные неконденсируемые газы.5. The method of processing heavy hydrocarbon feeds according to claim 1, characterized in that chemically inert non-condensable gases are used as a constituent part of the activating gas.
RU2005120699/04A 2005-07-04 2005-07-04 Method for refining heavy hydrocarbon raw material RU2333931C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005120699/04A RU2333931C2 (en) 2005-07-04 2005-07-04 Method for refining heavy hydrocarbon raw material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005120699/04A RU2333931C2 (en) 2005-07-04 2005-07-04 Method for refining heavy hydrocarbon raw material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005120699A RU2005120699A (en) 2007-08-20
RU2333931C2 true RU2333931C2 (en) 2008-09-20

Family

ID=38511434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005120699/04A RU2333931C2 (en) 2005-07-04 2005-07-04 Method for refining heavy hydrocarbon raw material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2333931C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005120699A (en) 2007-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101336283B (en) Self-sustaining cracking of hydrocarbons
EP2865735B1 (en) Method and apparatus for making a hybrid fuel
JP4080162B2 (en) Method for converting a feed consisting of high-density, high-viscosity crude oil, atmospheric residue (Rat), vacuum residue (RsV) or heavy distillate into liquid, and apparatus therefor
US9567542B2 (en) Hybrid fuel and method of making the same
WO2006067636A2 (en) Process for cavitational-wave cracking of hydrocarbons in a turbulent flow and apparatus for implementing the process
US10308885B2 (en) Direct incorporation of natural gas into hydrocarbon liquid fuels
Cako et al. Cavitation based cleaner technologies for biodiesel production and processing of hydrocarbon streams: A perspective on key fundamentals, missing process data and economic feasibility–A review
UA79216C2 (en) Method for preparation of motor fuel from coal
US20200386088A1 (en) System and method for cold cracking
Tijani et al. Review of electric cracking of hydrocarbons
RU2333931C2 (en) Method for refining heavy hydrocarbon raw material
RU2671868C1 (en) Method of determining optimum parameters for the refining of light oil products and the device for its implementation
JP2017523271A (en) Hybrid fuel and method for producing hybrid fuel
HUT77682A (en) Thermo-mechanical cracking and hydrogenation
RU2422493C1 (en) Procedure for hydrocarbon cracking and plasma reactor for its implementation
RU2346974C2 (en) Heavy hydrocarbons reactor
RU2455341C1 (en) Method of cavitation treatment of liquid oil products
de Jong Effects of vapor-liquid equilibria on coke deposition in trickle-bed reactors during heavy oil processing. 2. Modeling
WO2010117300A1 (en) Plant and devices for the deep processing of raw hydrocarbons
RU78793U1 (en) SCHEME FOR PREPARATION AND IN-DEPTH PROCESSING OF HYDROCARBON RAW MATERIALS
Hmood Upgrading of basrah-kirkuk blend crude oil using mechanical-acoustical effect
RU2382067C1 (en) Method of processing hydrocarbon material in multistage two-phase stream to produce engine fuel
RU23875U1 (en) REACTOR FOR THE PROCESSING OF HYDROCARBON RAW MATERIALS
RU2778516C1 (en) Method for primary processing of hydrocarbon raw materials using ultrasonic vibrations and chemical reagents
RU2619122C1 (en) Condensed and gaseous hydrocarbons co-processing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090705