RU2448768C2

RU2448768C2 - Method of plasmachemical treatment of raw stock of organic or vegetable origin and device to this end

Info

Publication number: RU2448768C2
Application number: RU2010131660/05A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Геннадьевич Певгов (RU); Вячеслав Геннадьевич Певгов
Original assignee: Вячеслав Геннадьевич Певгов
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-04-27
Also published as: RU2010131660A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to feed production and bioenergetics, as well as chemical and petrochemical industries. Proposed method comprises processing initial stock containing hydrocarbons by affecting them by low-temperature plasma of electric discharge with E/N parameters varying from 1×10^-16 to 20×10^-16 V×cm², where E is electric field intensity and N is total concentration of molecules and atoms in plasma, adding catalysts to said raw stock and chemicals changing solution pH and ionic force. Proposed device is built around electric-discharge plasma power supply, fluid component preparation system, gas component preparation system and plasmachemical reactor. Electric-discharge plasma power supply represents source that allows electric discharge firing in continuous or intermittent pulse mode.

EFFECT: splitting of long organic molecules in variable treatment conditions.

6 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯAPPLICATION AREA

Группа изобретений относится к пищевой и биоэнергетической отраслям промышленности, а именно к способам переработки пищевого сырья и к устройствам для осуществления такой переработки. а также к химической и нефтехимической отраслям промышленности, а именно к способам переработки нефти, нефтепродуктов и тяжелых нефтяных остатков и к устройствам для осуществления такой переработки.The group of inventions relates to food and bioenergy industries, and in particular to methods of processing food raw materials and to devices for implementing such processing. as well as to the chemical and petrochemical industries, in particular to methods of processing oil, oil products and heavy oil residues and to devices for carrying out such processing.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Потребность в энергии в современном обществе возросла в десятки раз, а в XXI веке прогнозируется дальнейший рост потребления. Основные энергоносители - нефть и газ удовлетворяют примерно 70% потребностей, но они могут иссякнуть в ближайшие 50 лет. Уголь удовлетворяет не более 20% потребностей. Атомная энергетика не играет пока определяющей роли. На сегодняшний день огромным потенциальным источником дешевой тепловой и электрической энергии является возобновляемое растительное сырье, низкосортная древесина, все виды древесных и органических отходов производства и потребления.The need for energy in modern society has increased tenfold, and further growth in consumption is projected in the 21st century. The main energy sources - oil and gas - satisfy approximately 70% of the needs, but they may dry out in the next 50 years. Coal satisfies no more than 20% of the needs. Nuclear energy does not play a decisive role. Today, a huge potential source of cheap thermal and electric energy is renewable plant materials, low-grade wood, all types of wood and organic waste production and consumption.

По прогнозам специалистов в мире происходит уменьшение запасов нефти и, в первую очередь, легкой нефти. В связи с этим, основная задача нефтеперерабатывающего комплекса заключается в повышении эффективности технологии переработки нефти. Новые технологии должны обеспечить увеличение выхода светлых нефтепродуктов. При перегонке даже богатой легкими фракциями нефти на бензин приходится всего около 1/5 от общего объема выхода. Остро стоит вопрос добычи и транспортировки тяжелых видов нефти, удельный вес которой в общем объеме добычи постоянно растет.According to experts, there is a decrease in oil reserves and, above all, light oil. In this regard, the main task of the oil refining complex is to increase the efficiency of oil refining technology. New technologies should provide an increase in the yield of light petroleum products. When distilling even oil rich in light fractions, gasoline accounts for only about 1/5 of the total output. The burning issue is the extraction and transportation of heavy types of oil, the proportion of which in the total volume of production is constantly growing.

Глубина переработки нефти в моторные топлива определяется не только эффективными процессами отбора светлых фракций из нефти с их последующим облагораживанием, но и технологиями переработки темных продуктов, например мазутов, вакуумных газойлей, гудронов. В состав нефти входят тяжелые углеводороды, которые прежде чем достичь своей точки кипения, начинают разлагаться. Для превращения тяжелых нефтяных остатков, в частности гудронов, в светлые нефтепродукты необходимо крекировать крупные молекулы.The depth of oil refining into motor fuels is determined not only by effective processes for the selection of light fractions from oil with their subsequent refinement, but also by technologies for processing dark products, such as fuel oil, vacuum gas oil, tar. The composition of oil includes heavy hydrocarbons, which, before reaching their boiling point, begin to decompose. To convert heavy oil residues, in particular tars, into light oil products, large molecules must be cracked.

Сущность этого явления сводится к тому, что из одной большой молекулы тяжелого углеводорода образуется несколько более мелких молекул с разной температурой кипения и разным удельным весом. Существенным отличием крекинг-процесса от первичной перегонки является то, что при крекинге происходит химическое изменение ряда углеводородов, тогда как при первичной перегонке идет простое разделение отдельных фракций нефти в зависимости от точек их кипения.The essence of this phenomenon is that several smaller molecules with different boiling points and different specific gravities are formed from one large molecule of a heavy hydrocarbon. A significant difference between the cracking process and the primary distillation is that, during cracking, a chemical change in a number of hydrocarbons occurs, whereas during the primary distillation, a simple separation of individual oil fractions takes place depending on their boiling points.

На нефтеперерабатывающих заводах для увеличения объема светлых фракций в основном используются каталитический крекинг, гидрокрекинг, термический крекинг [1]. На современных нефтеперерабатывающих заводах мазуты обычно подвергают либо вакуумной перегонке с получением базовых масляных дистиллятов и тяжелых остатков, например гудронов, служащих сырьем для битумного производства, либо жесткой термической, при 490-520°С и 45-50 атм, или термокаталитической переработке с целью получения дополнительных количеств моторных топливных фракций.In refineries, to increase the volume of light fractions, catalytic cracking, hydrocracking, and thermal cracking are mainly used [1]. In modern refineries, fuel oil is usually subjected to either vacuum distillation to obtain base oil distillates and heavy residues, for example tars, which serve as raw materials for bitumen production, or hard thermal, at 490-520 ° C and 45-50 atm, or thermocatalytic processing to obtain additional amounts of motor fuel fractions.

Каталитический крекинг углеводородов представляет собой основной процесс производства бензина и легких углеводородных продуктов из тяжелого углеводородного сырья, такого как вакуумные газойли. В нефтепереработке для осуществления крекинга используются деструктивные гидрогенизационные процессы, протекающие под высоким давлением водорода в присутствии дорогих катализаторов, при сложном аппаратурном оформлении процесса при использовании затратных методов подготовки сырья к переработке. Их выход и качество зависят от условий крекинга, таких как температура, давление, продолжительность, соотношение количеств исходных продуктов и донорно-водородной добавки, природа донора и крекируемого вещества или смеси веществ. Чем выше будет температура, тем интенсивнее идет разложение. Точно так же - чем дольше длится крекинг, тем больше выход легких фракций. Однако при слишком высокой температуре и большой длительности крекинга процесс идет совсем не так, как требуется - молекулы расщепляются не на равные части, а дробятся так, что с одной стороны получаются слишком легкие фракции, а с другой - слишком тяжелые. Или же вообще происходит полное разложение углеводородов на водород и углерод (кокс), что очень нежелательно.Catalytic cracking of hydrocarbons is the main process for the production of gasoline and light hydrocarbon products from heavy hydrocarbons, such as vacuum gas oils. In oil refining, cracking is carried out using destructive hydrogenation processes that occur under high hydrogen pressure in the presence of expensive catalysts, with complex hardware design of the process using costly methods of preparing raw materials for processing. Their yield and quality depend on cracking conditions, such as temperature, pressure, duration, the ratio of the quantities of the starting products and the hydrogen donor additive, the nature of the donor and the substance being cracked or mixture of substances. The higher the temperature, the more intense the decomposition. Similarly, the longer the cracking lasts, the greater the yield of light fractions. However, at too high a temperature and a long cracking time, the process does not go exactly as required - the molecules are not split into equal parts, but crushed so that, on the one hand, too light fractions are obtained, and on the other, too heavy. Or, in general, complete decomposition of hydrocarbons into hydrogen and carbon (coke) occurs, which is very undesirable.

Воздействовать на кинетику этих процессов можно химическими веществами, например катализаторами, поверхностно-активными веществами, присадками. Воздействие на нефть и ее остатки с помощью химических веществ приводит к существенному возрастанию себестоимости конечного продукта, ускоренному износу ректификационных колон и является сложно регулируемым процессом.The kinetics of these processes can be influenced by chemicals, for example, catalysts, surfactants, additives. The impact on oil and its residues with the help of chemicals leads to a significant increase in the cost of the final product, accelerated wear of distillation columns and is a difficult to control process.

С использованием классических нефтехимических методов достигнуты впечатляющие результаты, позволившие достичь глубины переработки нефти до 96%, однако при этом стоимость технологий существенно возросла, в то же время начинают вставать новые задачи, которые традиционными методами или не решаемы, или же решаемы посредством немалых затрат. В первую очередь это касается использования отходов нефтехимического производства и задачи прокачки вязкой нефти по трубопроводам. Способы, применяемые на нефтеперерабатывающих заводах, становятся нерентабельными при малых объемах продукта, поэтому они мало применимы в местах непосредственной добычи.Using classical petrochemical methods, impressive results have been achieved that have allowed reaching a depth of oil refining of up to 96%, however, the cost of technology has increased significantly, at the same time, new problems are beginning to arise that are either not solved by traditional methods or can be solved by considerable costs. This primarily concerns the use of petrochemical production wastes and the task of pumping viscous oil through pipelines. The methods used in oil refineries become unprofitable for small volumes of product, so they are of little use in places of direct production.

Постоянно актуальными являются проблемы, решаемые в области переработки пищевого сырья и в биоэнергетике. Термическую обработку пищевых продуктов проводят с целью привести пищевое сырье в состояние, при котором оно наиболее доступно воздействию пищеварительных соков, улучшает вкусовые свойства пищи при сохранности ее биологических свойств. Под влиянием физико-химических процессов, происходящих в пищевых продуктах при термической обработке, продукты утрачивают жесткость, лучше усваиваются.The problems that are solved in the field of processing of food raw materials and in bioenergy are constantly relevant. Thermal processing of food products is carried out in order to bring food raw materials into a state in which it is most accessible to the effects of digestive juices, improves the taste of food while maintaining its biological properties. Under the influence of physicochemical processes occurring in food products during heat treatment, the products lose their rigidity, are better absorbed.

Тепловая обработка - главный технологический процесс, в ходе которого образуются новые химические соединения, и происходит изменение консистенции продукта, его способности к растворению. В процессе воздействия высокой температуры происходят физико-химические изменения: свертывание белка, набухание и клейстеризация крахмала, деструкция ферментов, разрушающих витамины, размягчение растительных тканей.Heat treatment is the main technological process during which new chemical compounds are formed and the consistency of the product and its ability to dissolve change. In the process of exposure to high temperatures, physicochemical changes occur: protein coagulation, swelling and gelatinization of starch, destruction of enzymes that destroy vitamins, softening of plant tissues.

Природа процессов, происходящих при тепловой обработке растительных и животных продуктов, существенно различается. Отличительной особенностью растительных продуктов является высокое содержание в них углеводов - свыше 70% сухих веществ. Абсолютное большинство растительных продуктов, используемых в питании человека, представляет собой части растений. В них и содержатся вещества, представляющие интерес в питании, - моно- и олигосахара и крахмал. Клетки имеют первичную оболочку, состоящую из низкомолекулярной целлюлозы и низкомолекулярных фракций гемицеллюлоз, отличительной особенностью которых является преобладание между структурными единицами р-1,4-связи, эта связь не разрушается пищеварительными ферментами человека. Степень их полимеризации в зависимости от фазы развития живой клетки может сильно колебаться: от 20 до 200 и более остатков. С увеличением степени полимеризации уменьшается растворимость пектиновых веществ в воде и увеличивается механическая прочность. С увеличением степени полимеризации целлюлозы и других растительных полимеров уменьшается их доступность для пищевых и биоэнергетических применений.The nature of the processes that occur during the heat treatment of plant and animal products varies significantly. A distinctive feature of plant products is the high content of carbohydrates in them - over 70% of dry matter. The vast majority of plant foods used in human nutrition are parts of plants. They contain substances of interest in nutrition - mono- and oligosaccharides and starch. Cells have a primary membrane consisting of low molecular weight cellulose and low molecular weight hemicellulose fractions, a distinctive feature of which is the predominance between the structural units of the p-1,4 bond, this bond is not destroyed by human digestive enzymes. The degree of their polymerization, depending on the phase of development of a living cell, can vary greatly: from 20 to 200 or more residues. With an increase in the degree of polymerization, the solubility of pectin substances in water decreases and the mechanical strength increases. With an increase in the degree of polymerization of cellulose and other plant polymers, their availability for food and bioenergy applications decreases.

Одним из перспективных направлений может стать возделывание и переработка новых или нетрадиционных культур, имеющих потенциал широкого использования в нескольких областях и выполняющих одновременно функции кормовой, пищевой и энергетической культуры. К разряду таких культур можно причислить, в первую очередь, топинамбур, имеющий свойства вышеперечисленных культур и отличающийся чрезвычайно низкой себестоимостью возделывания. В настоящее время топинамбур позиционируется как источник резервного углевода инулина и фруктозы.One of the promising areas may be the cultivation and processing of new or non-traditional crops that have the potential for widespread use in several areas and simultaneously perform the functions of fodder, food and energy crops. To the category of such crops can be attributed, first of all, Jerusalem artichoke, which has the properties of the above crops and is characterized by an extremely low cost of cultivation. Currently, Jerusalem artichoke is positioned as a source of reserve carbohydrate inulin and fructose.

Комплексная переработка с использованием плазменных технологий на биоэтанол и биобутанол не только клубней, но и биомассы, например, топинамбура позволит существенно повысить выход биобутанола с 1 га примерно на 60-80%. Возможно также получение высокобелковой составляющей для производства премиксов или обогащения кормов.Complex processing using plasma technologies for bioethanol and biobutanol of not only tubers, but also biomass, for example, Jerusalem artichoke, will significantly increase the yield of biobutanol from 1 ha by about 60-80%. It is also possible to obtain a high-protein component for the production of premixes or enrichment of feed.

Существующие химические способы гидролиза, отличаясь относительной простотой технологического процесса, являются малопроизводительными и вследствие этого металлоемкими. При любой тепловой обработке наиболее интенсивно происходит разрушение витаминов, особенно витамина С.Existing chemical methods of hydrolysis, characterized by the relative simplicity of the process, are inefficient and therefore metal-intensive. With any heat treatment, the destruction of vitamins, especially vitamin C, occurs most intensively.

Тепловая обработка углеводородов при повышенных температурах приводит к коксованию.Heat treatment of hydrocarbons at elevated temperatures leads to coking.

Поэтому поиск физических методов воздействия, позволяющих расширить возможности изменения внешних условий, представляется крайне актуальным. Плазмохимические способы, позволяющие перевести процессы из периодических в непрерывные, имеют большую перспективу.Therefore, the search for physical methods of exposure, allowing to expand the possibilities of changing external conditions, seems extremely urgent. Plasma-chemical methods, allowing to transfer processes from periodic to continuous, have a great prospect.

Известен «СПОСОБ ИНИЦИИРОВАНИЯ ЦЕПНЫХ РЕАКЦИЙ ДИССОЦИАЦИИ И ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» [2], в котором предлагается в дополнение к тепловой обработке использовать воздействие на обрабатываемое органическое сырье пучком релятивистских электронов. Такие электроны инициируют неравновесные реакции в органических молекулах, входящих в состав обрабатываемого сырья. Указанный способ, несомненно, выводит процесс обработки органического сырья за рамки используемых в настоящее время равновесных - тепловых - способов обработки.The well-known "METHOD FOR INITIATING CHAIN REACTIONS OF DISSOCIATION AND POLYCONDENSATION OF HYDROCARBONS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION" [2], in which, in addition to heat treatment, it is proposed to use the action of a beam of relativistic electrons on the processed organic raw materials. Such electrons initiate nonequilibrium reactions in the organic molecules that make up the processed raw materials. The specified method, undoubtedly, takes the process of processing organic raw materials beyond the currently used equilibrium - thermal - processing methods.

Однако применение пучков электронов диапазона энергий в несколько МэВ является сложной технической проблемой и может быть приемлемо только для решения уникальных задач, но никак не для массового использования.However, the use of electron beams of an energy range of several MeV is a complex technical problem and may be acceptable only for solving unique problems, but not for mass use.

Генератор низкотемпературной плазмы может стать дешевой и простой альтернативой применению ускорительной техники.A low-temperature plasma generator can be a cheap and easy alternative to using accelerator technology.

Техническим результатом, на достижение которого направлено одно из предлагаемых изобретений, является создание способа плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения, который осуществлялся бы с использованием низкотемпературной электроразрядной плазмы и который позволял бы проводить расщепление длинных органических молекул с возможностью изменения режимов обработки сырья.The technical result, one of the proposed inventions is aimed at, is to create a method of plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin, which would be carried out using low-temperature electric discharge plasma and which would allow splitting of long organic molecules with the possibility of changing the processing modes of the raw materials.

Известно устройство, описанное в [2]. Предложенное в данном патенте устройство предназначено для оптимизации условий применения пучка ускоренных электронов, заключающихся в необходимости иметь выходное окно, отделяющее высоковакуумную камеру формирования электронного пучка от области камеры для проведения реакции. Наличие такого окна приводит к техническим проблемам, связанным как с потерями энергии электронов в материале окна, так, что важнее, с проблемой ресурса материала окна, находящегося в жестких условиях по энерговоздействию при наличии приложенного перепада давлений. Конструкция устройства подразумевает также учет особенности взаимодействия электронного пучка с конденсированной средой, заключающейся в малой глубине проникновения электронов в обрабатываемую среду.A device is described in [2]. The device proposed in this patent is intended to optimize the conditions for using an accelerated electron beam, consisting in the need to have an exit window separating the high-vacuum chamber for forming the electron beam from the chamber region for carrying out the reaction. The presence of such a window leads to technical problems associated with both the loss of electron energy in the window material, and, more importantly, with the problem of the resource of the window material, which is in severe conditions for energy exposure in the presence of an applied pressure drop. The design of the device also implies taking into account the peculiarities of the interaction of an electron beam with a condensed medium, which consists in a small depth of penetration of electrons into the processed medium.

Применение низкотемпературной плазмы позволяет отказаться от разделительного окна, совместив область получения плазмы с областью обработки сырья. Помимо этого, электроразрядная плазма позволяет простыми способами изменять режимы обработки, используя управление параметрами плазмы через режимы работы источника питания, что легко достигается при использовании современной элементной базы, таких как транзисторные ключи IGBT и MOSFET, а также ферритовые материалы на основе современных нанотехнологий.The use of low-temperature plasma allows you to abandon the dividing window, combining the region of plasma production with the processing region of raw materials. In addition, electrodischarge plasma allows simple methods to change the processing modes using the control of plasma parameters through the operating modes of the power source, which is easily achieved using modern element base, such as IGBT and MOSFET transistor switches, as well as ferrite materials based on modern nanotechnology.

Техническим результатом, на достижение которого направлено второе предлагаемое изобретение, является создание такого устройства для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения, которое использовало бы низкотемпературную электроразрядную плазму, которое позволяло бы осуществлять расщепление длинных органических молекул с возможностью изменения режимов обработки сырья.The technical result, to which the second invention is directed, is to provide such a device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or vegetable origin, which would use low-temperature electric discharge plasma, which would allow splitting of long organic molecules with the possibility of changing the processing modes of the raw materials.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Технический результат достигается тем, что предложен:The technical result is achieved by the fact that it is proposed:

1. Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения, включающий обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, создаваемого над поверхностью обрабатываемого сырья, N - полная концентрация молекул и атомов в плазме, с возможностью введения в обрабатываемое сырье катализаторов, в том числе солей и окислов тяжелых металлов, а также с возможностью введения в обрабатываемое сырье химических веществ, изменяющих рН и ионную силу растворов, в том числе, соли, кислоты или щелочи.1. The method of plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin, including processing the feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of atoms and molecules in a plasma to be inserted into the processed feedstock bowled Congestion, including salts and oxides of heavy metals as well as for insertion into the processed raw chemical substances that alter the pH and ionic strength of the solution, including salts, acids or alkalis.

2. Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения, включающий обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, создаваемого над поверхностью обрабатываемого сырья, N - полная концентрация молекул и атомов в плазме, при этом осуществляют обработку поверхности слоя исходного сырья в газовой среде, содержащей водород и/или газообразные водородсодержащие соединения, с возможностью введения в обрабатываемое сырье катализаторов, в том числе солей и окислов тяжелых металлов, а также с возможностью введения в обрабатываемое сырье химических веществ, изменяющих рН и ионную силу растворов, в том числе, соли, кислоты или щелочи.2. A method of plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin, comprising processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of molecules and atoms in plasma, the surface treatment is carried out ref layer one raw material in a gaseous medium containing hydrogen and / or gaseous hydrogen-containing compounds, with the possibility of introducing catalysts into the processed raw materials, including salts and oxides of heavy metals, as well as with the possibility of introducing chemicals that change the pH and ionic strength of solutions into the processed raw materials, including salts, acids or alkalis.

3. Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения, включающий обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, создаваемого над поверхностью обрабатываемого сырья, N - полная концентрация молекул и атомов в плазме, при этом осуществляют обработку поверхности слоя исходного сырья в газовой среде, содержащей кислород и/или кислородсодержащие молекулы при температуре, характеризующей поступательное движение атомно-молекулярных компонентов плазмы, заметно ниже точки воспламенения обрабатываемого сырья, с возможностью введения в обрабатываемое сырье катализаторов, в том числе солей и окислов тяжелых металлов, а также с возможностью введения в обрабатываемое сырье химических веществ, изменяющих рН и ионную силу растворов, в том числе, соли, кислоты или щелочи.3. A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin, comprising processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of molecules and atoms in plasma, the surface treatment is carried out ref layer of one raw material in a gaseous medium containing oxygen and / or oxygen-containing molecules at a temperature that characterizes the translational motion of atomic-molecular plasma components is noticeably lower than the ignition point of the processed raw material, with the possibility of introducing catalysts into the processed raw material, including salts and oxides of heavy metals, and also with the possibility of introducing into the processed raw materials chemicals that change the pH and ionic strength of solutions, including salts, acids or alkalis.

4. Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения, включающий обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, создаваемого над поверхностью обрабатываемого сырья, N - полная концентрация молекул и атомов в плазме, при этом осуществляют обработку поверхности слоя исходного сырья в газовой среде, содержащей кислород и/или кислородсодержащие молекулы при температуре, характеризующей поступательное движение атомно-молекулярных компонентов плазмы, заметно ниже точки воспламенения обрабатываемого сырья, с возможностью введения в обрабатываемое сырье катализаторов, в том числе солей и окислов тяжелых металлов, а также с возможностью введения в обрабатываемое сырье химических веществ, изменяющих рН и ионную силу растворов, в том числе, соли, кислоты или щелочи, при этом обрабатываемое органическое сырье пропускают тонким слоем по одному из электродов определенной полярности в зависимости от желания организовать в обрабатываемой среде окислительные или восстановительные процессы.4. A method of plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin, comprising processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of molecules and atoms in plasma, the surface treatment is carried out ref layer of one raw material in a gaseous medium containing oxygen and / or oxygen-containing molecules at a temperature that characterizes the translational motion of atomic-molecular plasma components is noticeably lower than the ignition point of the processed raw material, with the possibility of introducing catalysts into the processed raw material, including salts and oxides of heavy metals, and also with the possibility of introducing into the processed raw materials chemicals that change the pH and ionic strength of solutions, including salts, acids or alkalis, while the processed organic raw materials a thin layer is passed through one of the electrodes of a certain polarity, depending on the desire to organize oxidative or reduction processes in the medium to be treated.

Способ по п.1. осуществляют следующим образом.The method according to claim 1. carried out as follows.

Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения включает обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, которое создают над поверхностью обрабатываемого сырья, где N - полная концентрация молекул и атомов в плазме.A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin involves processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ² , where E is the intensity of the applied electric field, which is created above the surface of the processed raw materials, where N is the total concentration of molecules and atoms in the plasma.

При осуществлении указанного способа возможно введение в обрабатываемое сырье катализаторов, например солей и окислов тяжелых металлов.When implementing this method, it is possible to introduce catalysts, for example, salts and oxides of heavy metals into the processed feed.

Кроме того, иногда вводят в обрабатываемое сырье химические вещества, которые изменяют рН и ионную силу растворов, например, соли, кислоты или щелочи.In addition, sometimes chemicals are added to the processed raw materials that change the pH and ionic strength of solutions, for example, salts, acids or alkalis.

Способ по п.2. осуществляют следующим образом.The method according to claim 2. carried out as follows.

Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения включает обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, создаваемого над поверхностью обрабатываемого сырья, N - полная концентрация молекул и атомов в плазме.A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin involves processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ² , where E is the intensity of the applied electric field created above the surface of the processed raw materials, N is the total concentration of molecules and atoms in the plasma.

Осуществляют обработку поверхности слоя исходного сырья в газовой среде, содержащей водород и/или газообразные водородсодержащие соединения.The surface of the feedstock layer is treated in a gaseous medium containing hydrogen and / or gaseous hydrogen-containing compounds.

В некоторых случаях вводят в обрабатываемое сырье катализаторы в виде солей и окислов тяжелых металлов.In some cases, catalysts are introduced into the processed feed in the form of salts and oxides of heavy metals.

Иногда для изменения рН и ионной силы растворов вводят в обрабатываемое сырье химические вещества, такие, например, как соли, кислоты или щелочи.Sometimes, to change the pH and ionic strength of the solutions, chemicals, such as, for example, salts, acids or alkalis, are introduced into the processed raw materials.

Способ по п.3. осуществляют следующим образом.The method according to claim 3. carried out as follows.

Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения включает обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, создаваемого над поверхностью обрабатываемого сырья, N - полная концентрация молекул и атомов в плазме, при этом осуществляют обработку поверхности слоя исходного сырья в газовой среде, содержащей кислород и/или кислородсодержащие молекулы при температуре, характеризующей поступательное движение атомно-молекулярных компонентов плазмы, заметно ниже точки воспламенения обрабатываемого сырья.A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin involves processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of molecules and atoms in plasma, the surface layer, the processing of initially of raw materials in a gas atmosphere containing oxygen and / or oxygen-containing molecule at a temperature characterizing the translational motion of atomic and molecular components of plasma, significantly below the ignition point of the processed raw material.

Способ по п.4.осуществляют следующим образом.The method according to claim 4. Carry out as follows.

Осуществляют обработку поверхности слоя исходного сырья в газовой среде, содержащей кислород и/или кислородсодержащие молекулы при температуре, характеризующей поступательное движение атомно-молекулярных компонентов плазмы, заметно ниже точки воспламенения обрабатываемого сырья.The surface of the layer of the feedstock in a gas medium containing oxygen and / or oxygen-containing molecules is treated at a temperature that characterizes the translational motion of the atomic-molecular components of the plasma, noticeably below the ignition point of the processed feed.

Возможно введение в обрабатываемое сырье катализаторов, в том числе солей и окислов тяжелых металлов.Perhaps the introduction of processed catalysts, including salts and oxides of heavy metals.

Возможно также введение в обрабатываемое сырье химических веществ, изменяющих рН и ионную силу растворов. В качестве таких веществ используют соли, кислоты или щелочи.It is also possible the introduction into the processed raw materials of chemicals that change the pH and ionic strength of solutions. As such substances use salts, acids or alkalis.

Обрабатываемое органическое сырье пропускают тонким слоем по одному из электродов определенной полярности, в зависимости от желания организовать в обрабатываемой среде окислительные или восстановительные процессы.The processed organic raw materials are passed in a thin layer along one of the electrodes of a certain polarity, depending on the desire to organize oxidative or reduction processes in the processed medium.

Таким образом, как видно из вышеописанного, в зависимости от характера процессов, которые инициируют в обрабатываемой среде, может быть использован различный состав газов, находящихся над обрабатываемой средой. В случае использования водных растворов основным компонентом газовой прослойки являются пары воды. Первичные акты ионизации, диссоциации и диссоциативного прилипания электронов плазмы к молекулам Н₂О приводят к образованию таких ионов, атомов и молекул, как Н₂О⁺, ОН^-, H^-, ОН, Н, Н₂, которые, с одной стороны, инициируют цепь химических ионно-молекулярных реакций, а с другой - могут присоединиться в месте разрыва связи в органической молекуле. Используют водород как плазмообразующий газ. В этом случае может быть осуществлен плазмохимический гидрокрекинг. Такой процесс используют не только для нефтепродуктов, но и для органического сырья пищевого или биоорганического назначения.Thus, as can be seen from the above, depending on the nature of the processes that initiate in the medium to be treated, a different composition of the gases above the medium can be used. In the case of using aqueous solutions, the main component of the gas layer is water vapor. The primary acts of ionization, dissociation and dissociative attachment of plasma electrons to H ₂ O molecules lead to the formation of ions, atoms and molecules such as H ₂ O ⁺ , OH ^- , H ^- , OH, H, H ₂ , which, on the one hand, initiate a chain of chemical ion-molecular reactions, and on the other, they can join at the site of bond cleavage in an organic molecule. Use hydrogen as a plasma-forming gas. In this case, plasmachemical hydrocracking can be carried out. Such a process is used not only for petroleum products, but also for organic raw materials for food or bioorganic purposes.

В предлагаемом изобретении допускают несколько способов воздействия на характер организации плазмохимического органического синтеза.In the present invention allow several ways to influence the nature of the organization of plasma-chemical organic synthesis.

Продукты для синтеза используют в газовой фазе как компоненты плазмообразующего газа или виде аэрозолей.Products for synthesis are used in the gas phase as components of a plasma-forming gas or as aerosols.

Продукты для синтеза используют в растворе или во взвеси с основным обрабатываемым сырьем, подаваемым в жидкой фазе как пленкообразующая среда.The products for synthesis are used in solution or in suspension with the main processed raw material supplied in the liquid phase as a film-forming medium.

Характер синтеза меняют путем использования различных катализаторов, вносимых в газовую или/и жидкую компоненту.The nature of the synthesis is changed by using various catalysts introduced into the gas and / or liquid component.

Значение рН среды изменяют добавлением солей, кислот или щелочей, что приводит к смещению точек химического и ионного равновесия в обрабатываемых средах и, тем самым, влияет на направление плазмохимических процессов.The pH of the medium is changed by adding salts, acids or alkalis, which leads to a shift in the points of chemical and ion equilibrium in the treated media and, thus, affects the direction of plasma-chemical processes.

Характер происходящих плазмохимических процессов меняют сменой полярности электродов при организации электрического разряда определенной полярности.The nature of the ongoing plasma-chemical processes is changed by changing the polarity of the electrodes during the organization of the electric discharge of a certain polarity.

Обрабатываемое вещество может использоваться в виде многокомпонентных аэрозолей, растворов, порошков, эмульсий и пен.The processed substance can be used in the form of multicomponent aerosols, solutions, powders, emulsions and foams.

Использование для целей обработки органического сырья низкотемпературной плазмы, создаваемой приложенным внешним электрическим полем, не только осуществляет более дешевый альтернативный подход к решению проблемы, но и позволяет повысить эффективность воздействия по причинам, описанным ниже.The use of low-temperature plasma generated by an applied external electric field for the processing of organic raw materials not only implements a cheaper alternative approach to solving the problem, but also improves the impact efficiency for the reasons described below.

Наличие свободных низкоэнергетических, с энергией в несколько эВ, электронов в низкотемпературной плазме является источником эффективных каналов преобразования, вложенной в электроразрядную плазму от источника питания электрической энергии в энергию разрыва химических связей. Ниже описан механизм такого взаимодействия.The presence of free low-energy, with an energy of several eV, electrons in a low-temperature plasma is a source of effective conversion channels embedded in an electric-discharge plasma from a power source of electric energy into the energy of breaking chemical bonds. The mechanism of this interaction is described below.

На языке модели валентных связей, связь между двумя соседними атомами углерода в длинной молекуле углеводорода обусловлена спаренными по спину электронами, находящимися на орбиталях, направленных к связываемому атому.In the language of the model of valence bonds, the bond between two adjacent carbon atoms in a long hydrocarbon molecule is due to spin-coupled electrons in orbitals directed to the bound atom.

При попытке сдвинуть связанные таким образом соседние атомы из положения равновесия возникнет возвращающая сила, что продемонстрировано на потенциальной кривой 1 на фиг.1, изображенной сплошной линией.When trying to move neighboring atoms bound in such a way from the equilibrium position, a restoring force will arise, which is shown on the potential curve 1 in Fig. 1, shown by a solid line.

Если же спины электронов на рассматриваемых орбиталях окажутся параллельными - неспаренными, то возникнет отталкивающая сила - переход на разлетный электронный терм, приводящая к расщеплению молекулы по рассматриваемой связи. Описанной ситуации соответствует кривая 2 на фиг.1 справа, изображенная сплошной линией.If the spins of the electrons in the considered orbitals turn out to be parallel - unpaired, then there will be a repulsive force - a transition to a scattered electron term, leading to the splitting of the molecule along the bond in question. The described situation corresponds to curve 2 in figure 1 to the right, depicted by a solid line.

Изменение направления спина одного из связанных электронов могло бы стать основой для механизма расщепления - крекинга - крупных органических молекул. Однако на практике изменить направление вектора спина электрона сложно, так как на спиновый момент электрона можно повлиять только через его магнитный момент.A change in the spin direction of one of the bound electrons could become the basis for the mechanism of splitting - cracking - of large organic molecules. However, in practice it is difficult to change the direction of the electron spin vector, since the spin moment of an electron can only be affected through its magnetic moment.

В силу малости последнего, при необходимости реализации энергии взаимодействия порядка нескольких электронвольт для воздействия через магнитный момент требуются огромные магнитные поля.Due to the smallness of the latter, if it is necessary to realize an interaction energy of the order of several electron volts, huge magnetic fields are required to act through a magnetic moment.

Однако иногда, не переворачивая спин электрона, можно перейти на разлетный электронный терм. Такая ситуация возникает, когда рядом с молекулой находится свободный электрон, способный поменяться местами с одним из связанных электронов. После обмена со свободным электроном подходящей энергии и подходящего направления спина молекула расщепляется. Данная ситуация может быть реализована в холодной плазме, приведенной в соприкосновение с обрабатываемым веществом.However, sometimes, without overturning the electron’s spin, it is possible to switch to a scattering electronic term. Such a situation arises when a free electron is located next to the molecule, capable of exchanging places with one of the bound electrons. After exchange with a free electron of suitable energy and a suitable spin direction, the molecule splits. This situation can be realized in a cold plasma brought into contact with the processed substance.

В плазме возможно получение достаточной плотности свободных электронов при их средней энергии, соответствующей нескольким электронвольтам.In a plasma, it is possible to obtain a sufficient density of free electrons with their average energy corresponding to several electron volts.

Примеры осуществления способаExamples of the method

Пример по п.1. Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения включает обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, которое создают над поверхностью обрабатываемого сырья, где N - полная концентрация молекул и атомов в плазме. При осуществлении указанного способа вводят в обрабатываемое сырье катализаторы - соли и окислы тяжелых металлов.An example according to claim 1. A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin involves processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ² , where E is the intensity of the applied electric field, which is created above the surface of the processed raw materials, where N is the total concentration of molecules and atoms in the plasma. When implementing this method, catalysts — salts and oxides of heavy metals — are introduced into the processed raw materials.

Для изменения рН и ионной силы растворов вводят в обрабатываемое сырье соли, кислоты или щелочи.To change the pH and ionic strength of the solutions, salts, acids or alkalis are introduced into the processed raw materials.

В примере используют плазмохимический реактор с расходом жидкой компоненты 0,2-0,5 кубических метров в час. В качестве жидкой компоненты используют воду. Толщина жидкой пленки, протекающей по электроду, не превышала 1 мм, при толщине газового зазора около 0, 2 мм. Плазма зажигалась как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах при частоте следования импульсов 30 кГц, при длительности отдельного импульса порядка 15 мкс. При горении в непрерывном режиме напряжение горения составляло 800 вольт при среднем токе 7-8 ампер, в то время как при горении в импульсно-периодическом режиме среднее напряжение на электродах составляло 2000 вольт при среднем токе 1,5 ампера.In the example, a plasma chemical reactor is used with a flow rate of 0.2-0.5 cubic meters of liquid per hour. As a liquid component, water is used. The thickness of the liquid film flowing through the electrode did not exceed 1 mm, with a thickness of the gas gap of about 0.2 mm. The plasma was ignited both in continuous and in pulse-periodic modes at a pulse repetition rate of 30 kHz, and with an individual pulse duration of the order of 15 μs. When burning in continuous mode, the burning voltage was 800 volts with an average current of 7-8 amperes, while when burning in a pulse-periodic mode, the average voltage on the electrodes was 2000 volts with an average current of 1.5 amperes.

Пример по п.2. Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения включает обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, создаваемого над поверхностью обрабатываемого сырья, N - полная концентрация молекул и атомов в плазме. Осуществляют обработку поверхности слоя исходного сырья в газовой среде, содержащей водород и/или газообразные водородсодержащие соединения.An example according to claim 2. A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin involves processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ² , where E is the intensity of the applied electric field created above the surface of the processed raw materials, N is the total concentration of molecules and atoms in the plasma. The surface of the feedstock layer is treated in a gaseous medium containing hydrogen and / or gaseous hydrogen-containing compounds.

Вводят в обрабатываемое сырье катализаторы в виде солей и окислов тяжелых металлов.Catalysts are introduced into the processed raw materials in the form of salts and oxides of heavy metals.

Для изменения рН и ионной силы растворов вводят в обрабатываемое сырье химические вещества, такие, например, как соли, кислоты или щелочи.To change the pH and ionic strength of the solutions, chemicals, such as, for example, salts, acids or alkalis, are introduced into the processed raw materials.

Введение мелкодисперсных катализаторов слабо влияет на напряжения и токи горения электрического разряда, а введение солей, кислот или щелочей существенно понижает напряжение горения разряда, например напряжение горения в стационарном режиме падало до 40-500 вольт при фиксированном значении тока.The introduction of finely dispersed catalysts weakly affects the voltage and currents of electric discharge, and the introduction of salts, acids or alkalis significantly reduces the voltage of the discharge, for example, the combustion voltage in the stationary mode drops to 40-500 volts at a fixed current value.

Пример по п.3. Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения включает обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, создаваемого над поверхностью обрабатываемого сырья, N - полная концентрация молекул и атомов в плазме, при этом осуществляют обработку поверхности слоя исходного сырья в газовой среде, содержащей кислород и/или кислородсодержащие молекулы при температуре, характеризующей поступательное движение атомно-молекулярных компонентов плазмы, заметно ниже точки воспламенения обрабатываемого сырья.An example according to claim 3. A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin involves processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of molecules and atoms in plasma, the surface layer, the processing of initially of raw materials in a gas atmosphere containing oxygen and / or oxygen-containing molecule at a temperature characterizing the translational motion of atomic and molecular components of plasma, significantly below the ignition point of the processed raw material.

Например, вводят в обрабатываемое сырье катализаторы в виде солей и окислов тяжелых металлов.For example, catalysts in the form of salts and oxides of heavy metals are introduced into the processed feed.

Для случая кислородсодержащей среды эксперименты были проведены только с негорючими средами во избежание возникновения взрывоопасной ситуации на стенде без специальной подготовки. Были проведены эксперименты, подтвердившие возможность окисления растворенных в воде веществ при пропускании раствора через плазму после барботирования его кислородом.For the case of an oxygen-containing medium, experiments were carried out only with non-combustible media in order to avoid the occurrence of an explosive situation at the stand without special preparation. Experiments were conducted that confirmed the possibility of oxidation of substances dissolved in water by passing the solution through the plasma after sparging it with oxygen.

Пример по п.4. Способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения включает обработку исходного сырья, содержащего углеводороды, при котором на обрабатываемое сырье воздействуют продуктами низкотемпературной плазмы электрического разряда со значением параметра E/N в диапазоне от 1×10^-16 до 20×10^-16 В·см², где Е - напряженность приложенного электрического поля, создаваемого над поверхностью обрабатываемого сырья, N - полная концентрация молекул и атомов в плазме. Осуществляют обработку поверхности слоя исходного сырья в газовой среде, содержащей кислород и/или кислородсодержащие молекулы при температуре, характеризующей поступательное движение атомно-молекулярных компонентов плазмы, заметно ниже точки воспламенения обрабатываемого сырья.An example according to claim 4. A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin involves processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 × 10 ^-16 to 20 × 10 ^-16 V · cm ² , where E is the intensity of the applied electric field created above the surface of the processed raw materials, N is the total concentration of molecules and atoms in the plasma. The surface of the feedstock layer is treated in a gas medium containing oxygen and / or oxygen-containing molecules at a temperature that characterizes the translational motion of the atomic-molecular components of the plasma, noticeably below the ignition point of the processed feedstock.

Вводят в обрабатываемое сырье катализаторы, в том числе соли и окислы тяжелых металлов.Catalysts are introduced into the processed raw materials, including salts and oxides of heavy metals.

Вводят в обрабатываемое сырье химические вещества, изменяющие рН и ионную силу растворов. В качестве таких веществ используют соли, кислоты или щелочи.Chemical substances are introduced into the processed raw materials that change the pH and ionic strength of the solutions. As such substances use salts, acids or alkalis.

Обрабатываемую среду пропускают тонким слоем по одному из электродов определенной полярности. С помощью источника питания меняют как режим работы - на непрерывный или импульсно-периодический, так и полярность приложенного напряжения.The medium being processed is passed in a thin layer along one of the electrodes of a certain polarity. Using a power source, both the operating mode is changed - to continuous or pulse-periodic, and the polarity of the applied voltage.

Устойчивое и однородное образование низкотемпературной плазмы достигают во всех режимах работы.Stable and uniform formation of low-temperature plasma is achieved in all operating modes.

Напряжение горения электрического разряда слабо зависит от полярности электродов и составляет около 2000 вольт при токе около 1,5 ампера в случае работы в импульсно-периодическом режиме. При работе в импульсно-периодическом режиме при высоких значениях энерговкладов возникают ударные волны, способные разрушать однородное протекание жидкой пленки.The burning voltage of an electric discharge weakly depends on the polarity of the electrodes and is about 2000 volts at a current of about 1.5 amperes in the case of operation in a pulse-periodic mode. When operating in a pulse-periodic mode at high energy deposition, shock waves arise that can destroy the uniform flow of a liquid film.

При работе в непрерывном режиме достигают более легкое поддержание однородной жидкой пленки на электроде.When operating in continuous mode, it is easier to maintain a uniform liquid film on the electrode.

Таким образом, достигнут желаемый технический результат, а именно, предложен способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения, который осуществляют с использованием низкотемпературной электроразрядной плазмы и который позволяет проводить расщепление длинных органических молекул с возможностью изменения режимов обработки сырья.Thus, the desired technical result has been achieved, namely, a method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin is proposed, which is carried out using low-temperature electric discharge plasma and which allows splitting of long organic molecules with the possibility of changing the processing modes of the raw materials.

Технический результат достигается тем, что предложено устройство для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения:The technical result is achieved by the fact that the proposed device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or vegetable origin:

5. Устройство для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения, выполненное на основе источника питания электроразрядной плазмы, системы подготовки жидкой компоненты, системы подготовки газообразной компоненты, плазмохимического реактора, включающее электрод внешний, электрод внутренний, пленку электропроводящей жидкости, камеру газоразрядную, формирователь пленочного потока жидкости, штуцер ввода жидкости, эмульсии или пульпы, штуцер ввода газа или аэрозоля, выполненное с возможностью инициирования реакций диссоциации углеводородов, с возможностью покрытия тонким слоем обрабатываемого сырья одного из электродов газоразрядной камеры, предназначенной для получения сильно неравновесной низкотемпературной плазмы, с возможностью обеспечения протекания процесса отработки продуктами, образуемыми в плазме, с возможностью выполнения в качестве источника питания электроразрядной плазмы источника, обеспечивающего горение электрического разряда в непрерывном режиме, или с возможностью выполнения в качестве источника питания электроразрядной плазмы источника, обеспечивающего горение электрического разряда в импульсно-периодическом режиме.5. A device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or plant origin, made on the basis of an electric discharge plasma power source, a liquid component preparation system, a gaseous component preparation system, a plasma-chemical reactor, including an external electrode, an internal electrode, an electrically conductive liquid film, a gas discharge chamber, a film flow former liquids, a nozzle for introducing a liquid, emulsion or pulp, a nozzle for introducing a gas or aerosol, configured to initiate reactions of hydrocarbon dissociation, with the possibility of coating with a thin layer of the processed raw materials one of the electrodes of the gas discharge chamber, designed to produce a highly nonequilibrium low-temperature plasma, with the possibility of ensuring the development of the products formed in the plasma, with the possibility of performing as a power source of an electric discharge plasma a source that provides burning of an electric discharge in a continuous mode, or with the possibility of execution as an electric power source ktrorazryadnoy plasma source, providing an electrical discharge in the combustion repetitively pulsed mode.

6. Устройство для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения, выполненное на основе источника питания электроразрядной плазмы, системы подготовки жидкой компоненты, системы подготовки газообразной компоненты, плазмохимического реактора, включающее электрод внешний, электрод внутренний, пленку электропроводящей жидкости, камеру газоразрядную, формирователь пленочного потока жидкости, штуцер ввода жидкости, эмульсии или пульпы, штуцер ввода газа или аэрозоля, выполненное с возможностью инициирования реакций диссоциации углеводородов, с возможностью покрытия тонким слоем обрабатываемого сырья одного из электродов газоразрядной камеры, предназначенной для получения сильно неравновесной низкотемпературной плазмы, с возможностью обеспечения протекания процесса отработки продуктами, образуемыми в плазме, которое дополнительно включает устройство подачи газовой среды во внутреннюю полость газоразрядной камеры, при этом устройство подачи сырья выполнено с возможностью формирования в реакторной камере слоя или потока сырья, имеющего требуемую толщину, а устройство подачи газовой среды выполнено с возможностью подачи газовой смеси в периферийную область внутренней полости реакторной камеры и для формирования в реакторной камере слоя или потока сырья, окруженного газовой средой, с возможностью выполнения в качестве источника питания электроразрядной плазмы источника, обеспечивающего горение электрического разряда в непрерывном режиме, или с возможностью выполнения в качестве источника питания электроразрядной плазмы источника, обеспечивающего горение электрического разряда в импульсно-периодическом режиме.6. A device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or plant origin, made on the basis of an electric discharge plasma power source, a system for preparing a liquid component, a system for preparing a gaseous component, a plasma-chemical reactor, including an external electrode, an internal electrode, a film of an electrically conductive liquid, a gas discharge chamber, a film flow former liquids, nozzle for introducing liquids, emulsions or pulps, nozzle for injecting gas or aerosol, configured to initiate reactions of hydrocarbon dissociation, with the possibility of coating with a thin layer of the processed raw materials one of the electrodes of the gas discharge chamber, designed to produce a highly nonequilibrium low-temperature plasma, with the possibility of ensuring the development of the process by products formed in the plasma, which additionally includes a device for supplying a gas medium to the internal cavity of the gas discharge chamber wherein the feed device is configured to form a layer or stream of feed in the reactor chamber, and which has the required thickness, and the gas medium supply device is configured to supply the gas mixture to the peripheral region of the inner cavity of the reactor chamber and to form a layer or stream of raw materials surrounded by the gas medium in the reactor chamber, with the possibility of performing a source of combustion providing an electric discharge plasma source electric discharge in a continuous mode, or with the possibility of performing as a power source of an electric discharge plasma a source providing combustion of electric discharge in a pulse-periodic mode.

На фиг.2 представлена схема работы устройства для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения, где:Figure 2 presents the operation diagram of a device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or vegetable origin, where:

3 - анод,3 - anode,

4 - катод,4 - cathode,

5 - пленка обрабатываемой жидкости,5 - film of the processed fluid,

6 - поток плазмообразующей газовой среды.6 - a stream of plasma-forming gas medium.

Представленная на фиг.2 схема работы устройства реализована практически в виде устройства для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения, схема которого представлена на Фиг.3, где:Presented in figure 2, the operation diagram of the device is implemented practically in the form of a device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or vegetable origin, the scheme of which is presented in figure 3, where:

7 - источник питания электроразрядной плазмы,7 - power source electric discharge plasma,

8 - система подготовки жидкой компоненты,8 is a system for preparing a liquid component,

9 - система подготовки газообразной компоненты,9 - system for the preparation of the gaseous component,

10 - плазмохимический реактор.10 - plasma chemical reactor.

Схема плазмохимического реактора представлена на фиг.4, где:The scheme of the plasma chemical reactor is presented in figure 4, where:

11 - электрод внешний,11 - external electrode,

12 - электрод внутренний,12 - internal electrode,

13 - пленка электропроводящей жидкости,13 - film of a conductive fluid,

14 - камера газоразрядная,14 - gas discharge chamber,

15 - формирователь пленочного потока жидкости,15 - shaper film fluid flow,

16 - штуцер ввода жидкости, эмульсии или пульпы,16 is a fitting for introducing a liquid, emulsion or pulp,

17 - штуцер ввода газа или аэрозоля.17 - gas or aerosol inlet fitting.

На фиг.2 обрабатываемое вещество 5 протекает тонкой пленкой по одному из электродов: аноду 3 или катоду 4 газоразрядной камеры. В зависимости от желания провести окислительные или восстановительные процессы в ходе крекинга, возможна организация электрического разряда с приложением потенциала определенного знака к электроду, контактирующему с обрабатываемым веществом. Возможно также использование электрического разряда переменного напряжения. Поток плазмообразующей газовой среды 6 тоже может подбираться исходя из характера предпочтительных реакций. Обрабатываемое вещество подается в разрядную зону в виде эмульсии с водными растворами и, возможно, с диспергированными газовыми включениями. Роль воды, водных растворов и веществ в виде газов заключается в образовании радикалов, которые свяжутся с вновь образовавшимися свободными валентностями, препятствуя тем самым обратному процессу восстановления разорванной связи.In figure 2, the processed substance 5 flows with a thin film along one of the electrodes: anode 3 or cathode 4 of the gas discharge chamber. Depending on the desire to carry out oxidative or reduction processes during cracking, it is possible to organize an electric discharge with the application of the potential of a certain sign to the electrode in contact with the processed substance. It is also possible to use an electric discharge of alternating voltage. The flow of the plasma-forming gas medium 6 can also be selected based on the nature of the preferred reactions. The processed substance is fed into the discharge zone in the form of an emulsion with aqueous solutions and, possibly, with dispersed gas inclusions. The role of water, aqueous solutions and substances in the form of gases consists in the formation of radicals that will bind to the newly formed free valencies, thereby hindering the reverse process of restoring the broken bond.

На фиг.3 система подготовки жидкой компоненты 8 служит для создания гомогенной жидкой среды, предназначенной для пропускания по электроду в виде тонкой жидкой пленки. Это может быть чистое проводящее вещество, раствор, эмульсия или взвесь твердых микрочастиц в растворе или эмульсии. Для приготовления такой гомогенной среды может быть использован специальный смеситель, эмульгатор или кавитатор.In Fig. 3, the preparation system of the liquid component 8 serves to create a homogeneous liquid medium intended for transmission through the electrode in the form of a thin liquid film. It can be a pure conductive substance, solution, emulsion or a suspension of solid microparticles in a solution or emulsion. To prepare such a homogeneous medium, a special mixer, emulsifier or cavitator can be used.

Система подготовки газообразной компоненты 9 служит для создания смеси газов или аэрозоля, состоящего из взвешенных в газе твердых или жидких микрочастиц.The preparation system of the gaseous component 9 is used to create a mixture of gases or aerosol, consisting of solid or liquid microparticles suspended in gas.

Источник питания электроразрядной плазмы 7 служит для задания режимов работы плазмохимического реактора 10. В зависимости от необходимости организации процесса обработки это может быть или непрерывный, или импульсно-периодический режим.The power source of the electric discharge plasma 7 serves to set the operating modes of the plasma chemical reactor 10. Depending on the need for organizing the processing process, this can be either a continuous or a pulse-periodic mode.

Процесс плазменной обработки реализуют посредством плазмохимического реактора, представленного на фиг.4, следующим образом.The plasma treatment process is implemented by means of the plasma chemical reactor shown in figure 4, as follows.

Поток жидкости, в которой взвешены или растворены обрабатываемые вещества, подают тангенциально через штуцер 16 в камеру формирования пленочного потока жидкости 15. После формирователя пленочного потока жидкости обрабатываемая среда движется по спирали, надежно покрывая внутреннюю поверхность внешнего цилиндра - внешнего электрода 11. Между внешним 11 и внутренним 12 электродами зажигается плазма. Плазма однородно заполняет коаксиальный промежуток между электродами. Особо нужно подчеркнуть наличие высокой неравновесности в полученной плазме: вблизи водяной пленки температура нейтральной компоненты не превышает, например, 100°С, в то время как температура электронов достигает, например, 10000-50000°С. Высокая плотность радикалов приводит к интенсивному протеканию неравновесных реакций. Существует возможность обработки сред в газовом промежутке электроразрядной камеры. Для этого предусмотрен штуцер 17, через который можно ввести газ или аэрозоль.The fluid stream in which the processed substances are weighed or dissolved is fed tangentially through the nozzle 16 into the chamber for forming the film liquid stream 15. After the film liquid stream former, the medium to be processed moves in a spiral, reliably covering the inner surface of the outer cylinder - the outer electrode 11. Between the outer 11 and the internal 12 electrodes ignite the plasma. Plasma uniformly fills the coaxial gap between the electrodes. It is especially necessary to emphasize the presence of high nonequilibrium in the obtained plasma: near the water film, the temperature of the neutral component does not exceed, for example, 100 ° C, while the temperature of the electrons reaches, for example, 10000-50000 ° C. A high density of radicals leads to an intense course of nonequilibrium reactions. There is the possibility of processing media in the gas gap of the electric discharge chamber. For this, a fitting 17 is provided through which gas or aerosol can be introduced.

Пример осуществления устройства по п.5.An example implementation of the device according to claim 5.

Устройство для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения, выполненное на основе источника питания электроразрядной плазмы, системы подготовки жидкой компоненты, системы подготовки газообразной компоненты, плазмохимического реактора, включающее электрод внешний 11, электрод внутренний 12, пленку электропроводящей жидкости 13, камеру газоразрядную 14, формирователь пленочного потока жидкости 15, штуцер ввода жидкости 16, эмульсии или пульпы, штуцер ввода газа 17 или аэрозоля, выполненное с возможностью инициирования реакций диссоциации углеводородов, с возможностью покрытия тонким слоем обрабатываемого сырья одного из электродов газоразрядной камеры, предназначенной для получения сильно неравновесной низкотемпературной плазмы, с возможностью обеспечения протекания процесса отработки продуктами, образуемыми в плазме, с возможностью выполнения в качестве источника питания электроразрядной плазмы источника, обеспечивающего горение электрического разряда в непрерывном режиме, или с возможностью выполнения в качестве источника питания электроразрядной плазмы источника, обеспечивающего горение электрического разряда в импульсно-периодическом режиме.A device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or vegetable origin, made on the basis of an electric-discharge plasma power source, a system for preparing a liquid component, a system for preparing a gaseous component, a plasma-chemical reactor, including an external electrode 11, an internal electrode 12, a film of electrically conductive liquid 13, a gas discharge chamber 14, a shaper film flow of liquid 15, a nozzle for introducing a liquid 16, emulsion or pulp, a nozzle for introducing a gas 17 or aerosol, made with the possibility of initiating hydrocarbon dissociation reactions, with the possibility of coating with a thin layer of the processed raw materials one of the electrodes of the gas discharge chamber, designed to produce a highly nonequilibrium low-temperature plasma, with the possibility of ensuring the development of the products formed in the plasma, with the possibility of performing as a power source an electric-discharge plasma source providing burning of an electric discharge in a continuous mode, or with the possibility of performing as a source the current of the electric discharge plasma of the source, which ensures the combustion of the electric discharge in a pulse-periodic mode.

В воде в весовой концентрации 1:5 готовят растительное сырье в виде взвеси размолотых клубней топинамбура с максимальными размерами частиц меньше 1 мм, которое пропускают через устройство для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения.In water in a weight concentration of 1: 5, vegetable raw materials are prepared in the form of a suspension of ground Jerusalem artichoke tubers with a maximum particle size of less than 1 mm, which is passed through a device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or vegetable origin.

В штуцер 16 устройства, изображенного на фиг.4, подают сырье в виде пульпы, состоящей из измельченного с дисперсностью менее 1 мм органического сырья, находящегося в воде, возможно, барботированной водородом. In the nozzle 16 of the device depicted in figure 4, the raw material is supplied in the form of a pulp, consisting of crushed with a fineness of less than 1 mm organic material in water, possibly sparged with hydrogen.

При этом в штуцер 17 может подаваться или водород, или же не подаваться ничего. В первом случае на разорванные полимерные связи будут в основном присоединяться атомы водорода. При этом в продуктах реакции возникнут более легкие, по сравнению с исходными, углеводороды.In this case, either hydrogen can be supplied to the fitting 17, or nothing can be supplied. In the first case, hydrogen atoms will mainly be attached to broken polymer bonds. Moreover, lighter hydrocarbons will appear in the reaction products in comparison with the initial ones.

Во втором случае может образовываться большее количество тяжелых спиртов. Расход сырья в примере составляет около 0,5 м³/час, удельный энерговклад порядка 10 кВт/см³, напряжение между электродами составляло 800 В. Сырье пропускали 5 раз через устройство с отбором проб после каждого прохода. Пробы анализировали с использованием тонкопленочной хроматографии. Зафиксировано эффективное уменьшение высокомолекулярной компоненты и соответствующее увеличение низкомолекулярной.In the second case, more heavy alcohols may form. The raw material consumption in the example is about 0.5 m ³ / h, the specific energy input is about 10 kW / cm ³ , the voltage between the electrodes was 800 V. The raw material was passed 5 times through the device with sampling after each pass. Samples were analyzed using thin film chromatography. An effective decrease in the high molecular weight component and a corresponding increase in the low molecular weight were recorded.

Пример осуществления устройства по п.6.An example implementation of the device according to claim 6.

Устройство для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения, выполненное на основе источника питания электроразрядной плазмы, системы подготовки жидкой компоненты, системы подготовки газообразной компоненты, плазмохимического реактора, который включает электрод внешний 11, электрод внутренний 12, пленку электропроводящей жидкости 13, камеру газоразрядную 14, формирователь пленочного потока жидкости 15, штуцер ввода жидкости 16, эмульсии или пульпы, штуцер ввода газа 17 или аэрозоля, выполненное с возможностью инициирования реакций диссоциации углеводородов, с возможностью покрытия тонким слоем обрабатываемого сырья одного из электродов газоразрядной камеры, предназначенной для получения сильно неравновесной низкотемпературной плазмы, с возможностью обеспечения протекания процесса отработки продуктами, образуемыми в плазме, которое дополнительно включает устройство подачи газовой среды во внутреннюю полость газоразрядной камеры, при этом устройство подачи сырья выполнено с возможностью формирования в реакторной камере слоя или потока сырья, имеющего требуемую толщину, а устройство подачи газовой среды выполнено с возможностью подачи газовой смеси в периферийную область внутренней полости реакторной камеры и для формирования в реакторной камере слоя или потока сырья, окруженного газовой средой, с возможностью выполнения в качестве источника питания электроразрядной плазмы источника, обеспечивающего горение электрического разряда в непрерывном режиме, или с возможностью выполнения в качестве источника питания электроразрядной плазмы источника, обеспечивающего горение электрического разряда в импульсно-периодическом режиме.A device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or vegetable origin, made on the basis of an electric discharge plasma power source, a liquid component preparation system, a gaseous component preparation system, a plasma-chemical reactor, which includes an external electrode 11, an internal electrode 12, a film of an electrically conductive liquid 13, a gas discharge chamber 14, a shaper of a film flow of liquid 15, a nozzle for introducing a liquid 16, emulsion or pulp, a nozzle for introducing a gas 17 or aerosol, made with possible the possibility of initiating hydrocarbon dissociation reactions, with the possibility of coating with a thin layer of the processed raw material one of the electrodes of the gas discharge chamber, designed to produce a highly nonequilibrium low-temperature plasma, with the possibility of ensuring the development of the process by products formed in the plasma, which additionally includes a device for supplying a gas medium to the internal cavity of the gas discharge chamber, while the feed device is configured to form a layer of sludge in the reactor chamber a feed stream having a desired thickness, and the gas medium supply device is configured to supply a gas mixture to the peripheral region of the inner cavity of the reactor chamber and to form a layer or stream of raw material surrounded by the gas medium in the reactor chamber, with the possibility of performing an electric discharge plasma source as a power source providing burning of an electric discharge in a continuous mode, or with the possibility of performing an electric discharge plasma of a source as a power source, providing guide burning electric discharge in a pulsed-periodic mode.

В штуцер 16 устройства, изображенного на фиг.4, подается эмульсия тяжелого нефтепродукта в воде. В результате протекающих в реакторной камере процессов на выходе получаются легкие нефтепродукты.In the fitting 16 of the device depicted in figure 4, an emulsion of a heavy oil product in water is supplied. As a result of the processes proceeding in the reactor chamber, light petroleum products are obtained.

Таким образом, достигнут желаемый технический результат, а именно, предложено устройство для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения, которое включает низкотемпературную электроразрядную плазму, которое позволяет осуществлять расщепление длинных органических молекул с возможностью изменения режимов обработки сырья.Thus, the desired technical result is achieved, namely, a device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or vegetable origin is proposed, which includes a low-temperature electric discharge plasma, which allows splitting of long organic molecules with the possibility of changing the processing modes of the raw materials.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY

Предложенные способ плазмохимической переработки сырья органического и растительного происхождения и устройство для плазмохимической переработки сырья органического или растительного происхождения выводят процесс обработки органического сырья за рамки используемых в настоящее время равновесных, тепловых способов обработки.The proposed method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and vegetable origin and a device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or vegetable origin take the process of processing organic raw materials beyond the currently used equilibrium, thermal processing methods.

Использование в предлагаемых изобретениях низкотемпературной плазмы, создаваемой приложенным внешним электрическим полем, не только осуществляет дешевый альтернативный подход к решению проблемы переработки органического сырья, но и позволяет повысить эффективность переработки.The use in the proposed inventions of low-temperature plasma created by the applied external electric field, not only provides a cheap alternative approach to solving the problem of processing of organic raw materials, but also improves the efficiency of processing.

Наличие свободных низкоэнергетических, с энергией в несколько эВ, электронов в низкотемпературной плазме является источником эффективных каналов преобразования вложенной в электроразрядную плазму электрической энергии в энергию разрыва химических связей.The presence of free low-energy, with an energy of several eV, electrons in a low-temperature plasma is a source of effective channels for converting the electrical energy deposited in an electric-discharge plasma into the energy of breaking chemical bonds.

Изобретения могут быть использованы для разработки и внедрения новых технологий в пищевой и биоэнергетической, а также в химической и нефтехимической отраслях промышленности.The inventions can be used to develop and introduce new technologies in the food and bioenergy, as well as in the chemical and petrochemical industries.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. «Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты». Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. М.: Издательство Техника. 2001 г.1. "Deep oil refining: technological and environmental aspects." Kaminsky E.F., Khavkin V.A. M .: Publishing House Technique. 2001 year

2. Патент RU 2252069, кл. B01J 19/08, C10G 15/10, публикация от 20.05.2005.2. Patent RU 2252069, cl. B01J 19/08, C10G 15/10, publication of 05/20/2005.

Claims

1. The method of plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin, comprising processing the feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 · 10 ^-16 to 20 · 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of atoms and molecules in a plasma to be inserted into the processed feedstock bowled Congestion, including salts and oxides of heavy metals as well as for insertion into the processed raw chemical substances that alter the pH and ionic strength of the solution, including salts, acids or alkalis.

2. A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin, comprising processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to products of low-temperature electric discharge plasma with an E / N parameter in the range from 1 · 10 ^-16 to 20 · 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of molecules and atoms in plasma, the surface treatment is carried out ref layer one raw material in a gaseous medium containing hydrogen and / or gaseous hydrogen-containing compounds, with the possibility of introducing catalysts into the processed raw materials, including salts and oxides of heavy metals, as well as with the possibility of introducing chemicals that change the pH and ionic strength of solutions into the processed raw materials, including salts, acids or alkalis.

3. A method of plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin, comprising processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to products of low-temperature electric discharge plasma with an E / N parameter in the range from 1 · 10 ^-16 to 20 · 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of molecules and atoms in plasma, the surface treatment is carried out ref layer of one raw material in a gaseous medium containing oxygen and / or oxygen-containing molecules, at a temperature characterizing the translational motion of atomic-molecular plasma components, is noticeably lower than the ignition point of the processed raw material, with the possibility of introducing catalysts into the processed raw material, including salts and oxides of heavy metals, and also with the possibility of introducing into the processed raw materials chemicals that change the pH and ionic strength of solutions, including salts, acids or alkalis.

4. A method for plasma-chemical processing of raw materials of organic and plant origin, including processing a feedstock containing hydrocarbons, in which the processed raw materials are exposed to low-temperature electric discharge plasma products with an E / N parameter in the range from 1 · 10 ^-16 to 20 · 10 ^-16 V · cm ^2, where E - intensity of the applied electric field generated above the surface of the treated materials, N - total concentration of molecules and atoms in plasma, the surface treatment is carried out ref layer of one raw material in a gaseous medium containing oxygen and / or oxygen-containing molecules, at a temperature characterizing the translational motion of atomic-molecular plasma components, is noticeably lower than the ignition point of the processed raw material, with the possibility of introducing catalysts into the processed raw material, including salts and oxides of heavy metals, as well as with the possibility of introducing into the processed raw materials chemicals that change the pH and ionic strength of solutions, including salts, acids or alkalis, while the processed organic raw materials a thin layer is passed through one of the electrodes of a certain polarity, depending on the desire to organize oxidative or reduction processes in the medium to be treated.

5. A device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or plant origin, made on the basis of an electric discharge plasma power source, a liquid component preparation system, a gaseous component preparation system, a plasma-chemical reactor, including an external electrode, an internal electrode, an electrically conductive liquid film, a gas discharge chamber, a film flow former liquids, a nozzle for introducing a liquid, emulsion or pulp, a nozzle for introducing a gas or aerosol, configured to initiate reactions of hydrocarbon dissociation, with the possibility of coating with a thin layer of the processed raw materials one of the electrodes of the gas discharge chamber, designed to produce a highly nonequilibrium low-temperature plasma, with the possibility of ensuring the development of the products formed in the plasma, with the possibility of performing as a power source of an electric discharge plasma a source that provides burning of an electric discharge in a continuous mode, or with the possibility of execution as an electric power source ktrorazryadnoy plasma source, providing an electrical discharge in the combustion repetitively pulsed mode.

6. A device for plasma-chemical processing of raw materials of organic or plant origin, made on the basis of an electric discharge plasma power source, a system for preparing a liquid component, a system for preparing a gaseous component, a plasma-chemical reactor, including an external electrode, an internal electrode, a film of an electrically conductive liquid, a gas discharge chamber, a film flow former liquids, nozzle for introducing liquids, emulsions or pulps, nozzle for injecting gas or aerosol, configured to initiate reactions of hydrocarbon dissociation, with the possibility of coating with a thin layer of the processed raw materials one of the electrodes of the gas discharge chamber, designed to produce a highly nonequilibrium low-temperature plasma, with the possibility of ensuring the development of the process by products formed in the plasma, which additionally includes a device for supplying a gas medium to the internal cavity of the gas discharge chamber wherein the feed device is configured to form a layer or stream of feed in the reactor chamber, and which has the required thickness, and the gas medium supply device is configured to supply the gas mixture to the peripheral region of the inner cavity of the reactor chamber and to form a layer or stream of raw materials surrounded by the gas medium in the reactor chamber, with the possibility of performing a source of combustion providing an electric discharge plasma source electric discharge in a continuous mode, or with the possibility of performing as a power source of an electric discharge plasma a source providing combustion of electric discharge in a pulse-periodic mode.