RU2685550C1 - Способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы и устройство для его реализации - Google Patents

Способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы и устройство для его реализации Download PDF

Info

Publication number
RU2685550C1
RU2685550C1 RU2018112864A RU2018112864A RU2685550C1 RU 2685550 C1 RU2685550 C1 RU 2685550C1 RU 2018112864 A RU2018112864 A RU 2018112864A RU 2018112864 A RU2018112864 A RU 2018112864A RU 2685550 C1 RU2685550 C1 RU 2685550C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diesel fuel
water
fuel
diesel
mixture
Prior art date
Application number
RU2018112864A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Владимирович Гробов
Анатолий Ильич Дудко
Юрий Николаевич Киташов
Виталий Иванович Кияница
Андрей Владимирович Назаров
Original Assignee
Автономная некоммерческая организация "Научный инновационно-инжиниринговый центр перспективных технологий Международной инженерной академии"
Сергей Владимирович Гробов
Юрий Николаевич Киташов
Андрей Владимирович Назаров
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 Автономная некоммерческая организация "Научный инновационно-инжиниринговый центр перспективных технологий Международной инженерной академии", Сергей Владимирович Гробов, Юрий Николаевич Киташов, Андрей Владимирович Назаров filed Critical Автономная некоммерческая организация "Научный инновационно-инжиниринговый центр перспективных технологий Международной инженерной академии"
Priority to RU2018112864A priority Critical patent/RU2685550C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2685550C1 publication Critical patent/RU2685550C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C10G59/00Treatment of naphtha by two or more reforming processes only or by at least one reforming process and at least one process which does not substantially change the boiling range of the naphtha
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • 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
    • C10G99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/08Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for compression ignition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Изобретение описывает способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы, включающий предварительный подогрев дизельного топлива и депрессорных присадок, ввод присадок в дизельное топливо перед его нагнетанием под действием центробежных сил в вихревой аппарат, а после его нагнетания под действием центробежных сил в вихревом аппарате дополнительное введение в смесь топлива с депрессорными присадками керосина, при этом в качестве вихревого аппарата используют пассивный гидродинамический диспергатор со значением числа Рейнольдса в рабочем режиме кавитации Re≥100000, вместо депрессорных присадок и керосина используют техническую воду, активированную в пассивном гидродинамическом диспергаторе, нагревают исходное дизельное топливо до температуры t=+(20÷40)°С и смешивают с активированной водой в пропорции от 99:1 до 90:10, полученную смесь дизельного топлива с активированной водой нагревают до температуры t=+(20÷40)°С и отстаивают в промежуточной емкости, причем осажденную воду возвращают в емкость технической воды для использования в следующем цикле обработки дизельного топлива, а смесь дизельного топлива с остаточной активированной водой подают в пассивный гидродинамический диспергатор для инициирования процесса выпадения в осадок содержащихся в дизельном топливе парафинов и соединений серы, отделяют последовательно обработанное дизельное топливо от выпавшего осадка в сепараторе и от высокодисперсного парафина в фильтре тонкой очистки. Также раскрывается устройство для получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы. Технический результат заключается в снижении температуры помутнения, предельной температуры фильтруемости и температуры застывания, а также улучшения экологических свойств дизельных топлив за счет уменьшения содержания серы и ее соединений. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр., 3 табл.

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к области технологических процессов улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив, т.е. снижения температур помутнения, предельной фильтруемости и застывания, а также улучшения их экологических свойств за счет уменьшения содержания серы и ее соединений.
Из предшествующего уровня техники известны различные способы получения низкозастывающих и различные способы получения низкосернистых дизельных фракций.
Одна часть способов получения низкозастывающих дизельных топлив ориентирована для применения на нефтеперерабатывающих заводах. Эти способы включают различные технологии и алгоритмы разделения нефти и другого углеводородного сырья на фракции с их последующим компаундированием.
Другая часть способов ориентирована преимущественно на нефтебазы и крупных потребителей дизельного топлива и позволяет из летнего дизельного топлива получать зимнее и (или) арктическое дизельное топливо с использованием специальных присадок и оборудования, реализующего преимущественно физические методы обработки (нагрев, перемешивание, интенсивная гидродинамическая обработка, осаждение, фильтрование и т.п.). При этом одни присадки обеспечивают перевод в хлопьеобразное состояние содержащихся в дизельном топливе парафинов для удаления их как выпавшего осадка сепарированием или фильтрованием, а другие препятствуют росту парафиновых структур и сохраняют переходящий в твердое состояние при пониженных температурах парафин в мелкодисперсном виде, что обеспечивает фильтруемость дизельного топлива и не вызывает его перехода в желеобразное состояние.
В современных условиях происходит постоянное снижение качества нефтяного сырья, поступающего на переработку, и повышаются экологические требования к качеству выпускаемых топлив, что делает актуальным решение проблемы обессеривания товарных нефтепродуктов. Обессеривание или десульфуризация - это одна из главных проблем, поэтому в настоящее время актуальной задачей является разработка технологий сероочистки. Главным промышленным процессом, направленным на удаление серы, является каталитическое гидрообессеривание, однако оно позволяет снизить содержание серы в нефтепродуктах только до 10 ррт.Наиболее надежными и доступными способами выделения сераорганических соединений являются окисление различными окислителями, адсорбция на силикагеле и оксиде алюминия, сернокислотная и щелочная экстракция, а также каталитические методы: гидроочистка и биодесульфуризация [1. Сираев И. Н. Нефтегазовое дело, 2011. №. 5. С. 318-322.].
Окислительные методы обессеривания углеводородного сырья можно подразделить на две группы:
- окисление концентратов сульфидов;
- окисление сульфидов непосредственно во фракции с последующей экстракцией или адсорбцией сульфооксидов или сульфонов.
В качестве окислителей могут использоваться: серная кислота, азотная кислота, персульфат калия, оксиды азота, гипохлориты, надкислоты, гидропероксиды, гидропероксид водорода, озон, молекулярный кислород. Существенными недостатками почти всех этих способов являются низкий коэффициент использования сырья, малая производительность устройств и нерентабельность при реализации их для крупномасштабных производств.
Известен способ получения низкозастывающего дизельного топлива, включающий гидрогенизационную переработку в присутствии катализаторов смеси газойля прямой перегонки нефти и широкой бензиновой фракции замедленного коксования в соотношении от 95:5 до 70:30, которую подвергают последовательно гидроочистке, каталитической гидродепарафинезации и дополнительной гидроочистке, причем легкую дизельную фракцию, выкипающую внутри интервала температур (200÷365)°С, смешивают с тяжелой дизельной фракцией, выкипающей внутри интервала температур (150÷320)°С, а процесс идет при температуре (340÷400)°С при давлении 3-6 МПа [2. Патент РФ RU 2527564, C10G 65/00, В82В 1/00, C10L 1/04, 12.03.2013].
Недостатки способа:
- высокая энергозатратность (процесс проходит при температуре (340÷400)°С и давлении 3-6 МПа);
- использование для гидроочистки и дополнительной гидроочистки алюмо-никель-молибденового катализатора, для гидродепарафинезации -молибден-цеолитного катализатора.
Известен способ получения ультранизкосернистых дизельных фракций путем гидрооблагораживания при повышенных температурах (360÷400°С) и давлениях (не менее 3 МПа) на алюмо-кобальт(или никель)-молибденовых катализаторах, с объемной скоростью не более 1 час-1 и соотношением водород : сырье не менее 300 нм33 [3. Патент РФ RU 2528986, C10G 45/08, B01J 23/16, B01J 23/75, B01J 23/755, B01J 21/04, 30.05.2013].
Недостатки способа:
- высокая энергозатратность (процесс проходит при температуре 360-400°С и давление не менее 3 МПа);
- использование для гидрооблагораживания алюмо-кобальт (или никель-молибденовых катализаторов со сложной технологией получения.
Известен способ получения зимнего дизельного топлива, по которому нефть перегоняют с выделением керосиновой фракции (120÷260)°С и дизельных фракций (160÷320)°С и (240÷360)°С. Дизельные фракции смешивают. Часть перегоняют с получением фракции (200÷320)°С. Последнюю и оставшуюся части смеси подвергают гидроочистке. Гидроочищенную фракцию (200÷320)°С подвергают цеолитной депарафинизации с получением депарафинированной фракции. Керосиновую фракцию направляют на вторичную перегонку с выделением фракции НК-240 и остаточной. Зимнее дизельное топливо получают путем смешивания депарафинированной фракции, смеси дизельных фракций или последней, подвергнутой гидроочистке, керосиновой и остаточной фракции при следующем соотношении компонентов, соответственно: 10,0-20, 0:20, 0-50, 0:30, 0-50,0, остальное остаточная фракция [4. Патент РФ RU 2039791, C10G 55/08, 17.05.1994].
Недостаток способа - сложность и многостадийность процесса.
Известен способ получения зимнего дизельного топлива ЕВРО из сернистых нефтей, при котором нефтяное сырье подают в отбензинивающую колонну, где в процессе фракционирования выводят с верха колонны бензин, с низа колонны выводят частично отбензиненную нефть, которую подают в основную фракционирующую колонну К-2, откуда в стриппинг-колонны К-3/1, К-3/2, К-3/3 выводят прямогонные дистилляты и далее путем смешения потока из стриннинг-колонны К-3/1 с балансовым количеством потока из стриннинг-колонны К-3/2 получают фракцию топлива дизельного зимнего, характеризующуюся температурой начала кипения не ниже 159°С, плотностью 800-815 кг/м3 и содержанием в ней фракций, выкипающих до 180°С, не более 10 мас. %., а также дизельного топлива летнего. Далее проводят раздельную гидроочистку полученных прямогонных фракций дизельных топлив с последующим дополнительным удалением на блоках стабилизации установок гидроочистки легких углеводородных фракций, получают базовое топливо путем компаундирования гидроочищенных прямогонных фракций топлива дизельного зимнего и топлива дизельного летнего при соотношении компонентов 97-60:3-40 мас. %, соответственно и дополнительно вводят в полученное базовое топливо депрессорно-диспергирующую присадку в количестве не более 150 млн-1. [5. Патент РФ RU 2464299, C10G 45/02, 14.06.2011].
Известен способ очистки дизельного топлива от соединений серы, включающий стадию окисления соединений серы в дизельном топливе в присутствии катализатора окисления при повышенной температуре, стадию жидкостно-жидкостной противоточной экстракции удаления окисленных соединений серы, отделения очищенного дизельного топлива [6. Патент РФ RU 2584697, C10G 31/00, C10G 27/12, C10G 21/16, 03.02.2015]. Стадия окисления топлива проводится в реакционной смеси, содержащей каталитически эффективное количество катализатора - пероксокомплекса молибдена в пероксиде водорода и протонированный агент фазового переноса. Реакционная смесь подвергается воздействию ультразвуком, затем в окисленную реакционную смесь дополнительно вводится эффективное количество флокулянта с последующим разделением на водную фазу, содержащую катализатор, и окисленную дизельную фракцию. Далее осуществляют экстракцию экстрагентом, содержащим смесь изопропилового спирта и глицерина при объемном отношении окисленная дизельная фракция: экстрагент, равном 1:1-3 соответственно, с последующим отделением очищенного дизельного топлива от экстракта и осуществляют стадию регенерации экстрагента из экстракта.
Недостатком способа является его сложность и необходимость специального дорогостоящего катализатора.
Известны предложения различными предприятиями установок приготовления зимнего дизельного топлива из летнего:
-ООО «ТопливоПромПрисадки» (г.Екатеринбург, сайт - www.toplivopromprisadki.ru) - установка изготовления зимнего дизельного топлива УИЗДТ.
Недостаток - использование химической присадки;
-ООО «Альтернативная энергия» (Удмуртия, г. Ижевск, сайт - www.vinteplo.ru) - оборудование с генератором ВТГ-НХ для получения зимнего дизельного топлива из летнего с использованием депрессорно-диспергирующей присадки.
Недостатки:
- использование в качестве генератора роторно-пульсационного аппарата вихревого типа, для которого характерны сложность эксплуатации, пониженные надежность и ресурс;
- использование химической присадки;
- ООО Научно-производственное объединение «Энергосберегающие технологии» (Челябинская обл., г. Миасс, сайт - www.list-org.com) - установка кавитационная гидродинамическая УКГ на базе аппаратов РАФ для получения зимнего дизельного топлива из летнего введением присадок
Недостатки:
- низкая энергоэффективность установки, характеризующаяся расходом электроэнергии на тонну полученного зимнего топлива (более 1,28 кВт*час/т);
- использование химической присадки;
- ООО «Капитал Групп» (сайт - www.npzl.ru) - кавитационная установка для получения зимнего дизельного топлива из летнего.
Недостатки:
- использование роторно-пульсационного аппарата, для которого характерны сложность эксплуатации, пониженные надежность и ресурс;
- использование химической присадки.
Современный заводской способ получения низкосернистых зимних дизельных топлив, сочетающий процессы гидроочистки и изодепарафинизации, требует отдельных реакторов для этих процессов с использованием специальных катализаторов, водорода и технологических процессов высокого давление, что делает технологию дорогой, сложной и опасной, существенно ограничивая возможности ее применения не только на нефтебазах, но и на мини-НПЗ.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является способ производства дизельного топлива с низкотемпературными свойствами и установка для его реализации [7. Патент РФ Ru 2490509, F02M 43/00, C10L 1/08, C10G 55/08, 02.05.2012]. Способ по этому изобретению включает введение предварительно нагретых до температуры +(39÷41)°С депрессорных присадок в предварительно подогретое исходное топливо перед его нагнетанием под действием центробежных сил в вихревом аппарате, а после нагнетания под действием центробежных сил в вихревом аппарате в смесь топлива с депрессорными присадками перед подачей к потребителям дополнительно вводят авиационный керосин. Установка, реализующая заявленный способ для производства дизельного топлива с низкотемпературными свойствами, содержит топливную магистраль, имеющую входную часть для связи с источником исходного топлива, среднюю часть с вихревым аппаратом и выходную часть для связи с хранилищем готового дизельного топлива, расходную емкость с депрессионной присадкой, сообщенную через дозатор с входной частью топливной магистрали, первый насос для подачи исходного дизельного топлива с депрессорной присадкой в вихревой теплогенератор и второй насос для подачи авиационного керосина из резервуара с ним в смесь исходного дизельного топлива с депрессорной присадкой, прошедшую нагнетание под действием центробежных сил в вихревом аппарате, а также нагревательную ленту, охватывающая входную часть топливной магистрали, при этом вихревой аппарат выполнен в виде вихревого теплогенератора (ВТГ). Недостатки прототипа:
- использование для достижения технического результата изобретения депрессорной присадки и обычно дефицитного дорогого авиационного керосина;
- применение в виде вихревого теплогенератора (ВТГ) роторно-пульсационного аппарата, отличающегося сложностью в эксплуатации, низкой надежностью, малым ресурсом и ограниченной производительностью.
Общим недостатком всех упомянутых аналогов и прототипа является отсутствие возможности, с использованием любого одного изобретения или предложенного устройства, одновременно обеспечить комплексное решение двух технических задач - улучшение низкотемпературных свойств и уменьшение содержания серы в исходном летнем дизельном топливе.
Результатом предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков прототипа, исключение из технологического цикла химических присадок (депрессрорных, авиационного керосина и др.), обеспечение требуемой производительности, простота, надежность, долговечность, экологичность и энергоэффективность способа и устройства.
Указанный технический результат в способе получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы достигается:
- использованием воды вместо химических присадок (депрессорных, авиационного керосина, других химических соединений);
- применением процесса гидродинамической интенсивной кавитации для активации воды и обработки смеси исходного дизельного топлива с предварительно активированной водой, причем активация воды интенсивным полем гидродинамической кавитации выполняется до ее смешивания с исходным дизельным топливом;
- поддержанием в процессе реализации технологии по заявляемому способу требуемой температуры исходной воды в диапазоне (0÷40)°С, исходного дизельного топлива и его смеси с активированной водой (в диапазоне +(20÷40)°С);
- отделением выпавших в осадок парафинов, после гидродинамической кавитационной обработки смеси исходного дизельного топлива и предварительно активированной воды, последовательно с помощью сепаратора и фильтра;
- экономией исходной технической воды благодаря ее многократному использованию (оборотная вода) в технологическом цикле.
В установке для получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы, имеющей топливную магистраль, емкости исходного топлива и присадок, вихревой аппарат, насосы подачи исходного дизельного топлива и присадки, указанный технический результат достигается тем, что дополнительно введены магистраль (трубопроводы) и емкости для исходной и активированной воды, вместо вихревого аппарата применены два однотипных пассивных (без движущихся частей) гидродинамических диспергатора, один из которых используется для предварительной кавитационной активации воды, а другой - для кавитационной обработки смеси исходного дизельного топлива и предварительно активированнрой воды, в результате которой выпадает осадок парафинов и соединений серы, удаляемый последовательно расположенными сепаратором и фильтром, подбираемыми по требуемой производительности. Поддержание требуемой температуры исходной воды, исходного дизельного топлива и его смеси с предварительно активированной водой обеспечивается наличием обогрева емкостей гибкими электрическими нагревательными элементами или использованием двустенных емкостей с циркуляцией в их межстенном пространстве теплоносителя (например, термомасла, антифриза, воды). В качестве смесителя исходного дизельного топлива и предварительно активированной воды используется устройство в виде коаксиальных цилиндров с перфорацией внутреннего цилиндра (без подвижных частей).
Сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1), на котором изображена функциональная схема устройства, иллюстрирующая лишь частный случай его исполнения. Устройство для получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы включает обогреваемую (гибкой электрической нагревательной лентой или жидким теплоносителем) емкость 1 с трубопроводом подачи исходной технической и (или) оборотной воды, соединительные трубопроводы 2 с запорно-регулирующей арматурой 3, насос 4 подачи воды на активацию в пассивный гидродинамический диспергатор 5, расходную емкость активированной воды 6, насос-дозатор 7 подачи активированной воды из емкости 6 и насос 8 подачи исходного дизельного топлива из обогреваемой емкости 9 в статический коаксиальный смеситель 10, расходная обогреваемая емкость 11 смеси исходного дизельного топлива и предварительно активированной воды, насос 12 подачи дизельного топлива с частью активированной воды из емкости 11 в пассивный гидродинамический диспергатор 13, сепаратор 14 отделения осадка парафинов и соединений серы из кавитационно обработанного дизельного топлива с патрубком выдачи отделенного осадка 15, насос 16 подачи обрабатываемого дизельного топлива в фильтр 17 тонкой очистки дизельного топлива от высокодисперсных парафинов, патрубок 18 выдачи дизельного топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы, насос 19 возврата отстоя воды из емкости 11 в емкость 1 (оборотная вода), датчики давления 20 на входах в гидродинамические кавитационные диспергаторы 5 и 13, смеситель 10, циклон 14 и фильтр 17 тонкой очистки дизельного топлива, датчики температуры 21 в емкости 1 исходной воды, емкости 9 исходного дизельного топлива и емкости 11 смеси исходного дизельного топлива и предварительно активированной воды.
При этом в качестве устройства 6 кавитационной активации воды и устройства 13 кавитационной обработки смеси исходного дизельного топлива с остатком предварительно активированной воды использован однотипный пассивный гидродинамический диспергатор, выполненный по патенту [8. Патент RU 2239491, МПК7 B01F 5/00, приоритет от 05.02.2003] с конструктивными изменениями, обеспечивающими работу в составе установки получения дизельного топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы. Подбор тел кавитации, их размеров и количества, расчет калиброванных каналов внутри гидродинамического диспергатора выполнены исходя из условия достижения критерием Рейнольдса значения Re≥100000, которое гарантирует длительное поддержание при штатной работе режима интенсивной гидродинамической кавитации. Диспергатор по патенту [8] предназначается для подготовки к сжиганию различных топлив путем получения их водных эмульсий, преимущественно эмульсий из мазута и воды. Диспергатор содержит корпус с каналом (или каналами) для движения топливной смеси и устройства, вызывающие кавитацию при обтекании их топливной смесью. Диспергатор относится к пассивным гидродинамическим устройствам, не имеющим подвижных частей и поэтому обладающих высокими надежностью и производительностью, однородностью обрабатываемых жидких дисперсных систем, большим ресурсом эксплуатации. Условия для реализации кавитации создаются за счет регулируемого разгона и торможения потоков жидких систем (перехода согласно законам Бернулли потенциальной энергии жидкой системы в кинетическую и наоборот, что сопровождается соответствующим падением и ростом статического давления в различных зонах потока жидкости), в результате чего появляются зоны с условиями возникновения кавитационных пузырьков (каверн) и их последующего схлопывания, что, благодаря несжимаемости жидкости, приводит к микрогидравлическим ударам, способным разрушать не только содержащиеся в жидкости сгустки (в дизельном топливе - соединения парафинов), но и металлические детали, например, лопасти гребных винтов судов, лопатки гидравлических турбин и крыльчатки насосов. Особенностью обработки исходной воды и смеси исходного дизельного топлива с предварительно активированной водой с помощью предлагаемого в изобретении пассивного гидродинамического диспергатора является многократно повторяющееся чередование напряжений растяжения и ударного сжатия обрабатываемых жидких сред, приводящее к выпадению в осадок содержащихся в исходном дизельном топливе парафинов и соединений серы, а предварительно активированная также с помощью гидродинамической кавитации вода выполняет функцию своеобразного катализатора физических изменений в обрабатываемом дизельном топливе, а также является источником образующихся из нее диссоциированных ионов ОН- и FT+, участвующих реакциях перевода соединений серы в нерастворимые соединения, удаляемые в циклоне и фильтре тонкой очистки дизельного топлива.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления заявленного изобретения. Способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы реализуется с помощью устройства, схематически представленного на фиг. 1 и работающего следующим образом. В емкость 1 с функцией подогрева (с помощью гибкого электронагревательного элемента или теплоносителя) подается исходная техническая вода, где ее температура поддерживается в диапазоне +(0÷40)°С.По трубопроводу 2 через открытую запорно-регулирующую арматуру 3 вода из емкости 1 насосом 4 подается на активацию в пассивный гидродинамический диспергатор 5, после которого попадает в расходную емкость активированной воды 6. Из емкости 6 насосом-дозатором 7 предварительно активированная вода в заданном количестве подается в статический коаксиальный смеситель 10, куда одновременно насосом 8 из емкости 9 подается исходное дизельное топливо с температурой в пределах +(20÷40)°С. Полученная смесь исходного дизельного топлива и предварительно активированной интенсивной кавитацией воды подается в подогреваемую емкость 11, где температура смеси поддерживается в диапазоне +(20÷40)°С. В емкости 11 часть воды выпадает в осадок и возвращается насосом 19 в емкость 1, обеспечивая многократное эффективное использование технической воды в технологическом цикле. Из емкости 11 дизельное топливо с частично оставшейся в нем активированной водой насосом 12 подается в пассивный гидродинамический диспергатор 13, в котором под действием интенсивной кавитации инициируется выпадение в осадок содержащихся в исходном дизельном топливе парафинов и соединений серы. Из гидродинамического диспергатора 13 дизельное топливо с выпавшим осадком подается в сепаратор 14, в котором осадок, состоящий преимущественно из парафинов, отделяется и выводится для дальнейшего использования в патрубок 15, а оставшееся дизельное топливо насосом 16 прокачивается через фильтр тонкой очистки 17, который задерживает на фильтрующем элементе высокодисперсные частички парафина и пропускает в патрубок 18 целевой продукт по заявляемому изобретению - дизельное топливо с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы. Процесс контролируется по показаниям датчиков давления 20 и датчиков температуры 21 и обеспечивается соответствующим переключением запорно-регулирующей арматуры 3. Для достижения заявленного в изобретении технического результата в гидродинамических диспергаторах 5 и 13 реализуется кавитационный режим течения с значением критерия - числа Рейнольдса - Re>100000.
Выполнение предлагаемыми способом и устройством заявленного технического результата подтверждается практическими примерами приготовления дизельного топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы в сравнении с исходным летним дизельным топливом.
Пример 1.
Технологические параметры эксперимента:
- температура исходной технологической воды - 5°С;
- температура исходного дизельного топлива - минус 4°С;
- давление на входе в диспергатор активации воды - 0,6 МПа;
- давление на входе в диспергатор обработки смеси дизельного топлвиа и активированной воды - 0,8МПа;
- количество воды, добавляемой в дизельное топливо, по массе - 3%;
- количество циклов обработки дизельного топлива (прохода через гидродинамический кавитационный диспергатор) - 1раз.
Figure 00000001
Figure 00000002
Пример 2.
Технологические параметры эксперимента:
- температура исходной технологической воды - 5°С;
- температура исходного дизельного топлива - минус 4°С;
- давление на входе в диспергатор активации воды - 0,8 МПа;
- давление на входе в диспергатор обработки смеси дизельного топлвиа и активированной воды - 0,1 МПа;
- количество воды, добавляемой в дизельное топливо, по массе - 10%;
- количество циклов обработки дизельного топлива (прохода через гидродинамический кавитационный диспергатор) - 1раз.
Figure 00000003
Пример 3.
Технологические параметры эксперимента:
- температура исходной технологической воды - (40-60)°С;
- температура исходного дизельного топлива - (40-60)°С;
- давление на входе в диспергатор активации воды - 0,8 МПа;
- давление на входе в диспергатор обработки смеси дизельного топлвиа и активированной воды - 0,1 МПа;
- количество воды, добавляемой в дизельное топливо, по массе - 10%;
- количество циклов обработки дизельного топлива (прохода через гидродинамический кавитационный диспергатор) - 3 раза.
Figure 00000004
Результаты экспериментов подтвердили возможность получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы при использовании заявляемого изобретения.
Литература и другие источники:
1. Сираев И. Н. Нефтегазовое дело, 2011. №. 5. С. 318-322.
2. Патент РФ RU 2527564, C10G 65/00, В82 В 1/00, C10L 1/04, 12.03.2013.
3. Патент РФ RU 2528986, C10G 45/08, B01J 23/16, B01J 23/75, B01J 23/755, B01J 21/04, 30.05.2013].
4. Патент РФ RU 2039791, C10G 55/08, 17.05.1994.
5. Патент РФ RU 2464299, C10G 45/02, 14.06.2011.
6. Патент РФ RU 2584697, C10G 31/00, C10G 27/12, C10G 21/16, 03.02.2015.
7. Патент РФ Ru 2490509, F02M 43/00, C10L 1/08, C10G 55/08, 02.05.2012.
8. Патент RU 2239491, МПК7 B01F 5/00, приоритет от 05.02.2003, опубликовано 10.11.2004.

Claims (2)

1. Способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы, включающий предварительный подогрев дизельного топлива и депрессорных присадок, ввод присадок в дизельное топливо перед его нагнетанием под действием центробежных сил в вихревой аппарат, а после его нагнетания под действием центробежных сил в вихревом аппарате дополнительное введение в смесь топлива с депрессорными присадками керосина, отличающийся тем, что в качестве вихревого аппарата используют пассивный гидродинамический диспергатор со значением числа Рейнольдса в рабочем режиме кавитации Re≥100000, вместо депрессорных присадок и керосина используют техническую воду, активированную в пассивном гидродинамическом диспергаторе, нагревают исходное дизельное топливо до температуры t=+(20÷40)°С и смешивают с активированной водой в пропорции от 99:1 до 90:10, полученную смесь дизельного топлива с активированной водой нагревают до температуры t=+(20÷40)°С и отстаивают в промежуточной емкости, причем осажденную воду возвращают в емкость технической воды для использования в следующем цикле обработки дизельного топлива, а смесь дизельного топлива с остаточной активированной водой подают в пассивный гидродинамический диспергатор для инициирования процесса выпадения в осадок содержащихся в дизельном топливе парафинов и соединений серы, отделяют последовательно обработанное дизельное топливо от выпавшего осадка в сепараторе и от высокодисперсного парафина в фильтре тонкой очистки.
2. Устройство для получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы по п. 1, содержащее топливную магистраль, источник исходного топлива, емкость с депрессорной присадкой, насосы подачи исходного дизельного топлива и присадок, вихревой теплогенератор и нагревательную ленту входной части топливной магистрали, отличающееся тем, что вместо вихревого теплогенератора содержит два пассивных гидродинамических диспергатора, каждый с каналом переменного сечения в герметичном корпусе для разгона и торможения обрабатываемых жидких сред и устройством в виде стержней, вызывающим кавитацию при его обтекании в обрабатываемых жидких средах, у одного пассивного гидродинамического диспергатора выход соединен трубопроводом с обогреваемой емкостью активированной воды, вход соединен трубопроводом с насосом подачи исходной и (или) оборотной технической воды из емкости, соединенной трубопроводами с источниками технической и оборотной воды, у другого гидродинамического диспергатора выход соединен трубопроводом с входом в сепаратор, вход соединен трубопроводом с насосом подачи дизельного топлива с остаточной активированной водой из обогреваемой емкости для смеси исходного дизельного топлива и активированной воды, связанной трубопроводом с выходом коаксиального смесителя, один вход которого связан трубопроводом через насос с обогреваемой емкостью исходного дизельного топлива, а другой вход связан трубопроводом через насос-дозатор с емкостью активированной воды, причем емкость для смеси исходного дизельного топлива и активированной воды имеет нижний слив отстоявшейся воды, соединенный трубопроводом через насос с емкостью исходной технической воды, один выход сепаратора соединен с патрубком выдачи осадка крупной фракции парафина с соединениями серы, а другой выход соединен через насос с входом в фильтр тонкой очистки дизельного топлива от высокодисперсного парафина, выход которого связан с патрубком выдачи дизельного топлива с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы, запорно-регулирующая арматура (например, шаровые краны) установлена в трубопроводы перед входами в насосы, в патрубок выдачи осадка парафинов и соединений серы из сепаратора, в патрубок выдачи дизельного топлива из фильтра тонкой очистки и в трубопроводы технической и оборотной воды перед входом в емкость исходной воды, датчики температуры установлены в подогреваемую емкость исходной воды, подогреваемую емкость исходного дизельного топлива и подогреваемую емкость смеси дизельного топлива с активированной водой, датчики давления установлены в магистрали перед входами в пассивные гидродинамические диспергаторы, коаксиальный смеситель, сепаратор и фильтр тонкой очистки.
RU2018112864A 2018-04-10 2018-04-10 Способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы и устройство для его реализации RU2685550C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018112864A RU2685550C1 (ru) 2018-04-10 2018-04-10 Способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы и устройство для его реализации

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018112864A RU2685550C1 (ru) 2018-04-10 2018-04-10 Способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы и устройство для его реализации

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2685550C1 true RU2685550C1 (ru) 2019-04-22

Family

ID=66314370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018112864A RU2685550C1 (ru) 2018-04-10 2018-04-10 Способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы и устройство для его реализации

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685550C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2105042C1 (ru) * 1994-12-02 1998-02-20 Юрий Ефимович Лукач Устройство для изготовления жидкого топлива
RU2120471C1 (ru) * 1996-09-18 1998-10-20 Борис Борисович Булгаков Способ получения жидкого топлива и устройство для его изготовления
RU2131534C1 (ru) * 1997-12-30 1999-06-10 Жарченков Юрий Николаевич Способ комплексной обработки дизельного топлива
WO2005080534A1 (fr) * 2004-02-24 2005-09-01 Zhirnokleev Igor Anatolievich Procede de production de carburant (variantes)
RU2340656C2 (ru) * 2006-06-01 2008-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Композит" Способ получения нанодисперсной водотопливной эмульсии и устройство для его осуществления
EP2865735A1 (en) * 2011-03-29 2015-04-29 Fuelina, Inc. Hybrid fuel and method of making the same
US9410937B2 (en) * 2013-09-28 2016-08-09 D-Z Inc. Method of operating a small-scale water separometer to pre-treat a filter prior to testing a fuel sample

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2105042C1 (ru) * 1994-12-02 1998-02-20 Юрий Ефимович Лукач Устройство для изготовления жидкого топлива
RU2120471C1 (ru) * 1996-09-18 1998-10-20 Борис Борисович Булгаков Способ получения жидкого топлива и устройство для его изготовления
RU2131534C1 (ru) * 1997-12-30 1999-06-10 Жарченков Юрий Николаевич Способ комплексной обработки дизельного топлива
WO2005080534A1 (fr) * 2004-02-24 2005-09-01 Zhirnokleev Igor Anatolievich Procede de production de carburant (variantes)
RU2340656C2 (ru) * 2006-06-01 2008-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Композит" Способ получения нанодисперсной водотопливной эмульсии и устройство для его осуществления
EP2865735A1 (en) * 2011-03-29 2015-04-29 Fuelina, Inc. Hybrid fuel and method of making the same
US9410937B2 (en) * 2013-09-28 2016-08-09 D-Z Inc. Method of operating a small-scale water separometer to pre-treat a filter prior to testing a fuel sample

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3374470B1 (en) Method to remove metals from petroleum
CN108495915B (zh) 由重油制备链烷料流的超临界水升级方法
US9656230B2 (en) Process for upgrading heavy and highly waxy crude oil without supply of hydrogen
EP3565871B1 (en) Processes for deasphalting oil
KR102444819B1 (ko) 초임계수를 사용한 전환 공정
JP2021513585A (ja) 水熱アップグレード重油からのオレフィンの除去
JP2019527615A (ja) 超臨界水分離プロセス
CN105567316A (zh) 劣质重油加工处理方法
US20240132799A1 (en) Method and system for re-refining and upgrading used oil
US12043805B2 (en) Method and device for treatment of liquid hydrocarbons
RU2685550C1 (ru) Способ получения дизельных топлив с улучшенными низкотемпературными свойствами и уменьшенным содержанием серы и устройство для его реализации
KR20230007418A (ko) 중유 개질용 초임계수 공정을 위한 스킴
RU128612U1 (ru) Установка для получения моторных топлив
RU2724602C1 (ru) Способы получения топливного углеводорода и базового смазочного масла
RU2655382C2 (ru) Способ переработки тяжелого нефтяного сырья
CN113604249B (zh) 布朗气参与的催化加氢方法
CN107400534A (zh) 一种清洁燃料生产方法
RU2593995C1 (ru) Способ очистки некондиционного топлива от асфальтенов и сернистых соединений и устройство для его реализации
RU2610867C1 (ru) Способ модернизации малотоннажного нефтеперерабатывающего предприятия
Vadodaria et al. A STUDY ON A DIESEL HYDROTREATER USING COMBINED REFINERY STREAMS
CN118580885A (zh) 一种浆态床渣油加氢裂化热高分气组合加工系统
CN113072975A (zh) 一种生产润滑油基础油的系统及工艺

Legal Events

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

Effective date: 20210411