RU2694228C1 - Способ переработки органических веществ нефтяного происхождения - Google Patents
Способ переработки органических веществ нефтяного происхождения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694228C1 RU2694228C1 RU2019109870A RU2019109870A RU2694228C1 RU 2694228 C1 RU2694228 C1 RU 2694228C1 RU 2019109870 A RU2019109870 A RU 2019109870A RU 2019109870 A RU2019109870 A RU 2019109870A RU 2694228 C1 RU2694228 C1 RU 2694228C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- processing
- column
- processing column
- plasma
- water
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 22
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 7
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 3
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical class C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical class [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Chemical class 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Chemical class 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G15/00—Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs
- C10G15/12—Cracking of hydrocarbon oils by electric means, electromagnetic or mechanical vibrations, by particle radiation or with gases superheated in electric arcs with gases superheated in an electric arc, e.g. plasma
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам переработки нефтей и нефтеотходов. Изобретение касается способа, в котором органические вещества нефтяного происхождения подают в перерабатывающую колонну, внешняя оболочка которой может быть выполнена из фторопласта или стеклотекстолита, а внутренняя поверхность которой доходит до половины внешней части перерабатывающей колонны по высоте, начиная от ее верха, и изготовлена из нержавеющей стали толщиной от 7 до 15 мм, которая одновременно является цилиндрическим электродом. Вещества подаются в перерабатывающую колонну через трубу, выполненную из нержавеющей стали или меди, конец которой должен находиться по центру перерабатывающей колонны и доходить до середины ее внутренней части по высоте. Через гермоввод, находящийся на перерабатывающей колонне ниже уровня ее внутренней части, пропускается изолированный силовой электрический провод, рассчитанный на силу тока до 40 А, который доходит до центра внутренней части перерабатывающей колонны и электрически соединяется с металлическим электродом, который, в свою очередь, может быть выполнен из меди, титана, никеля или вольфрама и закреплен в керамическом держателе, а второй аналогичный провод подключается к цилиндрическому электроду. Через магистраль для воды в перерабатывающую колонну порционно подается высокоминерализованная вода для поддержания необходимого уровня жидкости и для обеспечения протекания электрического тока между электродами, с помощью регулируемого источника напряжения переменного тока между электродами задается переменное напряжение от 30 до 200 В в диапазоне частот от 1 до 300 Гц и после того, как через поступающую высокоминерализованную воду произойдет замыкание электрической цепи между электродами, на электроде, который расположен по центру внутренней части колонны, образуется плазма, и вещества нефтяного происхождения, поступающие через трубку, попадают в зону образования плазмы и под ее воздействием разлагаются на углеводородную смесь, состоящую из более легких жидких углеводородов, которая из-за меньшей, чем у воды, плотности концентрируется в верхней части жидкости, заполняющей внутреннюю часть перерабатывающей колонны. После полного заполнения жидкостью внутренней части колоны процесс останавливают, отключая источник питания, после чего закрытый кран, располагающийся в нижней части перерабатывающей колонны, открывают, и углеводородно-водная смесь в виде эмульсии сливается из перерабатывающей колонны для дальнейшей переработки. Технический результат – получение более легких углеводородов. 1 пр., 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам переработки нефтей и нефтеотходов, в процессе которого могут быть получены различные виды углеводородного топлива.
Патентуемый способ может быть использован для разработки технологии по переработке тяжелых высокосернистых нефтей, гудронов, мазутов, нефтешламов, а также различных загрязнителей нефтяного происхождения.
Известна работа «Современные технологии переработки и утилизации углеводород содержащих отходов» [1]. Суть электроогневой технологии сжигания состоит во взаимодействии электрического поля с радикалами любых углеводородов на атомарно-молекулярном уровне при одновременном воздействии на любые углеводородные цепочки. При этом происходит их расщепление на водород, сгораемый в пламени, и углерод, который быстро доокисляется в электрическом поле до углекислого газа.
Так в основе электроогневого метода, предлагаемого автором, лежит инициирующее воздействие электрического поля на процесс горения веществ. Устройство сжигания остатков нефтешламов выполнено в виде специальной печи с устройством подачи нефтешламов в зону горения и выгрузки золы, а также с чашей для сжигания нефтешламов, над которой размещен электрод с коронирующими иглами, причем этот электрод присоединен к одному из выходов высоковольтного блока напряжения, второй выход которого присоединен к чаше со сжигаемыми нефтешламами. Автор утверждает, что при подобном сжигании нефтешламов достигается резкое снижение всех токсичных компонентов в отходящих газах в среднем на 70-80 % от первоначальной их концентрации. Практически полностью удаляется дымность (сажа) - до 90-95 %. С помощью электроогневого метода утилизации нефтешламов возможно выделение ценных фракций нефти (бензин, керосин). Однако, должного теоретического обоснования и опытно-экспериментального подтверждения данного метода не имеется.
В данной статье также говорится о переработке и обезвреживании отходов с применением плазмы. Плазма представляет собой ионизированный газ, содержащий в своем составе свободные электроны, ионы, нейтральные и возбужденные атомы и молекулы. В отличие от известных теплоносителей она обладает рядом специфических свойств, значительно расширяющих ее технологические возможности. Наибольшее применение находит низкотемпературная плазма. Температура такого вида плазмы обычно не превышает 8000-13000 К. Благодаря высокой температуре и электропроводности, низкотемпературная плазма оказывает чрезвычайно мощное энергетическое воздействие на обрабатываемые вещества, выступая как в роли как универсального теплоносителя, так и реагента.
Процессы плазмохимической переработки углеводородного сырья, в том числе и нефтесодержащих отходов и/или тяжелых нефтяных фракций, можно классифицировать по таким основным признакам как: фазовое состояние сырья, подвергаемого плазмохимической переработке; плазмообразующий газ («рабочее тело» плазмотрона); наличие или отсутствие катализатора.
Плазменный нагрев твердых и жидких углеводородов приводит к образованию ценного газового полуфабриката, в основном водорода и оксида углерода (синтез-газ), а также расплавов смеси шлаков, не представляющих вреда окружающей среде при захоронении. Синтез-газ можно использовать в качестве источника пара на ТЭС или производстве искусственного жидкого топлива метанола.
В зависимости от типа плазмообразующего газа в реакторах может создаваться различная среда (окислительная, восстановительная, нейтральная). При переработке отходов плазменным методом в восстановительной среде возможно получение ценных товарных продуктов: например, из жидких хлорорганических отходов можно получать ацетилен, этилен, НСl и продукты на их основе. В водородном плазмотроне, обрабатывая фтор-хлорорганические отходы, можно получить газы, содержащие 95-98% по массе НСl и HF.
Плазмохимические способы обеспечивают более высокую степень переработки (конверсия сырья составляет 96-98% масс.), увеличивают глубину переработки в непредельные углеводороды (более 75%), позволяют использовать в качестве сырья тяжелые нефтяные фракции, а также сокращают количество стадий и уменьшают разветвленность химических процессов.
Данный метод очень энергозатратный, и основными целевыми продуктами являются газовые составляющие, а не жидкие углеводороды.
Известен способ переработки и утилизации донных отложений нефтешламовых амбаров. Способ включает плазмохимическую обработку донных отложений в присутствии водорода, предварительно нагретого до температуры 3000-4000°С, с получением непредельных углеводородов С2-С4. Перед плазмохимической обработкой донные отложения нефтешламовых амбаров разбавляют сырой нефтью в массовом соотношении 1:0,25 и подогревают до температуры 90-95°С. Техническим результатом является создание малогабаритной, высокопроизводительной, безынерционной технологии переработки отходов донных отложений нефтешламовых амбаров с получением целевых продуктов.
Описанные в данной статье способы переработки очень энергозатратны, и исходя из их описания, невозможно понять, могут ли данные методы быть использованы для эффективной переработки с получением жидких углеводородных топлив, таких как бензины, авиационный керосин и дизельные топлива.
Известен способ утилизации нефтяных шламов и плазмокаталитический реактор для его осуществления [2]. Изобретение относится к переработке тяжелых нефтяных остатков и нефтесодержащих отходов и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтехимической промышленности, а именно для плазмокаталитической утилизации нефтяных шламов. Способ плазмокаталитической утилизации нефтяных шламов включает плазменную обработку в присутствии катализаторов, причем плазменную обработку нефтяных шламов осуществляют в виде диспергированных горючих водотопливных композиций в условиях каталитически активной воздушной плазмы электрических разрядов при среднемассовой температуре 1500-6000 К за 10-5-10-3 с при содержании ультрадисперсных каталитически активных материалов 0,01-1,0 масс. %, полученных в процессе плазмокаталитической утилизации нефтяных шламов. Плазмокаталитический реактор содержит плазменный генератор, реакционную камеру, форсунку, и патрубки ввода сырья и вывода продуктов, причем плазменный генератор, реакционная камера и дисковая форсунка расположены горизонтально на одной осевой линии, плазменный генератор и дисковая форсунка присоединены к реакционной камере с противоположных сторон, дисковая форсунка содержит приводной вал, на котором установлены внешняя камера с дисками-эмульгаторами и внутренняя камера, содержащая втулку с отверстиями и диск-диспергатор, соединенные между собой корпусом с расположенным на нем уплотнительным кольцом, а реакционная камера содержит кварцевую трубу и водоохлаждаемый корпус с расположенным на нем патрубком вывода продуктов утилизации. К достоинствам предлагаемых изобретений относятся малые габариты, компактность и мобильность установки, высокая удельная производительность установки, низкие удельные затраты электроэнергии на утилизацию, получение дополнительной тепловой энергии от утилизации для технологических и бытовых потребностей, низкое содержание загрязняющих веществ в очищенных отходящих газах установки, отсутствие загрязняющих органических веществ в твердых продуктах утилизации, отсутствие сброса загрязнителей.
В данной работе описывается утилизация в воздушной плазме. Данный процесс идет с большим энергопотреблением в достаточно технически сложном устройстве. В данной работе не представлена информация, о том, какие полезные продукты и с каким выходом могут быть получены в ходе данного процесса.
Известно устройство для плазмохимического гидрокрекинга углеводородных фракций [3]. Изобретение относится к гидрокрекингу углеводородных фракций и касается устройства для плазмохимического гидрокрекинга углеводородных фракций, содержащего реактор и плазмотрон, состоящий из нижнего и верхнего завихрителей, катодного фланца, внутри которого расположен полый катод с электромагнитной катушкой, анодного фланца с установленным в нем расширяющимся соплом-анодом, при этом в реакторе под анодным фланцем расположен цилиндр, который используют в качестве анода при отключенном от «массы» анодном фланце, цилиндр имеет канал для подвода встречного потока водяного газа в плазменную струю, создающего изменение направления потока плазменной струи с осевого на радиальный, канал для подвода встречного потока водяного газа в плазменную струю соединен с трубой для подачи воды, причем реактор содержит патрубок подвода углеводородного сырья и патрубок выхода продуктов реакции.
Однако в описании не указано, что данное изобретение может быть использовано в переработке нефтеотходов, какими являются гудроны или нефтешламы, с высоким содержанием серы.
Известен способ получения высоких температур и давлений в ограниченном и замкнутом пространстве [4].
Изобретение относится к нефтяной, нефтегазовой, горной и химической промышленности. Сущность изобретения: способ получения высоких температур и давлений в замкнутом или ограниченном объеме, который заполняют жидким электролитом, содержащим растворимые соли натрия или калия. В заполненном объеме непрерывно создают шаровые молнии при токе мощностью 3-1000 кВт и напряжении 250-70000 В, при этом ток подают посредством ионных электродов. Преимущество изобретения заключается в том, что способ создания высоких температур и давлений является управляемым.
Данное изобретение относится преимущественно к нефтяной, нефтегазовой, горной и химической промышленности, там, где требуется быстро и просто получать высокие температуры и давления. Например, для повышения давления в пласте, для прожигания туннелей и отверстий в твердых породах и тугоплавких материалах, для создания глубинных и скважинных насосов, а также для проведения научно-исследовательских работ.
Данный способ не может быть использован для переработки органических веществ нефтяного происхождения.
Техническая задача заключается в подборе необходимых условий, позволяющих разложить тяжелые нефтяные фракции, такие как: мазуты, гудроны, нефтешламы, высокосернистую тяжелую нефть на углеводородную смесь, состоящую из более легких углеводородов, которые могли быть разделены на углеводородные топлива, такие как бензин, керосин, дизельное топливо, с помощью температурной разгонки.
Сущность заявленного технического решения, согласно настоящему изобретению, заключается в том, что те органические вещества нефтяного происхождения, которые планируется перерабатывать, должны быть в жидком агрегатном состоянии в температурном диапазоне от - 40 до + 80°С.
Органические вещества нефтяного происхождения подают в перерабатывающую колонну 1, внешняя оболочка которой может быть выполнена из фторопласта или стеклотекстолита, а внутренняя поверхность которой доходит до половины внешней части перерабатывающей колонны по высоте, начиная от ее верха, и изготовлена из нержавеющей стали толщиной от 7 до 15 мм и которая одновременно является цилиндрическим электродом 2, а сами вещества подаются в перерабатывающую колонну через трубу 3, выполненную из нержавеющей стали или меди, конец которой должен находиться по центру перерабатывающей колонны и доходить до середины ее внутренней части по высоте, как показано на рисунке.
Через гермоввод 4, находящийся на перерабатывающей колонне ниже уровня ее внутренней части, пропускается изолированный силовой электрический провод 5, рассчитанный на силу тока до 40 А, который доходит до центра внутренний части перерабатывающей колонны, как показана на рисунке, и электрически соединяется с металлическим электродом 6, который в свою очередь может быть выполнен из меди, титана, никеля или вольфрама, и закреплен в керамическом держателе 7. Второй аналогичный провод подключается к цилиндрическому электроду 2. Через магистраль 8 в перерабатывающую колонну порционно подается высокоминерализованная вода для поддержания необходимого уровня жидкости с целью обеспечения протекания электрического тока между электродами 2 и 6.
С помощью регулируемого источника напряжения переменного тока 9 между электродами 2 и 6 задается переменное напряжение от 30 до 200 В в диапазоне частот от 1 до 300 Гц. После того, как поступающая высокоминерализованная вода замкнет электроды 2 и 6, на металлическом электроде образуется плазма 10. Вещества нефтяного происхождения, поступающие через трубку 3, попадают в зону образования плазмы и под ее воздействием разлагаются на углеводородную смесь, состоящую из более легких жидких углеводородов, которая из-за меньшей чем у воды плотности, концентрируется в верхней части жидкости, заполняющей внутреннюю часть перерабатывающей колонны. После полного заполнения жидкостью внутренней части колоны, процесс останавливают, отключая источник питания 9. Далее, закрытый кран 11, располагающийся в нижней части перерабатывающей колонны, открывают, и углеводородно-водная смесь в виде эмульсии сливается из перерабатывающей колонны для дальнейшей переработки.
Пример. Переработка гудронов.
Собрали макет установки, как показано на рисунке. Было взято 100 л жидких гудронов, которые были подогреты до температуры +45°С, после чего, как показано на рисунке, через медную трубку 3 гудроны подавались в перерабатывающую колонну 1, внешняя оболочка которой была выполнена из фторопласта, а внутренняя поверхность которой доходила до половины внешней части перерабатывающей колонны по высоте, начиная от ее верха, и была изготовлена из нержавеющей стали марки AISI 304 толщиной 8 мм, и одновременно являлась цилиндрическим электродом 2. Через гермоввод 4 был пропущен изолированный силовой провод 5, рассчитанный на силу тока до 40 А, который доходил до центра внутренней части перерабатывающей колонны и электрически был соединен с металлическим электродом 6, который в свою очередь был выполнен из меди и закреплен в керамическом держателе 7. Второй аналогичный провод был подключен к цилиндрическому электроду 2, а через магистраль 8 в перерабатывающую колонну порционно подавалась высокоминерализованная вода для поддержания уровня жидкости во внутренней части перерабатывающей колонны, с целью поддержания замкнутой электрической цепи во время процесса горения плазмы между электродами 2 и 6.
С помощью регулируемого источника напряжения постоянного тока 9 между электродами 2 и 6 было подано переменное напряжение 120 В с частотой 70 Гц, в результате чего около электрода 6 образовывалась плазма 10.
Жидкие гудроны, поступающие через трубку 3, попадали в зону плазмы и под ее воздействием разлагались на смесь более легких жидких углеводородов.
Полученная в ходе плазменного разложения углеводородная смесь из-за меньшей чем у воды плотности, концентрировалась в верхней части жидкости, заполняющей внутреннюю часть перерабатывающей колонны. После полного заполнения жидкостью внутренней части перерабатывающей колонны, процесс приостановили путем отключения источника питания 9. Далее, закрытый кран 11, располагающийся в нижней части перерабатывающей колонны, открыли, и углеводородно-водная смесь в виде эмульсии сливалась из перерабатывающей колонны для дальнейшей переработки.
Вывод. Патентуемый способ является эффективным, и на его основе могут быть разработаны технологические способы по переработке тяжелых органических веществ нефтяного происхождения в углеводороды, являющиеся товарной позицией.
Копия результатов анализов на газовом хроматографе Varian 430-GC по методу ASTM D6729 жидких углеводородов, который был получен патентуемым способом, прилагается.
Источники информации:
1. Е.И. Бахонина «Современные технологии переработки и утилизации углеводородсодержащих отходов». Сообщение 1. «Термические методы утилизации и обезвреживания углеводородсодержащих отходов», Башкирский химический журнал, 2015 г., том 22, № 1, стр. 20-29.
2. Патент РФ № 2218378 С1.
3. Патент РФ №2411286 С1.
4. Патент РФ № 2228436 С2.
Claims (1)
- Способ переработки органических веществ нефтяного происхождения, включающий подготовительный процесс приведения перерабатываемых веществ в жидкое агрегатное состояние и переработку с использованием плазмы, отличающийся тем, что органические вещества нефтяного происхождения подают в перерабатывающую колонну, внешняя оболочка которой может быть выполнена из фторопласта или стеклотекстолита, а внутренняя поверхность которой доходит до половины внешней части перерабатывающей колонны по высоте, начиная от ее верха, и изготовлена из нержавеющей стали толщиной от 7 до 15 мм, которая одновременно является цилиндрическим электродом, а сами вещества подаются в перерабатывающую колонну через трубу, выполненную из нержавеющей стали или меди, конец которой должен находиться по центру перерабатывающей колонны и доходить до середины ее внутренней части по высоте, а через гермоввод, находящийся на перерабатывающей колонне ниже уровня ее внутренней части, пропускается изолированный силовой электрический провод, рассчитанный на силу тока до 40 А, который доходит до центра внутренней части перерабатывающей колонны и электрически соединяется с металлическим электродом, который, в свою очередь, может быть выполнен из меди, титана, никеля или вольфрама и закреплен в керамическом держателе, а второй аналогичный провод подключается к цилиндрическому электроду, и через магистраль для воды в перерабатывающую колонну порционно подается высокоминерализованная вода для поддержания необходимого уровня жидкости и для обеспечения протекания электрического тока между электродами, далее с помощью регулируемого источника напряжения переменного тока между электродами задается переменное напряжение от 30 до 200 В в диапазоне частот от 1 до 300 Гц и после того, как через поступающую высокоминерализованную воду произойдет замыкание электрической цепи между электродами, на электроде, который расположен по центру внутренней части колонны, образуется плазма, и вещества нефтяного происхождения, поступающие через трубку, попадают в зону образования плазмы и под ее воздействием разлагаются на углеводородную смесь, состоящую из более легких жидких углеводородов, которая из-за меньшей, чем у воды, плотности, концентрируется в верхней части жидкости, заполняющей внутреннюю часть перерабатывающей колонны, и после полного заполнения жидкостью внутренней части колоны процесс останавливают, отключая источник питания, после чего закрытый кран, располагающийся в нижней части перерабатывающей колонны, открывают, и углеводородно-водная смесь в виде эмульсии сливается из перерабатывающей колонны для дальнейшей переработки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019109870A RU2694228C1 (ru) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Способ переработки органических веществ нефтяного происхождения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019109870A RU2694228C1 (ru) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Способ переработки органических веществ нефтяного происхождения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2694228C1 true RU2694228C1 (ru) | 2019-07-10 |
Family
ID=67251947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019109870A RU2694228C1 (ru) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Способ переработки органических веществ нефтяного происхождения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2694228C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5626726A (en) * | 1995-09-27 | 1997-05-06 | Lockheed Idaho Technologies Company | Method for cracking hydrocarbon compositions using a submerged reactive plasma system |
| RU2218378C1 (ru) * | 2002-12-09 | 2003-12-10 | Томский политехнический университет | Способ утилизации нефтяных шламов и плазмокаталитический реактор для его осуществления |
| RU2228436C2 (ru) * | 2002-04-23 | 2004-05-10 | Открытое акционерное общество "Инфотэк Груп" | Способ получения высоких температур и давлений в ограниченном и замкнутом пространстве |
| RU2411286C1 (ru) * | 2009-10-02 | 2011-02-10 | Евгений Ефимович Беличенко | Устройство для плазмохимического гидрокрекинга углеводородных фракций |
-
2019
- 2019-04-03 RU RU2019109870A patent/RU2694228C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5626726A (en) * | 1995-09-27 | 1997-05-06 | Lockheed Idaho Technologies Company | Method for cracking hydrocarbon compositions using a submerged reactive plasma system |
| RU2228436C2 (ru) * | 2002-04-23 | 2004-05-10 | Открытое акционерное общество "Инфотэк Груп" | Способ получения высоких температур и давлений в ограниченном и замкнутом пространстве |
| RU2218378C1 (ru) * | 2002-12-09 | 2003-12-10 | Томский политехнический университет | Способ утилизации нефтяных шламов и плазмокаталитический реактор для его осуществления |
| RU2411286C1 (ru) * | 2009-10-02 | 2011-02-10 | Евгений Ефимович Беличенко | Устройство для плазмохимического гидрокрекинга углеводородных фракций |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tatarova et al. | Plasmas for environmental issues: From hydrogen production to 2D materials assembly | |
| US8236150B2 (en) | Plasma-arc-through apparatus and process for submerged electric arcs | |
| CN104838730A (zh) | 具有多种操作模式的等离子体电弧枪 | |
| BG109247A (bg) | Метод за преработка на въглища в горива | |
| Sasujit et al. | Overview of tar reduction in biomass-derived producer gas using non-thermal plasma discharges. | |
| Karimi et al. | Plasma pyrolysis feasibility study of spent petrochemical catalyst wastes to hydrogen production | |
| RU2694228C1 (ru) | Способ переработки органических веществ нефтяного происхождения | |
| Ismail et al. | A review on plasma treatment for the processing of solid waste | |
| RU2349545C2 (ru) | Установка для получения технического углерода и водорода | |
| Tippayawong et al. | Development of a laboratory scale air plasma torch and its application to electronic waste treatment | |
| US10100416B2 (en) | Plasma-arc-through apparatus and process for submerged electric arcs with venting | |
| RU2503709C1 (ru) | Способ переработки нефти и/или нефтяных остатков | |
| Nguyen et al. | In‐Liquid Plasma Catalysis: Tools for Sustainable H2‐free Heavy Oils Upgrading | |
| Mączka et al. | Plasma gasification of waste plastics | |
| Vertakova et al. | Prospects for development of hydrocarbon raw materials resources reproduction | |
| CN112533346B (zh) | 一种处理油基钻屑的等离子体装置及辅助燃烧方法 | |
| Ahn et al. | Combustion of inert-gas-diluted volatile organic compounds using a fuel-rich pilot flame and rotating arc plasma | |
| WO2016011026A1 (en) | Gas production from an oil feedstock | |
| Oliveira et al. | A Review on Plasma Gasification of Solid Residues: Recent Advances and Developments. Energies 2022, 15, 1475 | |
| Ali et al. | Direct conversion of poor‐quality residual oil to light gases in electricity‐driven thermal plasma reactor | |
| KR102596746B1 (ko) | 유기성 폐기물의 바이오차 제조를 위한 반탄화 장치 | |
| RU217185U1 (ru) | Устройство для получения водорода путем термического разложения углеводородов в реакторе с газовым нагревом | |
| EP3627047B1 (en) | Device and method for flame combustion of fuel | |
| US20160109117A1 (en) | Secondary Burning of Gases from the Combustion of Fossil Fuels | |
| Timerkaev et al. | Production of Hydrogen From Heavy Hydrocarbons |