[go: up one dir, main page]

RU2057785C1 - Способ переработки жидких нефтяных продуктов и устройство для его осуществления (варианты) - Google Patents

Способ переработки жидких нефтяных продуктов и устройство для его осуществления (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2057785C1
RU2057785C1 RU94037438A RU94037438A RU2057785C1 RU 2057785 C1 RU2057785 C1 RU 2057785C1 RU 94037438 A RU94037438 A RU 94037438A RU 94037438 A RU94037438 A RU 94037438A RU 2057785 C1 RU2057785 C1 RU 2057785C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
petroleum products
axis
duct
wedge
Prior art date
Application number
RU94037438A
Other languages
English (en)
Other versions
RU94037438A (ru
Inventor
Давид Бенционович Бернштейн
Валерий Расимович Минязов
Original Assignee
Давид Бенционович Бернштейн
Валерий Расимович Минязов
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 Давид Бенционович Бернштейн, Валерий Расимович Минязов filed Critical Давид Бенционович Бернштейн
Priority to RU94037438A priority Critical patent/RU2057785C1/ru
Publication of RU94037438A publication Critical patent/RU94037438A/ru
Priority to PCT/RU1995/000218 priority patent/WO1996013562A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2057785C1 publication Critical patent/RU2057785C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/267Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being deflected in determined directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/042Outlets having two planes of symmetry perpendicular to each other, one of them defining the plane of the jet
    • 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
    • C10G7/00Distillation of hydrocarbon oils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к переработке нефтепродуктов. Способ переработки жидких нефтяных продуктов состоит в их измельчении на капли путем непрерывного гидравлического распыления и последующем термическом фракционировании, при этом средний размер капель не превышает 0,30 мм, а отрезок времени между распылением и фракционированием не превышает 5 мин. При этом для увеличения выхода светлых фракций, выкипающих до 200 oС, нефть распыляют путем воздействия на микрообъемы жидкости напряжений сдвига, возникающих при интенсивной турбулизации, а для увеличения выхода фракций, выкипающих в интервале от 200 до 350oС, нефтепродукты распыливают под воздействием напряжений сжатия, возникающих при ударе жидкости о преграду. Устройство для осуществления описанного способа содержит соединенные трубопроводами емкость для размещения исходных жидких нефтепродуктов, коллектор с нагревательным устройством, насос и распыливающую головку со щелевой или дефлекторной форсункой. При этом для распыления нефтепродуктов под воздействием напряжений сдвига применяют щелевую форсунку, содержащую цилиндрический канал с полусферой в верхней выходной части, пересеченной равнобедренным клином, при этом верхнее ребро клина обращено навстречу потоку жидкости и при пересечении с осью канала образует прямой угол, а отношение длины малой оси, образованной при пересечении полусферы и клина, эллипса к диаметру канала находится в пределах от 0,2 - до 0,6. Для распыления под действием напряжений сжатия применяют дефлекторную форсунку, содержащую цилиндрический канал и наклонную преграду, при этом ось симметрии канала и нормаль к поверхности преграды в месте ее пересечения с осью образуют острый угол, величина которого находится в пределах от 5 до 30o, а отношение расстояния от края канала до преграды к диаметру канала находится в пределах от 0,7 до 3,5. 3 з. и 2 с. п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Description

Изобретение относится к средствам переработки нефтепродуктов и может быть использовано для управления переработкой жидких нефтяных продуктов с целью повышения ее эффективности.
Известен способ физической обработки нефтяных продуктов, заключающийся в их облучении ультразвуком и последующем термическом фракционировании. Однако известный способ требует дорогостоящего специального оборудования и характеризуется невысокой эффективностью, что обусловлено низкой степенью механо- химической деструкции макромолекул нефти под действием ультразвукового облучения.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, заключающийся в механическом диспергировании и последующем термическом фракционировании жидких нефтяных продуктов, а также устройство, в котором механическое диспергирование осуществляют в машине роторного типа, содержащей вращающийся наклонный диск.
Известный способ характеризуется высокой энергоемкостью, вызванной необходимостью интенсивного (при 8000-8600 об/мин ротора) механического деформирования вязкого сырья, и невысокой производительностью, обусловленной циклич- ностью процесса переработки, что вызвано необходимостью проведения периодически чередующихся операций загрузки рабочей полости диспергирующей машины, интенсивного механического взбалтывания очередной порции нефтяного сырья, остановки машины и последующей ее разгрузки.
Технический результат изобретения состоит в снижении энергозатрат на диспергирование, повышении производи- тельности процесса и увеличении выхода светлых фракций.
Эффект в части способа переработки достигается тем, что жидкие нефтяные продукты измельчают путем непрерывного гидравлического распыления на капли, а затем осуществляют термическое фракционирование, при этом средний размер капель не должен превышать 0,30 мм, а промежуток времени между началом распыления и началом последующего процесса термического фракционирования не должен превышать 5 мин, при этом для увеличения выхода светлых фракций с пределом выкипания до 200оС процесс распыления осуществляют путем воздействия на микрообъемы жидкости преимущественно напряжений сдвига при интенсивной турбулизации жидкости, а для увеличения выхода светлых фракций с пределами выкипания 200-350оС процесс распыления осуществляют путем воздействия на микрообъемы жидкости преимущественно напряжений сжатия, возникающих при ударе струи жидкости о преграду.
Эффект в части устройства для осуществления способа, позволяющего увеличить выход светлых фракций с пределами выкипания до 200оС, включающего соединенные трубопроводами емкость для размещения исходных жидких нефтяных продуктов, коллектор с нагревальным устройством, насос и распыливающую головку с щелевой форсункой, содержащей цилиндрический канал с полусферой в верхней выходной части, пересеченной равнобедренным клином, верхнее ребро которого обращено навстречу потоку жидкости и при пересечении с осью симметрии цилиндра образует прямой угол, достигается тем, что отношение малой оси образованного при пересечении полусферы и клина эллипса к диаметру цилиндра находится в пределах 0,2-0,6.
Эффект в части устройства для осуществления способа, позволяющего увеличить выход светлых фракций с пределами выкипания 200-350оС, включающего упомянутые агрегаты и распыливающую головку с дефлекторной форсункой, содержащей цилиндрический канал для подвода жидкости и наклонную преграду, достигается тем, что ось симметрии канала и нормаль к поверхности преграды в месте ее пересечения с осью образуют острый угол, величина которого находится в пределах от 5 до 30о, а отношение расстояния от края канала до преграды к диаметру канала находится в пределах от 0,7 до 3,5.
При этом достигаемое снижение энергозатрат обусловлено тем, что удельный расход энергии при мелкодисперсном гидравлическом распылении (2-4 кВт на одну тонну жидкости) в 3-7 раз ниже, чем при механическом диспергировании (15 кВт на одну тонну жидкости). Повышение производительности процесса переработки связано с непрерывностью процесса распыления жидких нефтяных продуктов. Кроме того, интенсивное деформирование микрообъемов жидкости при их мелкодисперсном распылении и достигаемое при этом ослабление и предразрушение межмолекулярных связей в нефтепродуктах существенно облегчает последующее термическое фракционирование и приводит к увеличению выхода светлых продуктов.
На фиг.1 показано устройство для переработки жидких нефтяных продуктов; на фиг.2 дефлекторная форсунка; на фиг.3 щелевая форсунка.
Устройство для переработки жидких нефтяных продуктов путем их гидравлического распыления и последующего термического фракционирования содержит емкость для размещения исходных нефтепродуктов 1, коллектор с нагревательным устройством 2, насос 3, распыливающую головку 4 с форсункой 5, последовательно соединенные трубопроводом 6, а также емкость для сбора распыленной жидкости 7 и ректификационную колонну 8.
Дефлекторная и щелевая форсунки, применяемые в предложенном устройстве для реализации заданных типов деформации при распыле, известны (см. например, каталог фирмы "Albuz)", Франция). Рассмотрим устройство и параметры этих форсунок применительно к целям предложенного изобретения.
Дефлекторная форсунка (фиг.2) снабжена цилиндрическим каналом 9, диаметром d для подвода жидкости и наклонной преградой 10, отстоящей от края цилиндрического канала на расстоянии l. Нормаль к поверхности преграды в месте ее пересечения с осью симметрии канала 9 образует с этой осью острый угол
Щелевая форсунка (фиг. 3) имеет цилиндрический канал 11 диаметром d с полусферой 12 в верхней выходной части. Полусфера 12 рассечена равнобедренным клином, верхнее ребро которого 13 (на фиг.3 оно перпендикулярно плоскости чертежа) обращено навстречу потоку жидкости и перпендикулярно оси симметрии канала 11. Боковые грани клина 14 в местах пересечения с полусферой 12 образуют эллипс, малая ось которого равна b.
Реализация способа переработки жидких нефтяных продуктов может быть рассмотрена на примере работы конкретного варианта устройства. Устройство работает следующим образом. Жидкие нефтяные продукты из емкости 1 (фиг.1) через коллектор с нагревательным устройством 2 с помощью насоса 3 подаются под давлением по трубопроводам 6 на распыливающую головку 4 и распыляются через форсунку 5, образуя поток капель 15, поступающий при необходимости (например, для смешения со стабилизирующими или модифицирующими добавками) в отдельную емкость 7, а затем в ректификационную колонну 8, либо сразу в нижнюю часть колонны 8 для термического фракционирования. Промежуток времени между началом распыления и подачей жидких нефтепродуктов из емкости 7 в колонну 8 должен быть не более 5 мин. В случае высокой вязкости жидких нефтяных продуктов (например, при переработке мазутов) они подогреваются нагревательным устройством в коллекторе 2.
Жидкость в дефлекторной форсунке (фиг.2) поступает под давлением через цилиндрический канал 9 и, ударяясь о наклонную преграду 10, отражается от нее в виде факела 15, представляющего собой поток капель, образованных при ударе под действием напряжений сжатия.
Жидкость в щелевой форсунке (фиг.3) поступает под давлением через цилиндрический канал 11 и, интенсивно завихряясь на кромках 16, образованных пересечением полусферы 12 и боковых граней клина 14, выходят в виде потока капель 15, сформированных в турбулентном вихре под действием напряжений сдвига.
В качестве примера переработки жидких нефтяных продуктов путем гидравлического распыления и последующего термического фракционирования использовали товарную нефть троицко-анастасьевского месторождения.
П р и м е р 1. Порции нефти массой 400-600 г с исходной условной вязкостью 2,8 при 20оС с помощью плунжерного насоса распыляли под давлением 1 МПа на щелевой форсунке с параметром b/d=0,3 и на дефлекторной форсунке с параметрами α=18o и l/d=2. Средний размер капель, замеренный методом улавливания на пластину, покрытую сажей, составил для щелевой форсунки 0,23 мм, а для дефлекторной 0,28 мм. Через 2-3 мин после начала распыления нефть перегоняли по стандартной методике на аппарате АРН-2 для определения фракционного состава. Эксперименты проводили с трехкратной повторностью. Эффект механо-химической деструкции макромолекул, протекающей вследствие мелкодисперсного распыления, оценивали по выходу светлых фракций, отобранных в температурных интервалах от комнатной до 200оС и от 200 до 350оС у нефти в исходном состоянии и после распыления.
Результаты представлены в табл.1.
Как видно, воздействие на микрообъемы нефти деформаций сдвига, реализуемых на щелевой форсунке, приводит к увеличению выхода светлых фракций с пределом выкипания до 200оС на 4,3 мас. а воздействие деформаций сжатия, реализуемых на дефлекторной форсунке, позволяет увеличить выход светлых фракций с пределами выкипания от 200 до 350оС на 5,5 мас.
П р и м е р 2. В аналогичных опытах, проведенных на тех же форсунках, давление в системе изменяли от 0,4 до 4,0 МПа. Средний размер капель при этом изменялся от 0,5 до 0,1 мм. В табл.2 представлены данные по суммарному выходу светлых фракций с пределами выкипания до 350оС в зависимости от размера капель.
Как видно, максимальный выход суммарного количества светлых фракций достигается при размере капель, не превышающем 0,30 мм. Увеличение размера капель, характеризующее снижение степени механического диспергирования при распылении, приводит к уменьшению выхода светлых фракций.
П р и м е р 3. Распыление нефти проводили при давлении 1 МПа на щелевых форсунках с параметром b/d, изменяющимся в интервале значений от 0,2 до 0,8, и на дефлекторных форсунках с углом наклона преграды α=15о и значениями l/d от 0,7 до 6. В табл. 3 представлены данные по суммарному выходу светлых фракций с пределами выкипания до 350оС в зависимости от параметров форсунок.
Как следует из представленных в табл.3 данных, максимальный выход светлых фракций достигается на щелевых форсунках при значениях параметра b/d, равных 0,2-0,6, а на дефлекторной форсунке при l/d, равных 0,7-3,5. При меньших значениях указанных параметров наблюдается резкое снижение производительности форсунок, а при больших снижение качества распыла, проявляемое в увеличении размера капель, появлении струй, разрывов сплошности факела и др. Ухудшение качества распыла нефти наблюдается также при значениях угла α, меньших 5о и больших 30о.
Дополнительные опыты показали, что увеличение интервала времени между распылением и началом перегонки свыше 5 мин приводит к снижению выхода светлых продуктов, что обусловлено протеканием вторичных релаксационных процессов с образованием высокомолекулярных соединений, аналогичных исходным.

Claims (5)

1. Способ переработки жидких нефтяных продуктов, включающий их диспергирование и термическое фракцинирование, отличающийся тем, что диспергирование осуществляют непрерывным гидравлическим распылением на капли, при этом средний размер капель не должен превышать 0,30 мм, а промежуток времени между началом распыления и началом термического фракционирования не должен превышать 5 мин.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения выхода светлых фракций с пределом выкипания до 200oС при распылении осуществляют воздействие на микрообъемы жидкости напряжений сдвига, возникающих при интенсивной турбулизации жидкости.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения выхода светлых фракций с пределом выкипания 200 350oС при распылении осуществляют воздействие на микрообъемы жидкости напряжений сжатия, возникающих при ударе струи жидкости о преграду.
4. Устройство для переработки жидких нефтяных продуктов, содержащее соединенные трубопроводами емкость для размещения исходных жидких нефтяных продуктов, коллектор с нагревательным устройством, насос и распыливающую головку с щелевой форсункой, содержащей цилиндрический канал с полусферой в верхней выходной части, пересеченной равнобедренным клином, при этом верхнее ребро клина обращено навстречу потоку жидкости и при пересечении с осью симметрии цилиндрического канала образует прямой угол, отличающееся тем, что отношение длины малой оси, образованного при пересечении полусферы и клина, эллипса к диаметру цилиндрического канала находится в пределах 0,2 0,6.
5. Устройство для переработки жидких нефтяных продуктов, содержащее соединенные трубопроводами емкость для размещения исходных жидких продуктов, коллектор с нагревательным устройством, насос и распыливающую головку с дефлекторной форсункой, содержащей цилиндрический канал для подвода жидкости и наклонную преграду, отличающееся тем, что ось симметрии цилиндрического канала и нормаль поверхности преграды в месте ее пересечении с осью образуют острый угол, величина которого находится в пределах 5 30o, а отношение расстояния от края канала до преграды к диаметру канала находится в пределах 0,7 3,5.
RU94037438A 1994-10-26 1994-10-27 Способ переработки жидких нефтяных продуктов и устройство для его осуществления (варианты) RU2057785C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94037438A RU2057785C1 (ru) 1994-10-27 1994-10-27 Способ переработки жидких нефтяных продуктов и устройство для его осуществления (варианты)
PCT/RU1995/000218 WO1996013562A1 (en) 1994-10-26 1995-10-03 Method of reprocessing liquid petroleum products and a device for processing liquid petroleum products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94037438A RU2057785C1 (ru) 1994-10-27 1994-10-27 Способ переработки жидких нефтяных продуктов и устройство для его осуществления (варианты)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94037438A RU94037438A (ru) 1995-09-27
RU2057785C1 true RU2057785C1 (ru) 1996-04-10

Family

ID=20161336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94037438A RU2057785C1 (ru) 1994-10-26 1994-10-27 Способ переработки жидких нефтяных продуктов и устройство для его осуществления (варианты)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2057785C1 (ru)
WO (1) WO1996013562A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO331912B1 (no) 2009-07-13 2012-04-30 Cambi As Dyseinnretning for trykkavlastning av materilaer inneholdende eroderende forbindelser

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1505870A (en) * 1919-04-04 1924-08-19 Harry H Culmer Process of treating hydrocarbon oils
SU67610A1 (ru) * 1945-03-30 1945-11-30 П.Ф. Похил Способ крекировани нефт ного и подобного сырь
US3736248A (en) * 1972-05-25 1973-05-29 G Hussong Method for the manufacture of coke
SU923633A1 (ru) * 1980-04-18 1982-04-30 Dn Metall Inst Сопло для получения плоской струи i
SU1690852A1 (ru) * 1989-02-27 1991-11-15 Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Хлорной Промышленности С Опытным Заводом И Конструкторским Бюро Насадок дл создани вод ной завесы

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 159587, кл. C 10G 21/00, 1962. *
Патент Франции N 2203870, кл. C 10G 15/00, 1975. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996013562A1 (en) 1996-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3773975B2 (ja) 流動接触分解用高効率ノズル
US6010592A (en) Method and apparatus for increasing the flow rate of a liquid through an orifice
CA1276665C (en) Vibrating element for ultrasonic atomization having curved multi-stepped edged portion
KR930010185B1 (ko) 삼방향 유체 공급식 분무 노즐 및 그 사용 방법
US3765606A (en) Liquid-spraying devices having a nozzle subjected to high-frequency vibrations
CA1276666C (en) Ultrasonic atomizing vibratory element having a multi- stepped edged portion
RU2057785C1 (ru) Способ переработки жидких нефтяных продуктов и устройство для его осуществления (варианты)
US8192615B2 (en) Oil sands treatment system and process
CN2255876Y (zh) 水射流超细粉碎机
US2058823A (en) Nozzle for spraying viscous oil
RU94037438A (ru) Способ переработки жидких нефтяных продуктов и устройство для его осуществления
RU2108870C1 (ru) Способ электроимпульсного распыления жидкости и устройство для его осуществления
RU2284231C2 (ru) Установка для очистки поверхностей
RU2062645C1 (ru) Многофорсуночный узел ввода сырья прямоточного реактора с восходящим потоком катализатора
RU2820454C1 (ru) Форсунка для ввода жидких углеводородных фракций в реакционную зону установки каталитического крекинга
RU2169624C2 (ru) Центробежная форсунка для вязких жидкостей
US3941316A (en) Apparatus for comminuting and extracting
RU2815489C1 (ru) Способ получения композиционного топлива
RU2096062C1 (ru) Устройство для повышения отбора и чистоты разделения дистиллятных продуктов
CN2168649Y (zh) 超细旋液粉碎器
GB2326356A (en) Preparing emulsions by reflecting a liquid mixture
JPS63218274A (ja) 液体霧化装置
SU669148A1 (ru) Способ распыливани жидкостей
SU1110491A1 (ru) Ударно-механический распылитель
US2063849A (en) Mechanism for and method of spraying glass-cutting shears or the like