RU2638921C2 - Способ магнитной активации жидких высокомолекулярных углеводородов и устройство для реализации способа - Google Patents

Способ магнитной активации жидких высокомолекулярных углеводородов и устройство для реализации способа Download PDF

Info

Publication number
RU2638921C2
RU2638921C2 RU2016117910A RU2016117910A RU2638921C2 RU 2638921 C2 RU2638921 C2 RU 2638921C2 RU 2016117910 A RU2016117910 A RU 2016117910A RU 2016117910 A RU2016117910 A RU 2016117910A RU 2638921 C2 RU2638921 C2 RU 2638921C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
magnetic
magnetic field
liquid
activation
Prior art date
Application number
RU2016117910A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016117910A (ru
Inventor
Михаил Павлович Крестовников
Original Assignee
Михаил Павлович Крестовников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Павлович Крестовников filed Critical Михаил Павлович Крестовников
Priority to RU2016117910A priority Critical patent/RU2638921C2/ru
Publication of RU2016117910A publication Critical patent/RU2016117910A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2638921C2 publication Critical patent/RU2638921C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G15/00Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G15/00Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs
    • C10G15/08Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs by electric means or by electromagnetic or mechanical vibrations

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Описаны способ магнитной активации жидких высокомолекулярных углеводородов, в котором для создания магнитного поля в жидкости, протекающей по диамагнитной трубе, пропускают импульсы тока по проводникам, расположенным в потоке жидкости, и устройство для реализации данного способа, в котором формирователи магнитного поля находятся вне трубы, а внутри трубы установлены металлические проводники, изолированные концы которых выведены наружу трубы и через управляемые коммутаторы подключены к импульсным источникам электроэнергии. Повышение магнитной активации углеводородов позволяет снизить температуру нагрева углеводородов при переработке их термическим разложением и снизить при этом коксование на греющих поверхностях. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области нефтехимии, конкретно к переработке высокомолекулярных углеводородов их термическим разложением и извлечением топливных фракций.
Для снижения температуры нагрева и уменьшения твердых отложений в трубах печей и сепараторов поступающее сырье активируют, переводя молекулы углеводородного сырья в возбужденное состояние, что облегчает их последующее разложение.
В данной заявке понятие «сырье» подразумевает в том числе мазут, гудрон, битуминозную и тяжелую нефть плотностью выше 880 кг/м3, нефтяные шламы с температурами кипения 360°C и выше.
Известен способ переработки тяжелого углеводородного сырья, в частности нефтяных остатков путем двухступенчатого висбрекинга (патент №2215020 МПК C10G 15/00 приор. 21.06.2002), включая нагрев сырья, воздействие на него электромагнитным полем перед подачей на первую ступень, крекинг в печи и подачу потока сырья и продуктов термического разложения на вторую ступень в реакционную секцию с последующим фракционированием жидкого продукта. Изобретение позволяет повысить гомогенность нефтяной системы для увеличения глубины переработки тяжелого углеводородного сырья, получить товарное котельное топливо.
Недостатком указанного способа является недостаточная эффективность активации тяжелого углеводородного сырья для снижения коксообразования в процессе висбрекинга, что и ограничивает увеличение глубины переработки тяжелого углеводородного сырья в светлые дистиллятные фракции.
Известен также способ крекинга нефтесодержащих фракций с использованием физических методов воздействия на сырье в ходе осуществления процесса разделения сложных молекул исходного сырья на более простые путем генерации переменного вращающегося магнитного поля в зоне термического крекинга в полости котла, а сам обрабатываемый объем в полости котла выполняет функцию замыкающего магнитный поток соединительного звена в используемом контуре (патент RU 2422492 МПК C10G 15/00, приор. 09.03.2010). Диапазон частот применяемого магнитного поля 40-70 Гц, температура подогрева в интервале 45-65°C.
Недостатки указанного способа осуществления «разделения сложных молекул исходного сырья» связаны с тем, что для разрыва внутримолекулярных связей используется энергии только электромагнитного поля, что на практике ведет к утроению энергетических затрат в сравнении использования трубчатых печей огневого нагрева из-за КПД электрогенерации 29-35% от огневого нагрева. Необходимость четкой ректификации продуктов крекинга на фракции для последующего облагораживания для получения моторных топлив в соответствии с нормами действующего технологического регламента на бензин, дизельное топливо и т.п. потребует нагрева содержимого указанного в патенте «котла» до 360°C. Это дополнительно увеличит энергозатраты на весь процесс, что является ограничением для крупнотоннажной переработки термического крекинга по предлагаемому способу. Кроме того, магнитное поле создается в зоне термического крекинга, что усложняет оборудование.
Известно устройство для магнитной обработки жидкостей, в котором цилиндрическая конструкция корпуса является одновременно составляющей магнитопровода и местом крепления диаметрально противоположно расположенных внутри него соленоидов, представляющих собой сердечники с катушками, между полюсами которых по диамагнитной трубе протекает обрабатываемая жидкость. Устройство обеспечивает высокий коэффициент использования магнитной энергии источников, возможность регулирования напряженности магнитного поля в широких пределах (патент РФ №2167824 МПК C02F 1/48 приор. 02.03.1998).
Это устройство и реализуемый им способ по назначению и используемым приемам наиболее близки к заявляемым и приняты нами за прототип.
Его недостаток состоит в слабости воздействия магнитным полем на протекающую жидкость, т.к. между соленоидом и жидкостью находится стенка диамагнитной трубы, а величина магнитной индукции ограничена значительной длиной магнитной линии и насыщением сердечника.
Цель изобретений состоит в повышении эффективности активации.
Указанная цель достигается тем, что в способе магнитной активации, включающем создание магнитного поля в жидкости, протекающей по диамагнитной трубе, для создания магнитного поля пропускают импульсы тока по проводникам, расположенным в потоке жидкости.
Указанная цель достигается также тем, что импульсы тока имеют длительность 10-100 нс и амплитуду 100-300 А.
Активация усиливается также тем, что при течении производят вихревое перемешивание жидкости.
Для достижения цели устройство, содержащее диамагнитную трубу с протекающей по ней жидкостью, и формирователи магнитного поля вне трубы, дополнительно содержит установленные внутри трубы металлические проводники, изолированные концы которых выведены наружу трубы и через управляемые коммутаторы подключены к импульсным источникам электроэнергии.
Указанные металлические проводники предпочтительно имеют длину 0,01-0,05 м, а в качестве импульсных источников электроэнергии могут быть использованы выводы коммутаторов, изолированные друг от друга на напряжение до 30 КВ.
Общеизвестно, что магнитное поле тока ослабевает пропорционально квадрату расстояния от тока. Расположение проводников в потоке обеспечивает для молекул углеводородов нахождение в максимальной близости от тока и, следовательно, получение максимального воздействия магнитного поля. Как известно, воздействие импульсов на молекулу не равномерно по их длительности, а носит резонансный характер. Различная длительность и период повторения импульсов позволяют найти оптимальный режим воздействия на конкретный тип молекулы. Импульсы создаются разрядом предварительно заряженной емкости после срабатывания коммутатора. Индуктивность цепи разряда определяется проводником, в частности, его длиной. Использование в одном устройстве проводников разной длины позволяет получить при одинаковых в остальном блоках различные периоды и длительности импульсов, что обеспечивает активацию молекул с различной длиной углеродной цепи. Вихревое перемешивание жидкости увеличивает число молекул, соприкасающихся с проводниками, из-за этого возрастает интенсивность работы устройства. Достоинством предлагаемых изобретений является также независимость работы от состояния сырья, в частности, его засоленности и электропроводности, т.к. ток течет не по жидкости, а по проводнику, имеющему в тысячи раз большую проводимость.
Реализация способа рассмотрена на примере работы устройства, показанного на чертеже. Аппарат проточного типа состоит из трубы 1 из немагнитного металла, например немагнитной нержавеющей стали, в которую через проходные изоляторы введены линейные токоведущие проводники 2 длиной 10-50 мм из немагнитной нержавеющей стали в количестве 50-150 шт., которые соединяются на внешней стороне трубы 1 с выводами быстродействующих газоразрядных или полупроводниковых коммутаторов 3. Коммутаторы 3 питаются от импульсных источников 4 напряжением 10-30 KB и управляются синхронизатором 5. Конденсатор 6 включен между входами коммутаторов 3 одного блока и через диоды 7 подключен к выходу импульсного источника питания 4. В ряде случаев конденсатор 6 может отсутствовать, т.к. для получения требуемых импульсов достаточно собственной емкости вводов коммутаторов 3. В экспериментальном образце аппарата емкость вводов составляла 10-25 pF, а совокупная индуктивность цепи с линейным проводником 7-12 nH.
Устройство работает следующим образом.
Импульсные источники питания 4 питаются от стандартной сети переменного тока. От них до напряжения 10-30 KB заряжаются конденсаторы 6. Синхронизатор 5 с периодичностью 50-300 Гц выдает команды на срабатывание коммутаторов 3. При включении коммутаторов происходит колебательный, в несколько периодов, разряд конденсатора 6, после чего коммутаторы 3 запираются, а конденсатор 6 снова заряжается. Амплитудное значение мощности разряда достигает 1-3 МВт, а потребление энергии на один цикл блока 1-10 мДж. Таким образом, мощность, потребляемая из сети аппаратом из 150 блоков, составляет не более 300 Вт. Для повышения степени активации соединяют последовательно по потоку несколько аппаратов. Вихревое перемешивание жидкости обеспечивается установкой спиральных направляющих в трубе на входе аппарата. Дополнительно жидкость перемешивается при повороте потока на 180° при переходе из одной трубы в другую.
Предлагаемые изобретения позволяют, по экспериментальным данным, использовать существующее аппаратурное оформление процесса висбрекинга и коксования при температуре процесса на 50-70°C ниже, чем на существующих аналогах и снизить коксование на греющих поверхностях, например, на внутренних стенках трубчатых печей на 50-75% за равный межремонтный период.

Claims (7)

1. Способ магнитной активации, состоящий в создании магнитного поля в жидкости, протекающей по диамагнитной трубе,
отличающийся тем, что в качестве жидкости используют высокомолекулярные углеводороды, а для создания магнитного поля пропускают импульсы тока по проводникам, расположенным в потоке жидкости.
2. Способ магнитной активации по п. 1, отличающийся тем, что импульсы тока имеют амплитуду 100-300 А и длительность 10-100 наносекунд.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что при течении жидкости производят ее вихревое перемешивание.
4. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее диамагнитную трубу с протекающей по ней жидкостью, и формирователи магнитного поля вне трубы,
отличающееся тем, что внутри трубы установлены металлические проводники, изолированные концы которых выведены наружу трубы и через управляемые коммутаторы подключены к импульсным источникам электроэнергии.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что металлические проводники имеют длину 0,01-0,05 м, а в качестве импульсных источников электроэнергии использованы выводы коммутаторов, изолированные друг от друга на напряжение до 30000 В.
RU2016117910A 2016-05-06 2016-05-06 Способ магнитной активации жидких высокомолекулярных углеводородов и устройство для реализации способа RU2638921C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117910A RU2638921C2 (ru) 2016-05-06 2016-05-06 Способ магнитной активации жидких высокомолекулярных углеводородов и устройство для реализации способа

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117910A RU2638921C2 (ru) 2016-05-06 2016-05-06 Способ магнитной активации жидких высокомолекулярных углеводородов и устройство для реализации способа

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016117910A RU2016117910A (ru) 2017-11-10
RU2638921C2 true RU2638921C2 (ru) 2017-12-19

Family

ID=60264250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016117910A RU2638921C2 (ru) 2016-05-06 2016-05-06 Способ магнитной активации жидких высокомолекулярных углеводородов и устройство для реализации способа

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2638921C2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167824C2 (ru) * 1998-03-05 2001-05-27 Велес Парра Рикардо Магнитный туннель
EA010012B1 (ru) * 2004-05-12 2008-06-30 Владимир Владимирович Михневич Способ и устройство для обработки жидкости
US20090188846A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 Chih-Chung Yeh Magnetic water generator with varied polarization ratios
RU127070U1 (ru) * 2012-10-11 2013-04-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" Устройство для обработки жидких углеводородных сред

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167824C2 (ru) * 1998-03-05 2001-05-27 Велес Парра Рикардо Магнитный туннель
EA010012B1 (ru) * 2004-05-12 2008-06-30 Владимир Владимирович Михневич Способ и устройство для обработки жидкости
US20090188846A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 Chih-Chung Yeh Magnetic water generator with varied polarization ratios
RU127070U1 (ru) * 2012-10-11 2013-04-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" Устройство для обработки жидких углеводородных сред

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016117910A (ru) 2017-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4957606A (en) Separation of dissolved and undissolved substances from liquids using high energy discharge initiated shock waves
JP6322477B2 (ja) 有機物含有水の処理装置及び方法
CN101953227B (zh) 使用电磁能加热介电流体的装置及方法
CA2831452C (en) Hydrocarbon processing by using radiofrequency electromagnetic waves
CN105531354B (zh) 通过脉冲放电裂化液态烃物质的方法和其实施设备
Yan et al. A high-voltage pulse generator for corona plasma generation
RU2503797C1 (ru) Способ разрушения и предотвращения образования отложений и пробок в нефтегазодобывающих скважинах и устройство для его осуществления
US20190112534A1 (en) Pulsed power supply
RU2638921C2 (ru) Способ магнитной активации жидких высокомолекулярных углеводородов и устройство для реализации способа
Li et al. Breakdown characteristics of transformer oil in a uniform field under oscillating impulse voltage
CN112513443A (zh) 脉冲放电处理中的高效电路
RU140192U1 (ru) Устройство для электромагнитной модификации углеводородов на частотах ядерного магнитного резонанса
US1709813A (en) Apparatus for ionization and catalytic treatment of matter
RU2429277C2 (ru) Способ обезвоживания и обессоливания нефтей
RU116073U1 (ru) Электроразрядная установка для дробления твердого минерального сырья
US11040326B2 (en) Method for treating liquids with alternating electromagnetic field
CN101305077A (zh) 内燃机的燃料改善系统
US11390815B2 (en) Submerged methane and hydrogen mixture discharge in liquid hydrocarbons
EA043985B1 (ru) Устройство для конверсии углеводородов
RU2235114C1 (ru) Способ очистки жидких углеводородов от серы и установка для его осуществления
US1709814A (en) Apparatus for and method of ionization and hydrogenation of hydrocarbon starting material, vapor, and oil
EA043893B1 (ru) Способ частичного облагораживания тяжелой нефти
Slavens Microplasma Ball Reactor for Liquid Hydrocarbon Conversion

Legal Events

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

Effective date: 20180507

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200827

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20201110