RU2467053C2 - Method of separating liquid and heterogeneous gas systems and mechanical fractionator to this end - Google Patents
Method of separating liquid and heterogeneous gas systems and mechanical fractionator to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467053C2 RU2467053C2 RU2009125462/04A RU2009125462A RU2467053C2 RU 2467053 C2 RU2467053 C2 RU 2467053C2 RU 2009125462/04 A RU2009125462/04 A RU 2009125462/04A RU 2009125462 A RU2009125462 A RU 2009125462A RU 2467053 C2 RU2467053 C2 RU 2467053C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- cavity
- fraction
- shelf
- cells
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 78
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 28
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 115
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 54
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 48
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 40
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 39
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 34
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 34
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 25
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 22
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 22
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 15
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 14
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 13
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 8
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 7
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 241000202814 Cochliomyia hominivorax Species 0.000 claims 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 3
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 2
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000003716 rejuvenation Effects 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001026509 Kata Species 0.000 description 1
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 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
- C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/56—Screws having grooves or cavities other than the thread or the channel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/565—Screws having projections other than the thread, e.g. pins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/63—Screws having sections without mixing elements or threads, i.e. having cylinder shaped sections
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/68—Barrels or cylinders
- B29C48/685—Barrels or cylinders characterised by their inner surfaces, e.g. having grooves, projections or threads
- B29C48/686—Barrels or cylinders characterised by their inner surfaces, e.g. having grooves, projections or threads having grooves or cavities
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/695—Flow dividers, e.g. breaker plates
- B29C48/70—Flow dividers, e.g. breaker plates comprising means for dividing, distributing and recombining melt flows
- B29C48/71—Flow dividers, e.g. breaker plates comprising means for dividing, distributing and recombining melt flows for layer multiplication
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/59—Screws characterised by details of the thread, i.e. the shape of a single thread of the material-feeding screw
- B29C48/60—Thread tops
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/64—Screws with two or more threads
-
- 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
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
- C10G2300/4081—Recycling aspects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Область примененияApplication area
Изобретение относится к способам для получения осветленных продуктов из нефтяного сырья в качестве моторного топлива, органических связующих и смазочных масел, функционального и полуфункционального применения. Изобретение относится также к устройствам для фракционного разделения нефтепродуктов по предельным критическим свойствам материалов деструктивно химическим способом.The invention relates to methods for producing clarified products from petroleum feedstocks as motor fuel, organic binders and lubricating oils, functional and semi-functional applications. The invention also relates to devices for fractional separation of petroleum products according to the critical critical properties of materials in a destructive chemical manner.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен способ получения деструктивного материала и червячно-дисковый экструдер для получения продукта (RU №2159179, опубл. 20.11.2000). Способ включает деструкцию высокомолекулярных соединений (ВИС), находящихся в расплаве, в дисковой насадке путем механического и термического воздействия на высокомолекулярное соединение, перед деструкцией высокомолекулярных соединений в дисковой насадке осуществляют предварительную деструкцию их в червячном экструдере, причем деструкцию высокомолекулярных соединений в дисковой насадке выполняют при температуре расплава, равной или ниже, чем на выходе червячного экструдера.A known method of producing a destructive material and a worm-disk extruder to obtain a product (RU No. 2159179, publ. 20.11.2000). The method includes the destruction of high molecular weight compounds (VIS), which are in the melt, in the disk nozzle by mechanical and thermal effects on the high molecular weight compound, before the destruction of the high molecular weight compounds in the disk nozzle, they are preliminarily destroyed in a screw extruder, and the high molecular weight compounds in the disk nozzle are destroyed at a temperature a melt equal to or lower than at the exit of the screw extruder.
Недостатком этого способа является длительность выполнения процесса, а также невозможность использования для ускорения процесса поверхностно-активных веществ (ПАВ) и разделения материала по фракциям. Кроме того, используемое устройство состоит из двух аппаратов, в одном из которых ВМС подвергается предварительной деструкции, а во втором аппарате выполняется конечная деструкция, что снижает эффективность деструкционных процессов и не дает возможности эффективного управления процессом деструкции.The disadvantage of this method is the length of the process, as well as the inability to use to accelerate the process of surface-active substances (surfactants) and the separation of the material into fractions. In addition, the device used consists of two devices, in one of which the IUD is subjected to preliminary destruction, and in the second device, the final destruction is performed, which reduces the efficiency of destruction processes and does not allow the effective management of the destruction process.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому техническому решению является описание изобретения к патенту РУ 2220847 С2, экструдерный червяк, повышающий гомогенность термопластического пенопласта, относящийся к уровню техники в области смешивания расплавленного термопластика с вспенивающим агентом, таким как фторуглерод или углеводороды (пропан, бутан, пентан и т.д.), а также возможно и с другими агентами, в изолированной среде материал продвигается вдоль цилиндра, находясь во фрикционном контакте и сдвиге, разогревает материал до фразы плавления. Данная задача решается удлиненным червячным валом, расположенным в экструдерном цилиндре.The closest in technical essence to the claimed technical solution is the description of the invention to patent RU 2220847 C2, an extruder screw that increases the homogeneity of thermoplastic foam, related to the prior art in the field of mixing molten thermoplastics with a blowing agent such as fluorocarbon or hydrocarbons (propane, butane, pentane and etc.), and also possibly with other agents, in an isolated medium the material moves along the cylinder, being in frictional contact and shear, heats the material to melting phrases. This problem is solved by an elongated worm shaft located in the extruder cylinder.
Однако известное устройство не обеспечивает необходимый набор технологических процессов для разделения сырья по фракциям ввиду его односкоростного вращения вала по всей длине устройства, расплав при движении по каналам конструкции не высвобождает низкокипящие фракции газов первой стадии и легких продуктов, что обуславливает посыл расплава к поверхности охлаждаемого цилиндра и дополнительные затраты на разделение расплава по фракциям в колоннах циркуляции и множества лопастей, удаленных от внутренней поверхности цилиндра.However, the known device does not provide the necessary set of technological processes for the separation of raw materials into fractions due to its single-speed rotation of the shaft along the entire length of the device, the melt when moving along the construction channels does not release low-boiling fractions of the gases of the first stage and light products, which causes the melt to send to the surface of the cooled cylinder and additional costs for the separation of the melt into fractions in the columns of circulation and many blades remote from the inner surface of the cylinder.
Задачей изобретения является разработка способа и устройства, позволяющих снизить энергозатраты и металлоемкость, разделение в одном аппарате гетерогенной системы (нефтяного сырья) на отдельно функциональные продукты путем механотермохмического воздействия с использованием катализаторов и повышения соотношения водорода к углероду (н/с) на каждом этапе процесса с целью получения очищенного высококачественного продукта, что относится к физическим этапам переработки сырья, и через рециклинг кипящих и высококипящих фракций произвести глубокое расщепление молекул нефтепродуктов и получить высококачественный дистиллят моторных топлив и масел, что относится к химической переработке сырья при повышенных локальных температурах и локальном давлении в тонких каналах устройства. Все химические процессы получения дистиллятов из нефти связаны с перераспределением водорода между молекулами углеводородов, это может выражаться соотношением Н/С в молекулах углеводородов. При повышенных температурах в тонких каналах выполнение технологических процессов в присутствии катализаторов углеводороды распадаются мгновенно на составляющие. Одну часть из них получим обогащенную водородом, а другую обедненную, которую необходимо обогатить им. Таким образом при термической деструкции или термокаталической переработке сырья получим углеводороды с различным соотношением Н/С. Принудительные реакции углеводородов с водородом приводят к росту соотношения Н/С в остаточных продуктах их переработки. Следовательно, если в реакционную зону вводить требуемое количество водорода, то можно из остаточных твердых веществ, богатых ароматическими соединениями, получить гетерогенную систему, по своему составу близкую к составу исходной нефти или нефтяных фракций, оперируя отношением Н/С, выбирают пути переработки сырья.The objective of the invention is to develop a method and device to reduce energy consumption and metal consumption, separation in a single apparatus of a heterogeneous system (crude oil) into separately functional products by mechanothermal treatment using catalysts and increasing the ratio of hydrogen to carbon (n / s) at each stage of the process the purpose of obtaining a purified high-quality product, which relates to the physical stages of processing of raw materials, and through the recycling of boiling and high boiling fractions deep cleavage of oil molecules and get high-quality distillate of motor fuels and oils, which relates to the chemical processing of raw materials at elevated local temperatures and local pressure in the thin channels of the device. All chemical processes for producing distillates from oil are associated with the redistribution of hydrogen between hydrocarbon molecules, this can be expressed by the ratio N / C in hydrocarbon molecules. At elevated temperatures in thin channels, the execution of technological processes in the presence of catalysts hydrocarbons decompose instantly into components. One part of them will be enriched with hydrogen, and the other depleted, which must be enriched with them. Thus, during thermal degradation or thermocatalytic processing of raw materials, we obtain hydrocarbons with different H / C ratios. Forced reactions of hydrocarbons with hydrogen lead to an increase in the H / C ratio in the residual products of their processing. Consequently, if the required amount of hydrogen is introduced into the reaction zone, then it is possible to obtain a heterogeneous system with a composition close to the composition of the original oil or oil fractions from residual solids rich in aromatic compounds, operating with the H / C ratio, choose the processing of raw materials.
Предлагаемый способ получения продукта включает поэтапную деструкцию высокомолекулярных соединений с целью локального перераспределения водорода между молекулами углеводородов, находящихся нефтяном сырье в последовательно соединенных зоне предварительной деструкции, райзере и в каждом разгонном блоке и реакторе путем механотермохимического воздействия с использованием в процессе катализаторов и донорного водорода, см. лист 1, фиг.1.The proposed method for producing the product involves the phased destruction of high molecular weight compounds with the aim of local redistribution of hydrogen between hydrocarbon molecules located in the oil feed in a series-connected pre-destruction zone, riser and in each booster unit and reactor by mechanothermochemical treatment using catalysts and donor hydrogen, see
Механотермическое воздействие на групповой состав материала увеличивает плотность по предельно критическим свойствам каждой фракции, при предельном давлении и критической температуре в присутствии катализатора или без него углеводороды распадаются на составляющие за счет активного проникновения парогазового состава в смесь на скорости вращения вала и образования парциального давления.The mechanothermal effect on the group composition of the material increases the density according to the extremely critical properties of each fraction, at the ultimate pressure and critical temperature in the presence of a catalyst or without it, hydrocarbons decompose into components due to the active penetration of the gas-vapor composition into the mixture at the shaft rotation speed and formation of partial pressure.
Предварительную деструкцию начинают осуществлять на входе в конической полости устройства при температуре выкипания (ТВ) легкой газообразной фракции с низкой молекулярной массой (см. лист 1, фиг.1), снижение вязкости и увеличение плотности нефти в цилиндрической части устройства позволяет выполнить смешивание с раствором щелочи и пара, что обеспечивает обессеривание материала на предварительном этапе процесса.Preliminary destruction begins to be carried out at the entrance to the conical cavity of the device at a boiling point (TB) of a light gaseous fraction with a low molecular weight (see
Отличительными признаками заявляемого способа является то, что на I этапе перед разделением фракций исходный материал предварительно разогревается шнековым устройством с одновременным образованием газовых пузырьков и парциальным повышением давления в вершине конического шнекового устройства, причем деструкция нефтяного сырья выполняется от поверхностного фрикционного трения от шнековой канавки, взаимодействующей с винтовой канавкой в конусообразной гильзе, треугольных активаторов, расположенных на падающей стороне шнековой спирали, от компрессионного сжатия в вершине конуса, так и от воздействия теплоносителя, разогревающего сердечник и детали конического вала, который вращается от привода со скоростью, равной или меньше чем 2-й шнековый вал. В результате на I этапе материал подвергается предварительной деструкции с выделением парогазовой составляющей с пределом выкипания до 60°С и выше.Distinctive features of the proposed method is that at stage I, before separation of the fractions, the starting material is preheated by a screw device with the simultaneous formation of gas bubbles and a partial increase in pressure at the top of the conical screw device, and the destruction of oil is performed from surface friction from the screw groove interacting with helical groove in a cone-shaped sleeve, triangular activators located on the falling side of the screw screw Ali, by compression at the compression top cone and on the effects of coolant, and warming up the core parts of the conical shaft which is rotated by a drive at a speed equal to or less than 2 minutes screw shaft. As a result, at stage I, the material undergoes preliminary degradation with the release of a gas-vapor component with a boiling point up to 60 ° С and higher.
На II этапе частично деструктируемый материал через конические отверстия нерегулируемой дисковой фильеры подается в цилиндрический корпус райзера, подвергается сложному напряженному сдвигу, где происходит дополнительная генерация легкопарогазовой фракции, смешивается с раствором щелочи и другими требуемыми агентами при помощи клиноподобных активаторов. Боковая поверхность активаторов выполнена в виде волны, а задняя часть выполнена с полудуговой выборкой, что позволяет создавать пузырьковый шлейф и активно выполнять смешивание газопаровой составляющей с жидкой фракцией, при этом происходит дополнительная генерация легкой парогазовой фракции, увеличение плотности газа, температуры, а также обессеривание нефтяного сырья с последующей подачей из корпуса райзера в шнековую полость реактора с выгрузкой из него газопаровой фракции.At the II stage, partially destructible material is fed through the conical openings of the unregulated disk die into the cylindrical riser body, undergoes a complex stress shift, where additional generation of the light-gas fraction is generated, mixes with alkali solution and other required agents using wedge-like activators. The lateral surface of the activators is made in the form of a wave, and the rear part is made with a semi-arc sampling, which allows you to create a bubble loop and actively perform mixing of the gas-vapor component with the liquid fraction, while additional generation of a light vapor-gas fraction, an increase in gas density, temperature, as well as oil desulfurization raw materials with subsequent supply from the riser body to the screw cavity of the reactor with the unloading of the gas-vapor fraction from it.
Из райзерной полости деструктированный материал до 100°С подается в шнековую полость реактора с колонной фракционирования, где за счет винтовой канавки в гильзе происходит заполнение и выгрузка из испарительных ячеек, расположенных на червячной спирали, превращенного вещества в полость. Гильза выполнена с щелевыми прорезями диффузионного типа выгрузки парогазовой смеси с температурой выкипания до 100°С, см. л.9, фиг.15. поз 24. Щелевые прорези парогазовой выгрузки выполнены с наклоном по ходу вращения катализатора вокруг цилиндрической гильзы, причем катализатор при вращении в полости вокруг гильзы постоянно восстанавливает свои свойства за счет внутренней гребенки на корпус реактора, где происходят процессы принуждения соударов частиц катализатора между собой и поверхностью гребенки стенкой корпуса, кроме того, через трубопровод может подаваться специальный агент для восстановления свойств катализатора. Полученная газопаровая смесь стремится от высокого давления в полости реактора в колонку фракционирования с меньшим давлением, где через поплавковые клапана парогазовая смесь частично конденсируется в жидкости клапанной тарелки, причем каждая фракция конденсируется на своей тарелке, наиболее легкие фракции поднимаются вверх, тяжелая фракция через нижний переливной патрубок подается в полость райзерного корпуса для повторной переработки, оставшаяся жидкая смесь подается в последовательно соединенный блок.From the riser cavity, degraded material up to 100 ° C is fed into the screw cavity of the reactor with a fractionation column, where due to the helical groove in the sleeve, the converted substance is filled and unloaded from the evaporation cells located on the worm spiral, into the cavity. The sleeve is made with slotted slots of the diffusion type of unloading the vapor-gas mixture with a boiling point up to 100 ° C, see l.9, Fig.15.
На III этапе оставшееся нефтяное сырье с определенной плотностью и пределом выкипания фракции направляется по ходу вала и шнековых каналов, заполняет ячейки в гильзе и шнековой спирали, в разгонном блоке, где за счет вращения шнека механическая энергия движения материала в приконтактных областях выполняет разогрев, а компрессионное сжатие материала между двух ячеек дополнительно выделяет температуру и парогазовую смесь, которая, высвобождаясь из ячеек, стремится равномерно распределится в системе релаксации.At stage III, the remaining crude oil with a certain density and boiling limit of the fraction is directed along the shaft and the screw channels, fills the cells in the sleeve and the screw spiral, in the booster block, where due to the rotation of the screw, the mechanical energy of the material in the contact areas heats up, and the compression the compression of the material between the two cells additionally releases the temperature and the gas-vapor mixture, which, released from the cells, tends to be evenly distributed in the relaxation system.
Релаксация поля напряжений происходит путем выделения тепла, образования новых поверхностей и возбуждения селекционирование бензиновой фракции путем микрохимических реакций синтеза в жидкой фазе. Основная цель механотермического синтеза - инициировать микрохимические реакции расщепления молекул в жидкой фазе с выделением газопаровой фракции 90°-220°С и через боковые щелевые прорези выгрузки под давлением диффундировать насыщенный пар и газ в кольцевую полость реактора на вращающийся псевдоожиженный катализатор. Далее парогазовая смесь перемещается в разделительную колонну, где все процессы выполняются по подобию второго этапа.The relaxation of the stress field occurs by heat generation, the formation of new surfaces and the excitation of the selection of the gasoline fraction by microchemical synthesis reactions in the liquid phase. The main goal of mechanothermal synthesis is to initiate microchemical reactions of molecular cleavage in the liquid phase with the evolution of a gas-vapor fraction of 90 ° -220 ° C and diffuse saturated vapor and gas into the annular cavity of the reactor through a lateral slotted slots of the discharge onto a rotating fluidized catalyst. Next, the gas-vapor mixture is transferred to a separation column, where all processes are carried out in the likeness of the second stage.
На IV этапе оставшаяся жидкая смесь определенной плотности и с температурой выкипания 220°-315°С и выше перемещается шнековой спиралью до реактора фракционирования нафты (лигреина), где в цилиндрической полости вязкий материал смешивается с донорными водородосодержащими газами. Реакция углеводородов с водородом связаны с перераспределением водорода между молекулами и приводит к росту соотношения Н/С в продуктах переработки. Селективные газопаровые фракции через боковые щелевые прорези с направленным углом выгрузки под высоким давлением диффундируют на вращающийся катализатор. Смесь обогащается водородом (Н) и через фильтр поступает в полость колоны разделения, где через боковые выгрузки происходит отбор продукта с первой и последующей тарелки, при этом тяжелая фракция через сливной патрубок подается в полость разгонного блока для повторной переработки.At stage IV, the remaining liquid mixture of a certain density and with a boiling point of 220 ° -315 ° C and above is moved by a screw spiral to the naphtha (ligrein) fractionation reactor, where in the cylindrical cavity the viscous material is mixed with donor hydrogen-containing gases. The reaction of hydrocarbons with hydrogen is associated with a redistribution of hydrogen between molecules and leads to an increase in the H / C ratio in the processed products. Selective gas-vapor fractions diffuse onto the rotating catalyst through lateral slotted slots with a directed discharge angle under high pressure. The mixture is enriched with hydrogen (H) and through the filter enters the cavity of the separation column, where through the side unloading the product is taken from the first and subsequent plates, while the heavy fraction is fed through the discharge pipe into the cavity of the booster unit for recycling.
На V этапе оставшаяся масса смеси с температурой выкипания 315-450°С и выше перемещается шнековой спиралью до реактора «фракционирование керосина», по ходу в разгонном блоке обогащается донорным водородом, увеличивает температуру за счет локальной термохимической реакции (синтеза), которая происходит в заполненных ячейках гильзы и червячной спирали, при этом происходит дополнительное выделение парогазовой смеси с получением новых поверхностей с ионной имплантацией водорода в объеме материала, что дополнительно увеличивает давление и температуру. Материал, поступивший в реактор, миксируется клиноподобным активаторами, а образованная насыщенная газопаровая фракция с предельной температурой выкипания 315-450°С под давлением и большой скоростью диффундирует через боковую щелеподобную выгрузку в кольцевую полость на вращающийся катализатор, конденсирует в насыщенный пар, где катализатор дополнительно воздействует на поступившую фракцию и через фильтр фракция поступает в полость разделительной колонны, где по известной схеме перемещается по барботажным тарелкам и через боковые выгрузки производит отбор готового продукта, а тяжелая фракция через переливные патрубки возвращается в полость разгонного блока.At stage V, the remaining mass of the mixture with a boiling point of 315-450 ° C and above is moved by a screw spiral to the “kerosene fractionation” reactor, enriched with donor hydrogen in the upper stage, increases the temperature due to a local thermochemical reaction (synthesis) that occurs in filled the cells of the sleeve and the worm spiral, in this case, the vapor-gas mixture is additionally released to obtain new surfaces with ion implantation of hydrogen in the bulk of the material, which additionally increases the pressure and temperature. The material entering the reactor is mixed by wedge-shaped activators, and the formed saturated gas-vapor fraction with a boiling point temperature of 315-450 ° С under pressure and high speed diffuses through the lateral slit-like discharge into the annular cavity onto the rotating catalyst, it condenses into saturated steam, where the catalyst additionally acts to the incoming fraction and through the filter, the fraction enters the cavity of the separation column, where, according to the known scheme, it moves along the bubble trays and through the side manual ultrasonic inspection selects the finished product and the heavy fraction is returned through the overflow pipes to the upper stage cavity.
На VI этапе оставшаяся масса смеси с температурой выкипания 450°С и выше перемещается в полочный реактор «гидрокрекингового превращения», где выполняются термохимические процессы разделения и превращения остатка в дистиллятное топливо с температурой выкипания 450-550°С (тяжелый газойль) с температурой выкипания 550-700°С, (каталитический крекинг) - остаток с температурой выкипания 700-750°С, (прямогонный остаток) с ТВ 750-800°С (коксование нефтяного остатка) с ТВ 800°С и выше за счет хаотической тепловой энергии, получаемой от аэродинамического фрикционного трения с помощью до и сверхзвукового истечения газа из продолговатых сопел, образуется расширяющийся пучок струй, направленных в узкий зазор полок. Поток движется в направлении от основания среза щелеподобного сопла к буферной стенке каждой полки и растекается тонким слоем на неподвижных полках, что приводит его к охлаждению на каждой полке и превращению в перенасыщенный пар определенной фракции в зависимости от предела температуры выкипания продукта, кроме того, через патрубки в неподвижных полках подается требуемый агент с целью ускорения технологического процесса обогащения водородом объединенных углеводородов. Дистиллятное топливо с температурой выкипания 450-550°С, (тяжелый газойль) с температурой выкипания 550-700°С; (каталитический крекинг) - остаток с температурой выкипания 700-750°С; (прямогонный остаток) с температурой выкипания 750-800°С; (коксовый нефтяной остаток) с температурой выкипания 800°С и выше. Выгрузка каждого продукта выполняется через боковые отводы в корпусе колонны из каждой разделительной полости раздельно.At stage VI, the remaining mass of the mixture with a boiling point of 450 ° C and above is transferred to a shelf hydrocracking conversion reactor, where the thermochemical processes of separation and conversion of the residue into distillate fuel with a boiling point of 450-550 ° C (heavy gas oil) with a boiling point of 550 are carried out -700 ° С, (catalytic cracking) - residue with a boiling point of 700-750 ° С, (straight run residue) with TV 750-800 ° С (coking of oil residue) with TV 800 ° С and higher due to the chaotic thermal energy received from aerodynamic friction Nogo via friction before and supersonic gas outflow from elongated nozzles formed beam expanding jets directed into a narrow clearance shelves. The flow moves in the direction from the base of the slit-like nozzle to the buffer wall of each shelf and spreads in a thin layer on the fixed shelves, which leads to cooling on each shelf and transformation into a supersaturated vapor of a certain fraction depending on the temperature limit of the product boiling point, in addition, through the nozzles in fixed shelves the required agent is supplied in order to accelerate the process of hydrogen enrichment of the combined hydrocarbons. Distillate fuel with a boiling point of 450-550 ° C, (heavy gas oil) with a boiling point of 550-700 ° C; (catalytic cracking) - residue with a boiling point of 700-750 ° C; (straight run) with a boiling point of 750-800 ° C; (coke oil residue) with a boiling point of 800 ° C and above. Unloading of each product is carried out through the lateral branches in the column housing from each separation cavity separately.
Отвод тепла от деструктируемого материала через элементы конструкции устройства приводит к снижению температуры до температуры фракции на каждом этапе. Снижение показателей вязкости с отводом тепла позволяет получить низкомолекулярный продукт из высокомолекулярного состава, чем без отвода тепла, требуемая глубина деструкции получаемого продукта на всех этапах процесса зависит от комплексного состава оставшейся смеси.Heat removal from the material being destroyed through the structural elements of the device leads to a decrease in temperature to the temperature of the fraction at each stage. A decrease in viscosity with heat removal allows you to get a low molecular weight product from a high molecular weight composition than without heat removal, the required depth of degradation of the resulting product at all stages of the process depends on the complex composition of the remaining mixture.
Таким образом, при перемещении высокомолекулярного состава с температурой выкипания от 90°С и выше через устройство с коническим шнеком, с вращением вала от внешнего привода с одной скоростью и вращением соосного вала от другого внешнего привода с другой скоростью, в корпусе райзера и размещенные в нем клиноподобные активаторы, переходящие в червячную спираль с активаторами и испарительными ячейками на спирали, с разгонным блоком и реактором на каждую фракцию отдельно, через конструктивные элементы кольцевой полости, с вращающимся катализатором, с диффузионными щелевыми выгрузками, с разделительными колоннами и полочным реактором разложения высокотемпературной фракции достигается большая глубина деструкционных процессов в одном устройстве на каждом этапе получения готового продукта.Thus, when moving a high molecular weight composition with a boiling point of 90 ° C or higher through a device with a conical screw, with a shaft rotating from an external drive at one speed and rotating the coaxial shaft from another external drive at a different speed, in the riser housing and placed in it wedge-shaped activators, turning into a worm spiral with activators and evaporation cells on a spiral, with an accelerating unit and a reactor for each fraction separately, through the structural elements of the annular cavity, with a rotating kata izatorom with a diffusion slit landings, with the separation column and the high-temperature decomposition reactor shelving fraction achieved great depth decomposition processes in a single device at each stage of the finished product.
Устройство достигает цели тем, что механотермохимический фракционатор содержит на входе жидкого сырья последовательно выполненные зону предварительной деструкции, включающую конусоподобный корпус с внутренней винтовой канавкой, шаг которой соответствует шагу винтовой спирали, которая также на поверхности шнека содержит винтовую канавку, по объему равную канавке, выполненной в конусном корпусе, размещенный в нем и соединенный с приводом вращения укороченный конусный червячный вал, который выполнен полым с возможностью содержания подвижного поршня, локального регулирования температуры. Торец вала содержит посадочное отверстие для шейки встречного вала с другой стороны, последовательно присоединены корпус райзера, блок реактора с разделительной колонной, с пределом выкипания фракции до 90°С, разгонный блок, цилиндрический корпус деструкции материала, блок реактора с разделительной колонной, с пределом выкипания до 220°С, разгонный блок, цилиндрический корпус деструктирования материала, блок реактора с разделительной колонной с пределом выкипания фракции до 315°С, разгонный блок, цилиндрический корпус деструктирования материала, блок реактора с разделительной колонной, с пределом выкипания фракции до 450°С, разгонный блок, цилиндрический корпус деструктирования материала, к нему присоединен блок полочного реактора с пределом выкипания фракции от 450 до 850°С, причем каждая полка производит деструкцию материала до своей предельной температуры выкипания, который выдается через боковые патрубки в виде дистиллятного топлива. Полочный реактор многотемпературной деструкции высокомолекулярного соединения приводится во вращение от внешнего привода (не показано) при скорости вращения вала больше чем скорость вращения укороченного конического вала.The device achieves the goal by the fact that the mechanothermochemical fractionator contains, at the inlet of the liquid raw material, a pre-destruction zone successively made, including a cone-shaped body with an internal helical groove, the step of which corresponds to the helical helix, which also contains a helical groove on the surface of the screw, equal in volume to the groove made in conical housing, placed in it and connected to the rotation drive, a shortened conical worm shaft, which is made hollow with the possibility of keeping moving piston, local temperature control. The end face of the shaft contains a landing hole for the neck of the oncoming shaft, on the other hand, a riser body, a reactor block with a separation column, with a fraction boiling range up to 90 ° С, an acceleration block, a cylindrical material destruction body, a reactor block with a separation column, with a boiling limit up to 220 ° C, an accelerating block, a cylindrical body for material destruction, a reactor block with a separation column with a boiling range of a fraction of up to 315 ° C, an upper stage, a cylindrical destruction body for m terial, a reactor block with a separation column, with a boiling range of a fraction of up to 450 ° С, an accelerating block, a cylindrical body for material destruction, a shelf reactor unit with a boiling range of a fraction from 450 to 850 ° С is attached to it, with each shelf degrading the material to its own the maximum boiling point, which is issued through the side pipes in the form of distillate fuel. Shelf reactor of multi-temperature destruction of high molecular weight compounds is driven into rotation from an external drive (not shown) at a shaft rotation speed greater than the rotation speed of the shortened conical shaft.
Отличительными признаками заявляемого устройства является то, что укороченный корпус и питательный вал выполнены коническими с осевой полостью для функционирования теплоносителя, а червячная нарезка на поверхности шнека содержит углубленную канавку, шаг и объем которой соответствуют шагу и объему канавки, выполненной на винтовой спирали конусного вала с возможностью вращения совместно с клиноподобными активаторами с волнистой поверхностью, причем укороченный конусный вал содержится в конусной гильзе с канавкой и конусообразном корпусе с наружной системой теплоносителя (не показано), причем объем межшнековой полости вершины шнека не менее чем в 2 раза меньше объема на входе в корпус, что равно соотношению не менее 2 к 1 и более. Конец вала центрируется фильерой с конусообразными полуотверстиями. В последовательно присоединенной части райзера на валу вращения установлены клиноподобные активаторы, причем активаторы выполнены с волнистой поверхностью с шагом 3 к 1 и более и полукольцевой выборкой от 2 до 10 мм у основания клина, что позволяет на предварительной стадии селекционировать газопаровую фракцию с низкой температурой выкипания. Последовательно присоединенные блоки разгонки фракции, выполнены с возможностью деструкции смеси на каждом этапе до своей предельной температуры выкипания. Реакторы выполнены с возможностью пропуска под давлением соответствующей фракции из цилиндрической полости через направленные прорези под углом рассеивания относительно горизонта 20° и более, с просветом 0,02 и более на вращающийся вокруг гильзы катализатор в подвешенном состоянии. Катализатор воздействует на фракцию в условиях вращения, что значительно увеличивает его реакционную способность, прореагировавший продукт, поступивший в полость клапанного фракционатора (разделительная колонна), отбирается через боковые выгрузки в корпусе колонны. Последовательно присоединенный полочный реактор выполнен с возможностью вращения не менее одного гребенчатого диска при помощи вала, между полок другого полочного диска, причем другой полочный диск закреплен неподвижно, а гребенки выполнены асимметрично с торцевыми канавками и возможностью механического крекинга материала до молекулярного состояния при эффузионном истечении с более низкой температурой и реакционного процесса.Distinctive features of the claimed device is that the shortened housing and the feed shaft are made conical with an axial cavity for the coolant to function, and the worm cut on the surface of the screw contains a deep groove, the pitch and volume of which correspond to the pitch and volume of the groove made on the helical spiral cone shaft with the possibility rotation together with wedge-shaped activators with a wavy surface, and a shortened conical shaft is contained in a conical sleeve with a groove and a conical shape sensor body with an external coolant system (not shown), the volume of the cavity mezhshnekovoy screw tops not less than 2 times less than the volume at the inlet of the housing, which is equal to the ratio of not less than 2 to 1 or more. The end of the shaft is centered by a die with conical half-openings. In the series-connected part of the riser, wedge-shaped activators are installed on the rotation shaft, and the activators are made with a wavy surface with a pitch of 3 to 1 or more and a semi-ring sampling from 2 to 10 mm at the base of the wedge, which allows the selection of the gas-vapor fraction with a low boiling point at the preliminary stage. The sequentially connected fraction acceleration blocks are made with the possibility of destruction of the mixture at each stage to its maximum boiling point. The reactors are capable of passing under pressure a corresponding fraction from a cylindrical cavity through directional slots at a scattering angle relative to the horizon of 20 ° or more, with a clearance of 0.02 or more on the catalyst rotating around the sleeve in a suspended state. The catalyst acts on the fraction under conditions of rotation, which significantly increases its reactivity, the reacted product entering the cavity of the valve fractionator (separation column) is sampled through side discharge in the column body. A sequentially connected shelf reactor is capable of rotating at least one comb disk using a shaft between the shelves of another shelf disk, the other shelf disk being fixed, and the combs are asymmetrically formed with end grooves and the possibility of mechanical cracking of the material to a molecular state with effusion over more than low temperature and reaction process.
В основу устройства положен комбинированный вал, проходящий через все полости разгонных блоков и реакторов, который выполнен, виде шнековой спирали с разрывами в зоне разделительной колонны, где содержатся клиноподобные активаторы, причем шнековая спираль в зоне разгонки выполнена с испарительными ячейками и ячейками, содержащими продувочные каналы, направленные к поверхности вала, а клиноподобные активаторы выполнены с волнистой поверхностью и испарительными ячейками в разрывах шнека. Разгонные блоки содержат цилиндрические гильзы, внутренняя поверхность которых выполнена соответствующими (компрессионного сжатия) ячейками, выполняющими функции магазинов для ячеек, выполненных на шнековой спирали. Гильзы, содержащиеся в реакторных блоках, выполнены с диффузионными прорезями и винтовыми канавками, выполняющими функции магазинов для испарительных ячеек, расположенных на поверхности клиноподобных активаторов с волнистой боковой поверхностью. При вращении вала испарительные ячейки на поверхности червячной спирали (шнека) заполняются смесью из ответных ячеек в теле гильзы, а выгрузка испарительных ячеек выполняется в зазоре между деталями на большой скорости вращения при совмещении ячеек, при этом возникает газогидродинамическая микроволна в локальном замкнутом пространстве шарового типа, где кинетическая энергия частиц материала генерирует дополнительно газопаровую фракцию и при ее истечении происходит насыщение газопаровым составом приграничного материала, который перемещается в полость клиноподобных активаторов. Газопаровой состав равномерно распространяется в жидкой фракции, в том числе и заполняет винтовые канавки в гильзах реакторов, откуда ячейки активаторов заполняются селекционированными компонентами и доставляются в просвет (зазор) к диффузионным прорезям, через которые газопаровая фракция дросселирует в кольцевую полость с более низким давлением и содержащимся в ней катализатором, причем катализатор постоянно вращается вокруг гильзы реактора и находится в сухом состоянии.The device is based on a combined shaft passing through all the cavities of the booster blocks and reactors, which is made in the form of a screw spiral with gaps in the area of the separation column, which contains wedge-shaped activators, and the screw spiral in the acceleration zone is made with evaporation cells and cells containing purge channels directed to the surface of the shaft, and wedge-shaped activators made with a wavy surface and evaporation cells in the breaks of the screw. Accelerating blocks contain cylindrical sleeves, the inner surface of which is made by appropriate (compression compression) cells, performing the functions of magazines for cells made on a screw spiral. The sleeves contained in the reactor blocks are made with diffusion slots and screw grooves, which serve as stores for evaporation cells located on the surface of wedge-shaped activators with a wavy side surface. When the shaft rotates, the evaporation cells on the surface of the worm spiral (screw) are filled with a mixture of reciprocal cells in the body of the sleeve, and the evaporation cells are unloaded in the gap between the parts at a high speed of rotation when the cells are aligned, and a gas-hydrodynamic microwave occurs in a local confined space of a spherical type. where the kinetic energy of the particles of the material additionally generates a gas-vapor fraction and, when it expires, the gas-vapor composition of the boundary material is saturated, which emeschaetsya the cavity wedge activators. The gas-vapor composition evenly spreads in the liquid fraction, including filling the screw grooves in the reactor sleeves, from where the activator cells are filled with the selected components and delivered to the lumen (gap) to the diffusion slots, through which the gas-vapor fraction throttles into the ring cavity with lower pressure and contained in it, the catalyst, and the catalyst constantly rotates around the reactor sleeve and is in a dry state.
В основе полочного реактора лежат кольцевые полки вращающегося диска с поперечными прорезями диффузионного типа и кольцевые полки неподвижного диска, которые образуют между собой (зазоры) каналы, способные в процессе вращения одного из дисков вызывать эффект кавитации и вытеснения микроскопических пузырьков из жидкой фазы, образуя эффект «механического крекинга» и синтеза в тонких пленках вязкого материала при высоком локальном давлении, которое увеличивается пропорционально радиальной скорости и удаленности от центра вращения, при этом оставшийся вязкий материал разжижается подаваемым агентом и поочередно дросселирует через поперечные прорези вращающихся полок, селекционирует газопаровую смесь определенного состава в зависимости от предельной температуры выкипания фракции и удаленности от оси вращения. В процессе работы устройства высокомолекулярное соединение из загрузочной трубы поступает в полость конусоподобного корпуса, захватывается червячной конической нарезкой и подается в коническую полость, где частично воспринимает температуру от предварительно нагретой поверхности деталей устройства, подвергается механическому крекингу при помощи винтовых канавок в гильзе конуса и поверхности червячной спирали, а также воздействию клиноподобных активаторов материала, частично улучшая свойства вязкости с выделением легкой парогазовой смеси, которая поддается локальному давлению за счет уменьшения объема конусной полости 2 к 1, причем конусный вал выполнен полым и содержит подвижные поршни адресного регулирования температуры. Предварительно деструктируемая высокомолекулярная смесь через конические отверстия фильеры, под давлением попадает в полость райзера (отделение деструктивной разгонки), образованную вращающимися клиноподобными активаторами вала и цилиндрическим корпусом, причем волнистая поверхность активаторов с целью увеличения фрикционного воздействия на материал выполнена с шагом не менее 1-3, а задняя часть содержит полукольцевую выборку, что создает постоянный шлейф схлопывания, за счет которых смесь продолжает разогреваться и эффективно смешиваться с донорными агентами, подаваемыми через каналы подвода. Разжиженная смесь захватывается червячной нарезкой и транспортируется в реакторный блок, полость которого содержит гильзу с боковыми прорезями дросселирования парогазовой смеси на молекулярном уровне, винтовую выборку в гильзе для загрузки смеси в испарительные ячейки червяка. Причем корпус райзера, корпус реактора и фракционатора снабжены рубашкой с возможностью функционирования теплоносителя. Отвод из червячной полости парогазовой смеси легкой фракции с температурой выкипания до 90°С происходит на молекулярном уровне через боковые прорези в гильзе реактора под давлением, которое образуется за счет содержания растворимых газов и смол в среде нефти. Псевдоожиженный катализатор, размещенный в кольцевой полости реактора, функционирует с возможностью вращения вокруг гильзы восстановления (регенерации) собственных свойств, которые осуществляются за счет подаваемого водорода, пара и выполненной гребенки торможения на противоположной стороне корпуса реактора от щелевой выгрузки, где возможно столкновение частиц катализатора между собой и с поверхностью гребенки, сбрасывает углерод. Углерод под воздействием водорода образует углеводородный газ (или без доступа водорода превращается в моноксид диоксида), который вместе с насыщенными парами легкой фракции через фильтр подымается в разделительную бутановую колонну на поплавковый клапан тарелки, где происходят процессы газопреобразования. Клапанная тарелка снабжена отверстиями с установленными в них поплавковыми клапанами. Под действием парового потока они приподнимаются, так что пар через боковые отверстия в основании клапана фонтанируют в жидкость. Если поток пара слишком мал, клапаны закрываются, пока вновь не будет достигнуто требуемое давление пара. Это позволяет производить соответствующую настройку в зависимости от имеющегося расхода.The shelf reactor is based on the annular shelves of a rotating disk with transverse slots of the diffusion type and the annular shelves of the fixed disk, which form channels (gaps) between them, capable of causing the effect of cavitation and the displacement of microscopic bubbles from the liquid phase during the rotation of one, forming the effect " mechanical cracking ”and synthesis of viscous material in thin films at high local pressure, which increases in proportion to the radial speed and distance from the center of rotation, In this case, the remaining viscous material is liquefied by the supplied agent and throttled alternately through the transverse slots of the rotating shelves, selects a gas-vapor mixture of a certain composition depending on the limiting temperature of the boiling fraction and the distance from the axis of rotation. During operation of the device, the high molecular weight connection from the loading pipe enters the cavity of the cone-shaped body, is captured by a worm conical thread and fed into the conical cavity, where it partially receives temperature from the preheated surface of the device parts, and is mechanically cracked using screw grooves in the cone sleeve and the surface of the worm spiral , as well as the effect of wedge-like activators of the material, partially improving the viscosity properties with the release of light vapor and gas second mixture that lends itself to local pressure by reducing the volume of the
Далее оставшаяся смесь с температурой выкипания 90°С и выше червячной спиралью через регулируемые конические отверстия фильеры перемещается в следующий цилиндрический разгонный блок, где гильза выполнена с ячейками, как у червячной спирали, которые мгновенно и постоянно заполняются жидкой смесью и служат магазином для заполнения испарительных ячеек, выполненных на червячной спирали. При радиальном движении смеси в ячейках спирали она подвергается сложному механическому сдвигу большой интенсивности, причем при совпадении компрессионных и испарительных ячеек возникает микрогидродинамический удар с выделением тепла и давления, что приводит к превращению материала в перенасыщенный пар с пределом выкипания фракции, внутри которой могут зарождаться кластеры, которые смешиваются с материалом смеси, селекционируют водородосодержащую смесь в жидкой фазе. Смесь перемещается через конические отверстия фильеры под механическим воздействием спирали в реакторную зону миксирования с пределом выкипания 90-220°С и выше, на которую воздействуют клиноподобные активаторы с ячейками в торцевой части, которые соприкасается с гильзой с винтовой выборкой и щелевой боковой выгрузкой газопаровой смеси, выгрузка происходит на вращающейся катализатор в псевдоожиженном состоянии, причем если в полости миксирования недостаточно давления для выдавливания газопаровой смеси, производят шиберное перекрытие конических отверстий в фильере до набора требуемой температуры и давления в полости реактора. Газопаровая смесь вступает во взаимодействие с вращающимся катализатором и стремится через фильтр в полость колонны разделения, где клапанная тарелка воспринимает давление пара, поднимается и пропускает смесь в нижнее отделение барботажной ванны (тарелки), в среде жидкости (конденсата) тяжелые молекулы оседают и через боковые выгрузки направляются в разгонный блок для повторной переработки продукции, а легкие поднимаются через следующий поплавковый клапан вверх, следующее отделение барботажной тарелки также заполнено жидкостью (около 10 см), что позволяет произвести разделение продукта, более тяжелый продукт остается в жидкости, а легкий подымается в следующую барботажную тарелку. Самые легкие парогазовые фракции через верхний клапан поступают на установку газофракционирования (ГФУ), если это целесообразно по технологии химических процессов.Further, the remaining mixture with a boiling point of 90 ° C and higher with a worm spiral through the conical openings of the die moves into the next cylindrical accelerating block, where the sleeve is made with cells, like in a worm spiral, which are instantly and constantly filled with a liquid mixture and serve as a store for filling evaporation cells made on a worm spiral. When the mixture moves radially in spiral cells, it undergoes a complex mechanical shear of high intensity, and when the compression and evaporation cells coincide, a microhydrodynamic shock occurs with the release of heat and pressure, which leads to the transformation of the material into a supersaturated vapor with a boiling point fraction, inside which clusters can nucleate, which are mixed with the material of the mixture, select a hydrogen-containing mixture in the liquid phase. The mixture moves through the conical openings of the die under the mechanical action of a spiral into the mixing reactor zone with a boiling range of 90-220 ° C and above, which is affected by wedge-shaped activators with cells in the end part that is in contact with a sleeve with a screw sample and slotted lateral discharge of a gas-vapor mixture, unloading takes place on a rotating catalyst in a fluidized state, and if in the mixing cavity there is not enough pressure to extrude the gas-vapor mixture, a slide shut-off is performed conical holes in the die to set the desired temperature and pressure in the reactor cavity. The gas-vapor mixture interacts with the rotating catalyst and tends through the filter to the cavity of the separation column, where the valve plate senses the vapor pressure, rises and passes the mixture into the lower compartment of the bubble bath (plate), heavy molecules settle in the liquid (condensate) environment and through lateral discharge are sent to the booster unit for reprocessing, and the lungs rise up through the next float valve, the next compartment of the bubbler plate is also filled with liquid (okol about 10 cm), which allows the product to be separated, the heavier product remains in the liquid, and the light one rises in the next bubbler plate. The lightest gas-vapor fractions through the upper valve go to the gas fractionation unit (HFC), if it is advisable by the technology of chemical processes.
Переработка высокомолекулярного сырья с пределами выкипания 220-315°С и 315-450°С происходит по схеме технологии переработки высокомолекулярного сырья с пределом выкипания 90-220°С.Processing of high molecular weight raw materials with boiling limits of 220-315 ° C and 315-450 ° C is carried out according to the scheme of technology for processing high molecular weight raw materials with a boiling range of 90-220 ° C.
Разделение продукции в присоединенном последовательно полочном реакторе выполняется за счет создаваемого активного аэродинамического фрикционного трения в тонких каналах устройства распределяемого материала в виде пленки и кавитации микроскопических пузырьков, вызывающих разрывы поверхностных напряжений и образование новых поверхностей с повышением локальной температуры и давления в каждом канале, причем чем дальше от оси вращения, тем выше силы воздействия на материал и скорость получения продукта.The separation of products in a shelf-connected reactor connected in series is carried out by creating active aerodynamic frictional friction in the thin channels of the device of the distributed material in the form of a film and cavitation of microscopic bubbles, causing breaks in surface stresses and the formation of new surfaces with increasing local temperature and pressure in each channel, and the further from the axis of rotation, the higher the force of impact on the material and the speed of receipt of the product.
Высокомолекулярная смесь с пределом выкипания 450°С и выше поступает от центра вращения вала через вращающиеся конические отверстия в тонкую кольцевую полость, где под действием давления проникает во второй ряд кольцевой полки на щелевые прорези, причем основание призмоподобной прорези направлено от центра к периферии, это позволяет образовать разрывы поверхностных напряжений вещества с образованием селективных газов и бесструйно распределять вязкую смесь равномерно тонким слоем по поверхности вращающейся кольцевой полки (гребенки) и образовать пространство между ними, тяжелая фракция с пределом выкипания 550°С и выше под действием центробежных сил прижимается к телу полки, а более легкие насыщенные газы выдавливаются на поверхность материала и собираются в полукольцевой полости полки, расположенной в нижней части неподвижного диска, и под давлением стремятся в сторону меньшего давления к боковой выгрузке «дистиллятного топлива» на конденсатор. С целью ускорения процесса в верхней части этого канала выполнен трубопровод для подачи реагента (или других агентов), что позволяет снизить вязкость материала и ускорить процесс разделения жидкого материала и насыщенной парогазовой смеси.A high molecular weight mixture with a boiling point of 450 ° С and higher enters from the shaft rotation center through rotating conical holes into a thin annular cavity, where under pressure it penetrates into the second row of the annular shelf into the slotted slots, the base of the prism-like slot being directed from the center to the periphery, this allows to form breaks in the surface stresses of the substance with the formation of selective gases and to distribute the viscous mixture smoothly evenly with a thin layer on the surface of a rotating annular shelf (comb) and form a space between them, a heavy fraction with a boiling point of 550 ° C and above is pressed against the body of the shelf under the action of centrifugal forces, and lighter saturated gases are squeezed onto the surface of the material and collected in the semicircular cavity of the shelf located at the bottom of the fixed disk, and under pressure tend towards lower pressure to lateral discharge of "distillate fuel" to the condenser. In order to accelerate the process, a pipeline for supplying a reagent (or other agents) is made in the upper part of this channel, which allows reducing the viscosity of the material and accelerating the separation of liquid material and saturated vapor-gas mixture.
Для предотвращения неконтролируемого перетока фракции тонкие каналы между собой герметизируются кольцом. Оставшаяся смесь с пределом выкипания 550-700°С и выше через призмоподобные прорези вращающейся полки под давлением центробежных сил и локального давления перемещается в следующий тонкий канал П-образного вида, где материал распределяется более тонкой пленкой, чем в предыдущем канале, тяжелый более вязкий материал за счет центробежных сил и локального давления прижимается к телу вращающейся кольцевой полки, а легкая газовая фракция в виде микроскопических пузырьков вытесняется на поверхность материала и по тонким каналам поступает в полость неподвижной полки, где перемещается в сторону меньшего давления кольцевой выработки к боковой выгрузке «тяжелого газойля» на склад. С целью ускорения процесса через соответствующий трубопровод в верхней части канала подается реагент (водород) или другие агенты, способствующие технологическому процессу мгновенного разделения фракции в тонких пленках вещества.To prevent uncontrolled flow of fractions, thin channels between themselves are sealed with a ring. The remaining mixture with a boiling range of 550-700 ° C and above through prism-like slots of a rotating shelf under pressure of centrifugal forces and local pressure moves to the next thin U-shaped channel, where the material is distributed by a thinner film than in the previous channel, a heavier, more viscous material due to centrifugal forces and local pressure, it is pressed against the body of the rotating annular shelf, and the light gas fraction in the form of microscopic bubbles is displaced onto the surface of the material and enters the floor through thin channels the spine of the fixed shelf, where it moves in the direction of lower pressure of the ring working towards the lateral unloading of "heavy gas oil" to the warehouse. In order to speed up the process, a reagent (hydrogen) or other agents are fed through the corresponding pipeline in the upper part of the channel, which contribute to the technological process of instant fraction separation in thin films of a substance.
Оставшийся материал «каталитического гидрокрекинга» (остаток) с пределом температуры выкипания 700-750°С и выше по тонким каналам и щелевыми прорезям перемещается в следующую полость более тонких каналов предыдущей полки. Под действием центробежных сил и локального давления в канале материал распределяется через призмоподобные отверстия более тонким слоем, чем в предыдущем канале, легкая фракция по схеме предыдущей полки выдавливается на поверхность материала и через поперечные каналы неподвижной кольцевой полки за счет аэродинамических сил стремится в сторону кольцевой выборки к боковой выгрузке готового продукта. С целью ускорения процесса разделения через соответствующий трубопровод в нижней части канала подается реагент (водород), способствующий технологическому процессу мгновенного разделения реакции в тонких пленках вещества. Более тяжелая фракция с пределом выкипания 750-800°С и выше под действием центробежных сил и локального давления перемещается в следующую тонкую полость «прямогонного остатка», где через верхний трубопровод разжижается реагентом, легкая фракция в виде насыщенного пара по тонким каналам перемещается в полукольцевой канал боковой выгрузки неподвижного, а более тяжелая фракция через конические отверстия под воздействием центробежных сил и давления перемещается в тонкий канал следующей полки «коксования нефтяных остатков», фракция с пределом выкипания 800°С и выше гидрогенизируется через верхний трубопровод подачи реагента (водорода), что значительно ускоряет процесс разделения фракции в тонких каналах устройства, разжиженная полутвердая фракция и перенасыщенный пар перемещаются к кольцевому каналу боковой выгрузки, где под локальным давлением центробежных сил выгружается на склад готовой продукции или для возможной вакуумной перегонки.The remaining “catalytic hydrocracking” material (residue) with a boiling point limit of 700–750 ° C and higher along thin channels and slotted slots moves to the next cavity of thinner channels of the previous shelf. Under the action of centrifugal forces and local pressure in the channel, the material is distributed through prism-like openings with a thinner layer than in the previous channel, the light fraction is squeezed out onto the surface of the material according to the scheme of the previous shelf and, through the transverse channels of the stationary ring shelf, tends towards the ring sample towards lateral unloading of the finished product. In order to accelerate the separation process, a reagent (hydrogen) is supplied through the corresponding pipeline in the lower part of the channel, which contributes to the process of instant reaction separation in thin films of the substance. The heavier fraction with a boiling point of 750-800 ° С and higher under the action of centrifugal forces and local pressure moves to the next thin cavity of the “straight run residue”, where it is diluted with reagent through the upper pipeline, the light fraction in the form of saturated vapor moves through thin channels into a semicircular channel lateral unloading of a stationary, and heavier fraction through conical openings under the influence of centrifugal forces and pressure moves into the thin channel of the next shelf "coking oil residues", the fraction with boiling scrap 800 ° С and higher is hydrogenated through the upper reagent (hydrogen) supply pipe, which significantly accelerates the process of fraction separation in the thin channels of the device, the liquefied semi-solid fraction and supersaturated steam are moved to the annular side discharge channel, where it is unloaded to the warehouse under local pressure of centrifugal forces finished products or for possible vacuum distillation.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 изображен произвольный разрез левой части механотермохимического фракционатора; на фиг.2 - то же, правая часть; на фиг.3 изображена схема этапов разгонки фракций; на фиг.4 изображен разрез А-А на фиг.1; на фиг.5 изображен узел Б на фиг.1; на фиг.6 изображен разрез В-В на фиг.1; на фиг.7 изображен разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.8 изображен разрез Д-Д; на фиг.9-12 изображены активаторы; на фиг.13 показан разрез Е-Е; на фиг.14 - разрез Ж-Ж; фиг.15 показан боковой разрез дисков; на фиг.16 показан разрез поз.24; на фиг.17 показан разрез 3-3 на фиг.4; на фиг.18 показан поперечный разрез И-И на фиг.16.Figure 1 shows an arbitrary section of the left side of the mechanothermochemical fractionator; figure 2 is the same, the right part; figure 3 shows a diagram of the stages of the distillation of fractions; figure 4 shows a section aa in figure 1; figure 5 shows the node B in figure 1; figure 6 shows a section bb in figure 1; in Fig.7 shows a section GG in Fig.2; on Fig shows a section DD; Figures 9-12 depict activators; on Fig shows a section EE; on Fig - section F; Fig. 15 shows a side section of disks; in Fig.16 shows a section of pos.24; on Fig shows a section 3-3 in figure 4; in Fig.18 shows a cross section of II in Fig.16.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Механотермохимический фракционатор содержит конусообразный корпус 1 и приемный стакан 2 для загрузки исходного материала. В корпусе 1 расположен шнековый конусный вал 3, содержащий червячную спираль 4 с винтовой выборкой 5, которая взаимодействует с винтовой канавкой 6 корпуса 1. На рабочей стороне червячной спирали 4 закреплены треугольные активаторы 7. Вершина конического корпуса 1 содержит центрирующую фильеру 8 с коническими полуотверстиями 9, причем вал 3 со стороны привода (привод не показан) выполнен полым и содержит подвижный поршень 10 для локального функционирования теплоносителя. С противоположной стороны конического вала 3 выполнено посадочное центрирующее отверстие 11 для размещения шейки сквозного вала 12, который берет начало в райзерной трубе 13. В свою очередь, вал 12 содержит клиноподобные активаторы 14 с волнистой поверхностью и полукруглой выборкой 15 и червячную спираль 16, на подающей стороне которой выполнены треугольные активаторы 17 с волнистой поверхностью, а на поверхности червячной спирали 16 выполнены испарительные ячейки 18, на глубину не более собственного диаметра и сквозные ячейки 19. Кроме того, райзерный корпус 13 содержит патрубки подвода агентов 20. Последовательно присоединенный корпус реактора 21 содержит продолжение сквозного вала 12 с продолжающейся червячной спиралью 16, которая взаимодействует с гильзой 22, и укороченными винтовыми канавками 23, причем в гильзе 22 выполнены щелевые прорези 24, а корпус реактора 21 с противоположной стороны содержит гребенку 25 для взаимодействия с катализатором 26. Кроме того, корпус реактора 21 содержит трубопровод 27 для подачи агента 28 и трубопровод 29 для подачи нового катализатора. Верхняя часть корпуса 21 выполнена в виде стакана 30 с фильтром 31 и присоединенной разделительной колонной 32 с клапанными тарелками 33 с установленными в них поплавковыми клапанами 34. В колонне 32 выполнены патрубки 35 бокового отбора продукта и переливной патрубок 36. В верхней части колонны купол 37 содержит делитель 38 на выходе из реактора. Корпус 21 содержит шиберную фильеру 39 с коническими полуотверстиями 40. К корпусу реактора 21 последовательно присоединен разгонный корпус 41, который содержит гильзу 42 с ячейками 43, червячную спираль 44 вала 12 с испарительными и сквозными соответственно ячейками 45 и 46 и патрубок для донорного агента 47. К разгонному корпусу 41 последовательно присоединен корпус реактора 48, который содержит гильзу 49 с винтовой выборкой 50, причем винтовая выборка 50 меньше по объему винтовой выборки 23. Клиноподобные активаторы 51 содержат ячейки 52, где селекционируется парогазовая смесь, которая выдавливается через боковые прорези 53 в среду псевдоожиженного катализатора 54. На входе в реактор корпус 48 содержит шиберную фильеру 55 с наружной регулировкой размера конических полуотверстий 56. Верхняя часть реакторного корпуса 48 выполнена в виде стакана 57 и содержит фильтр 58. Разделительная колонна 59, в свою очередь, содержит клапанную тарелку 60 с поплавковым клапаном 61, патрубок боковой выгрузки 62 и переливные патрубки 63. В верхней части колонны 59 купол 64 содержит делитель (клапан) 65. К реактору 48 присоединен разгонный корпус (блок) 66, который на входе содержит шиберную фильеру 67 с наружной регулировкой размера конических отверстий 68, гильзу 69 с ячейками 70. Сквозной вал 12 содержит червячную спираль 71, на поверхности которой выполнены испарительные и продувочные сквозные ячейки 72; 73 соответственно. Кроме того, корпус 66 содержит патрубок 74 для подачи требуемого агента. До разгонного блока (корпуса) 66 присоединен корпус реактора 75 с пределом выкипания фракции 220-315°С. На входе корпус реактора 75 содержит шиберную фильеру 76 с наружным регулированием размера конических полуотверстий 77 и гильзу 78 с винтовым пазом 79, который через клиноподобные активаторы 80 взаимодействует с ячейками 81 и боковой щелевой выгрузкой 82. В кольцевой полости 83 содержится псевдоожиженный вращающийся катализатор 84. Корпус реактора 75 с внутренней стороны содержит гребенку 85, а с наружной к нему подведен трубопровод 86 для подачи агента и патрубок 87 для подачи свежего катализатора. Верхний стакан 88 корпуса 75 содержит фильтр 89 и корпус разделительной колонны 90 с клапанными тарелками 91 и плавающими клапанами 92, причем для выгрузки готовой продукции колонна 90 содержит патрубок 93 и переливной патрубок 94, а вверху колонны 90 содержится купол 95 и клапан - делитель 96. На выходе из корпуса 75 содержится шиберная фильера 97 с наружной регулировкой конических полуотверстий 98. К корпусу 75 последовательно присоединен корпус разгонного блока 99, который содержит гильзу 100 с ячейками 101, меньшими размером ячеек 70. На валу 12 содержится шнековая спираль 102, на поверхности которой испарительные и сквозные ячейки 103, 104 размером большим, чем ячейки 101, размещенные на гильзе 100. Кроме того, корпус разгонного блока 99 содержит патрубок 105 и шиберную фильеру 106 с регулируемыми коническими полуотверстиями 107.The mechanothermochemical fractionator contains a cone-shaped
К разгонному блоку 99 присоединен корпус реактора 108 с пределом выкипания фракции 315-450°С, который в свою очередь содержит гильзу 109 с винтовым пазом 110 меньшей глубиной, чем винтовые пазы 79, которые через активаторы 111 взаимодействуют с ячейками 112, и щелевой выгрузкой 113, кольцевую полость 114 и катализатор 115. Внутренняя стенка корпуса реактора 108 выполнена с гребенкой 116 для омолаживания псевдоожиженного катализатора 115. Ниже выполненной гребенки 116 содержится трубопровод 117 для подачи пара и других агентов, требуемых для выполнения технологического процесса. Выше гребенки 116 содержится патрубок 118 для подачи свежего катализа. Корпус реактора 108 в верхней своей части выполнен в виде стакана 119 и содержит фильтр 120 и корпус разделительной колонны 121, которая, в свою очередь, содержит клапанные тарелки 122, поплавковые клапана 123, боковые выгрузки 124, переливные патрубки 125 и купол 126 с разделительным клапаном 127. К корпусу реактора 108 последовательно присоединен разгонный блок 128, который на входе содержит шиберную фильеру 129 с наружной регулировкой конических полуотверстий 130, гильзу 131 с компрессионными ячейками 132, которые меньше размером предыдущих ячеек и взаимодействуют с ячейками 133 шнековой спирали 134, которые соответствуют размеру ячеек 132 или больше их, причем полый вал 12, на котором содержится червячная спираль 134, выполнен с конусным переходом 135 с увеличением диаметра и в направлении к корпусу полочного реактора образует коническую полость 136, а шиберная фильера 137 выполнена с наружной регулировкой конических полуотверстий.A
В основу переработки высококипящей фракции положен полочный реактор с пределом выкипания 450-800°С, который состоит из герметического корпуса 138, закрепленного на валу вращения 12, полочного диска 139, причем первая полка 140 от вала вращения 12 образует кольцевую полость 141. В кольцевой полке 140 выполнены не менее двух конусоподобных отверстий 142. Корпус 138 содержит неподвижный полочный диск 143, который совместно с вращающимся полочным диском 139 образует кольцевые каналы (лабиринты) 144 для перемещения и разделения смеси 145. Неподвижная кольцевая полка 146 над валом вращения 12 содержит сквозное Г-образное отверстие 147, а ниже вала 12 она выполнена с выборкой и образует расширенную полость 148, которая может занимать площадь до 50% и более наружной площади полки. Полка 149 вращающегося диска содержит не менее двух трапецеидальных прорезей 150, а боковая стенка каждой выборки вращающегося диска 139 содержит винтовые пазы 151, которые взаимодействуют с кольцевыми пазами 152. На каждой полке неподвижного диска 143 полукольцевая полость 148 в нижней части соединена с боковым отверстием 153 для выгрузки продукции с пределом выкипания 450-650°С. Следующая кольцевая полка 154 неподвижного диска 143 совместно с кольцевой полкой 155 образуют проточный канал с увеличением объема полости 156 в нижней части. Кольцевая полка 156 содержит не менее двух трапецеидальных прорезей 157, направленных основанием к неподвижной полке 158, которая частично выполнена с выборкой для образования полости 159. Диск 139 содержит кольцевую полку 160 с трапецеидальной прорезью 161. Неподвижная кольцевая полка 162 в нижней части выполнена с выборкой с целью образования полости 163, а кольцевая полка 164 диска 139 содержит не менее 2-х трапецеидальных прорезей 165, которые под действием центробежных сил и давления подают смесь на внутреннею поверхность неподвижной полки 166 диска 143, а нижняя часть этой полки выполнена выборкой с целью образования полости 167. Полка 168 диска вращения 139 содержит не менее двух трапецеидальных прорезей 169. Кроме того, корпус неподвижного диска 143 в районе кольцевых полок 149, 155, 168 содержит кольца 170, 171 и 172 с наружным регулированием выдвижения в направлении соответствующих полок, а детали корпуса 138, 143 выполнены с возможностью регулирования температуры через каналы 173, кроме того, для локального регулирования температурного режима в полом валу 12 выполняются подвижными поршнями 174, 175 через соответствующие трубопроводы. Разгонный блок 128 обеспечен патрубком 176 аварийного сброса смеси, корпус 138 полочного реактора содержит патрубки 177 и 178. Механотермохимический фракционатор работает следующим образом. В предварительно разогретый до 90°С конусоподобный корпус 1 через приемный стакан 2 принудительно подают исходный материал (нефть) на предварительно разогретый до 90°С конусный вал 3, который содержит конусную червячную спираль 4 и приводится во вращения от внешнего привода (на чертеже не показан). Материал заполняет винтовую межшнековую полость, канавку винтовой выборки 5 и канавку винтовой выборки 6 в корпусе 1. При вращении вала 3 сто оборотов в минуту и более в полости корпуса 1 при помощи конусной шнековой спирали 4 создается избыточное давление жидкости, в которой функционируют активаторы 7, образуя за собой след газопаровых пузырьков легкой фракции, при этом винтовая выборка 5 при взаимодействии с винтовой канавкой 6 работает на сдвиг материала, что способствует дополнительному выделению парогазовой смеси. Перемещаемый материал в полости корпуса 1 взаимодействует с деталями устройства, которые воспринимают выделенную температуру при трении под давлением от жидкой среды. Материал, перемещаемый шнековой спиралью 4, к вершине конуса сжимается, пузырьки газопаровой фракции под давлением уменьшаются в размере, причем чем уже конус, тем выше компрессионное давление и температура, которая регулируется за счет подвижного поршня 10 и подаваемого при помощи внешнего источника теплообменного агента в полость шнекового вала 3. Первый этап разгонки материала заканчивается прокачкой через конусные полуотверстия 9 центрирующей фильеры 8, при этом достигается температура до 90°С. Смесь материала, поступившая в полость райзерной трубы 13, поддается механическому воздействию вала 12, который закреплен в посадочном отверстии 11 вала 3 с возможностью вращения от привода с противоположной стороны (не показано). Клиноподобные активаторы 14, имеющие волнистую поверхность и полукруглые выборки в задней части 15, при вращении вала более 100 об/мин, в условиях бокового давления способствуют схлопыванию материала, дополнительному выделению газовых пузырьков и повышению температуры не менее 90°С, причем испарительные ячейки 18, выполненные на поверхности активатора 14, захватывают смесь из винтовой канавки 23 и под воздействием трения происходит селекционирование газопаровой фракции, которая выгружается при повторном заходе на винтовую канавку 23 и одновременно загружается жидкой смесью. Образованная газопаровая легкая фракция в составе смеси с пределом выкипания до 100°С и выше захватывается шнековой спиралью 16, которая содержит треугольные активаторы 17, для образования газового шлейфа вдоль винтовой спирали шнека 16, испарительные ячейки 18 и сквозные продувочные ячейки 19, причем волнистая поверхность активаторов 17 дополнительно способствует разгонке жидкой смеси, а испарительные ячейки 18 выполняют селекционирование газопаровой фракции на поверхности гильзы 22. Сквозные продувочные ячейки 19 за счет образованного в своем канале избыточного давления среды разжижают смесь, расположенную в близи вала 12, чем достигается однородность смеси в межшнековой полости. С целью регулирования реакционного процесса через патрубок 20 подаются требуемые агенты (раствор щелочи, пар и другие элементы) для нейтрализации молекулярной серы. Под воздействием шнековой спирали 16 смесь поступает в корпус реактора 21, где гильза 22 содержит щелевые прорези 24, через которые смесь поддается молекулярному диффузионному переносу, при этом происходит выравнивание концентраций среды в межшнековой полости. Среда с пределом выкипания 100°С и более остается в межшнековой полости для дальнейшего перемещения, а фракция с пределом выкипания до 100°С, расположенная возле стенки гильзы, конденсирует на циркулируемый катализатор 26. В кольцевой полости между гильзой 22 и корпусом реактора 21 молекулярная газопаровая легкая фракция с пределом выкипания 100°С стремится вверх, а катализатор 26 по кругу стремится вниз и поступает на гребенку 25, завихряется и стряхивает со своей поверхности углерод (если таковой имеется), причем гребенка на корпусе реактора 21 выполнена под углом от 30° до 90° относительно стенки с целью образования вихревых потоков, которые создают условия соударения частиц катализатора 26 между собой. Трубопровод 27, через который под избыточным давлением подаются требуемые агенты 28, обеспечивает устойчивость подвешенного состояния катализатора 26 в кольцевой полости реактора 21. При необходимости обновления катализатора 26 через патрубок 29 подается свежий или восстановленный катализатор 26, который функционирует в полости до полного износа или заменяется через нижний люк. Газопаровая легкая фракция, находящаяся в стакане 30, через фильтр 31 стремится в полость разделительной колонны 32 и через поплавковый клапан 34 в клапанной тарелке 33 поступает в барботажную жидкость толщиной слоя 10 см и выше. Пробулькивание парогазовой смеси через слой жидкости называется ректификацией, где частично тяжелые молекулы конденсируются, а легкие компоненты продукции подымаются выше и через боковые патрубки (выгрузки) 35 поступают в конденсатор (на чертеже не показан) и далее на склад готовых компонентов. Оставшаяся тяжелая продукция в барботажной жидкости через переливные боковые патрубки 36 поступает в исходную полость райзерной трубы 13 для повторного процесса, что не мешает некоторым молекулам в виде пара путешествовать туда и обратно несколько раз. Самая легкая фракция бутан и более легкие углеводороды с температурой выкипания менее 90°С поднимается в полость купола 37, куда через делитель 38 могут поступать на установки газофракционирования или потребителю. Оставшаяся жидкая смесь в межшнековой полости подается на шиберную фильеру 39 и через конусные отверстия поступает в полость разгонного корпуса 41, где гильза 42 содержит ячейки 43. Смесь захватывается червячной спиралью 44, заполняет ячейки 43 гильзы 42, через которые заполняются испарительные ячейки 45 шнека 44 и продувочные (сквозные) ячейки 46, а через патрубок 47 смесь обогащается требуемым агентом для ускорения и смягчения технологического процесса. При вращении вала 12 до 1000 об/мин и более смесь испарительной ячейки 45 деструктирует при трении о поверхность гильзы 42, при этом образуется молекулярная газопаровая составляющая, которая при заходе на следующую ячейку 43 гильзы 42 генерирует микрогидродинамический удар. В результате возникает мгновенный скачок температуры и давления в закрытом пространстве двух ячеек. При смещении испарительной ячейки 45 смесь равномерно распространяется и насыщает пограничный слой своими парами. При заходе ячейки 46 на ячейку 43 насыщенная смесь захватывается и в силу компрессионно-температурных свойств расширяется через сквозные продувочные каналы, что обеспечивает поступление смеси к стенке вала 12, где смешивается с малонасыщенной смесью. Таким образом достигается равномерное насыщение парогазовыми пузырьками смеси по всей длине полости разгонного корпуса 41. Дополнительное воздействие на смесь оказывают треугольные активаторы 17, которые также образуют дополнительно газовый шлейф в межшнековый полости. В случае недостаточных показателей параметров смеси возможно частичное регулирование продвижения смеси в следующую полость путем перекрытия полуконических отверстий 56 шиберной фильерой 55, при этом смесь в разгонном корпусе 41 достигает требуемых параметров, что позволяет практически на каждом этапе вести контроль за качеством параметров смеси. Далее смесь с пределом выкипания до 220°С и более из разгонного корпуса 41 через полуконические отверстия 56 шиберной фильеры 55 поступает в отделение реакторного корпуса 48, где клиноподобные активаторы 51 с испарительными ячейками 52 и волнистой поверхностью поддерживают параметры смеси, достигнутые в разгонном отделении корпуса 41, при этом испарительные ячейки 52 при вращении загружаются смесью из полости винтовой выборки 50 гильзы 49 и через боковые прорези 53 выгружаются путем мгновенного испарения в кольцевую полость, образованную гильзой 49 и корпусом 48, на псевдоожиженный катализатор 54.The processing of the high-boiling fraction is based on a shelf reactor with a boiling point of 450-800 ° C, which consists of a sealed
Газопаровая смесь компонентов взаимодействует с катализатором 54. Присутствующий элементный углерод конденсирует на частицы катализатора (если такое имеется) и по кругу стремится на гребенку 25 (далее все технологические операции выполняются по описанному сценарию, а легкая фракция с пределом выкипания до 220°С из стакана 57 через фильтр 58 стремится в полость разделительной колонны 59 и через поплавковый клапан 61 в клапанной тарелке 60 поступает в барботажную жидкость с температурой 220°С и выше, где частично тяжелые молекулы конденсируются, а легкие компоненты продукции поднимаются выше над жидкостью и через боковые выгрузки 62 поступают в конденсатор и далее на компаундирование бензиновой фракции. Оставшиеся тяжелые соединения молекул через переливные патрубки 63 возвращаются в разгонный корпус 41 для повторного использования. Самая легкая фракция данной колонны поступает в купол 64 и через делитель 65 к установкам газофракционирования (на чертеже не показаны) или в патрубок 20 для повторного использования. Оставшаяся жидкая смесь с пределом выкипания более 220°С в полости гильзы 49 под локальным давлением поступает в разгонный корпус 66 через шиберную фильеру 67 и полуконические отверстия 68. Смесь заполняет полость гильзы 69 и расположенные в ней ячейки 70, захватывается червячной спиралью 71, в теле которой содержатся испарительные ячейки 72 и продувочные ячейки 73, через каналы которых газопаровая смесь поступает к стенке вала 12, чем обеспечивает равномерное распределение газовых пузырьков, а испарительные ячейки 72 при совмещении с ячейками 70 загружаются смесью и при вращении спирали 71 возникает фрикционное трение и компрессионное сжатие, где при заходе испарительных ячеек 72 на ячейки 70 возникает микродинамический удар в закрытой полости, что мгновенно селекционирует газопаровые компоненты продукции с пределом выкипания до 315°С, а при раскрытии ячеек 70 и 72 происходит насыщение газопаровыми пузырьками пограничного слоя, который под механическим воздействием шнековой спирали 71 перемещается по каналу гильзы 69, причем патрубок 74, выполненный в корпусе 66, служит для сброса чрезмерного давления или подачи требуемого агента для ускорения химического процесса в полости реактора 75. На входе в реактор 75 содержится шиберная фильера 76 с коническими полуотверстиями 77, через которые смесь поступает в зону гильзы 78 с пределом выкипания 315°С и выше заполняет винтовые пазы (выборку) 79, из которых заполняются испарительные ячейки 81 активаторов 80 с волнистой поверхностью, которые при вращении совмещаются с продольными прорезями (щели) 82, через которые из испарительных ячеек 81 молекулярные газы стремятся в кольцевую полость 83 на псевдоожиженный катализатор 84, при этом катализатор взаимодействует с компонентами парогазовой смеси при вращении вокруг гильзы 78, что позволяет ему постоянно восстанавливать свои свойства путем соударения между собой и телом гребенки 85. Через трубопровод 86 в кольцевую полость постоянно подаются агенты для поддержки катализатора во взвешенном состоянии и для ускорения химического процесса в кольцевой полости, а через патрубок 87 подается новый или восстановленный катализатор. Легкая газопаровая фракция из стакана 88 через фильтр 89 поступает в полость разделительной (ректификационной) колонны 90 и через поплавковый клапан 92, расположенный в клапанной тарелке 91, поступает в барботажную жидкость, где происходит частичное конденсирование тяжелых компонентов, а легкие компоненты по клапанным тарелкам подымаются вверх, где через боковые патрубки 93 получают компоненты нужной фракции. Тяжелые компоненты через переливные патрубки 94 направляются в разгонный корпус 66 для повторной переработки, а самая легкая фракция подымается в купол 95 и через клапан делитель 96 на установку газофракционирования или в патрубок 20 для повторного использования. Оставшаяся в реакторе 75 смесь с пределом выкипания 315°С и выше под давлением поступает на шиберную фильеру 97 и через конические полуотверстия 98 подается в полость корпуса разгонного блока 99, в котором размещена гильза 100 с ячейками 101, причем ячейки 101 по размерам на треть меньше ячеек 70. Шнековая спираль 102 захватывает смесь и перемещает ее вдоль вала 12, при этом смесь заполняет ячейки 101, которые являются магазином для испарительных ячеек 103 и продувочных ячеек 104, где смесь, захваченная испарительными ячейками 103, при вращении фракционирует о поверхность гильзы, а при совмещении испарительной ячейки 103 и неподвижной ячейки 101 происходит микрогидрокомпрессионное сжатие смеси в замкнутом пространстве, при этом происходит большое выделение тепла и селекционирование парогазовой фракции с пределом выкипания до 315°С и выше. При раскрытии ячеек смесь равномерно распространяется в пограничном слое внутреннего диаметра гильзы, а захваченная смесь ячейками 104 по каналам перемещается от периферии (внутреннего диаметра гильзы) к оси вала 12, что обеспечивает равномерное смешивание среды в межшнековом объеме. Агенты, подаваемые через патрубок 105, позволяют ускорить или затормозить процесс химической реакции в реакторном корпусе. Далее смесь, разогретая до 315°С и выше, подается на шиберную фильеру 106 и через конические полуотверстия 107 поступает в корпус реактора 108 и в полость гильзы 109, заполняет винтовые пазы 110, через которые запитываются испарительные ячейки 112 активаторов 111, и при совмещении испарительных ячеек 112 с боковыми щелевыми выгрузками 113 происходит впрыскивание парогазовой смеси в кольцевую полость 114 на катализатор 115, находящийся во взвешенном состоянии в полости корпуса 108. Прореагировавший катализатор 115 перемещается по кругу полости на гребенку 116 корпуса 108, где происходит его омоложение (восстановление) за счет соударений между собой и за счет агента, подаваемого через трубопровод 117. В случае потребности нового катализатора его подают через патрубок 118. Парогазовая смесь из стакана 119 через фильтр 120 поступает в полость разделительной колонны 121 поплавковый клапан 123. Тяжелые молекулы конденсируются в жидкости, а легкая фракция подымается выше и через боковые патрубки 124 выгружается как готовый продукт, а оставшиеся тяжелые компоненты через переливные патрубки 125 подаются в полость разгонного корпуса 99 для повторной переработки. Самая легкая фракция поступает в купол 126 и через клапан-делитель 127 подается на гидроочистку или в патрубок 20 для повторной переработки. Оставшаяся смесь с пределом выкипания 450°С и выше под давлением поступает в разгонный корпус 128 через шиберную фильеру 129 и полуконические отверстия 130, где заполняет полость гильзы 131 и ячейки гильзы 132, из которых заполняются испарительные ячейки 133 шнековой спирали 134, при этом смесь за счет фрикционного трения и микрогидрокомпрессионных ударов разогревается свыше 450°С, причем под механическим воздействием шнековой спирали 134 смесь подается на конусный переход 135, где в конической полости 136 происходит компрессионное сжатие смеси и повышение температуры до 500°С и выше. Далее смесь поступает на шиберную фильеру 137 и через полуконические отверстия подается в герметический корпус 138, причем с целью снижения силы обратного потока из корпуса 138 отверстия фильеры 137 основанием диффузора направлены по ходу смеси.The gas-vapor mixture of the components interacts with the
На валу 12 содержится жестко закрепленный полочный диск 139, который вращается до 1000 об в мин и более совместно с валом 12. Первая полка 140 вала 12 образует кольцевую полость 141, через которую смесь 145 поступает в конические отверстия 142 и равномерно заполняет кольцевые каналы 144, образованные совместно с неподвижным полочным диском 143, причем первый кольцевой зазор 144 от вала 12 по условной пропускной способности в 2 раза больше второго канала от вала 12. Смесь 145, поступившая в зазор между вращающейся полкой диска 139 и неподвижной полкой диска 143, под воздействием центробежных сил равномерно (прижимается) распределяется тонким слоем по внутреннему диаметру вращающейся полки 149 диска 139, при этом пузырьки газов как более легкая фракция (не имеющие веса) выделяются на поверхность и концентрируются в полукольцевой полости 148 с пределом выкипания 450-550°С и под локальным давлением при открытом отверстии 153 поступают на конденсатор. Одновременно через Г-образное отверстие 147 полки 146 подается агент, ускоряющий технологический процесс получения газопаровой фракции с пределом выкипания 450-550°С. Оставшаяся смесь через край вращающейся полки 149 сваливается в зазор между стенкой вращающегося диска 139 и полкой неподвижного диска 143, в торце которой выполнены не менее двух кольцевых пазов 152. На стенке диска 139 выполненные спиральные пазы 151 противотока смеси способствуют дополнительному фрикционному трению, выделению тепла и парогазовой смеси, которая под локальным давлением поступает в следующий тонкий канал совместно со смесью, поступающей через трапецеидальные прорези 150, где за счет трения с неподвижной полкой 154 тяжелая смесь перекатывается по каналу и смещается к краю полки 154, где также сваливается через край в зазор между торцом полки 154 и стенкой диска вращения 139. Пазы 152 и спираль 151 дополнительно воздействуют на смесь, при этом происходит молекулярное выделение газовой фракции с пределом выкипания 550-700°С, которая скапливается в полости 156, причем легкая фракция всплывает и через боковое отверстие 153 поступает в конденсатор тяжелого газойля (не показано), а тяжелая фракция за счет центробежных сил прижимается к внутренней стенке полки 155 и через трапецеидальные прорези 157 поступает в тонкий канал следующей полки 158, которая в нижней части образует полость (пазуху) 159 для концентрирования газовой фракции с пределом выкипания 700-750°С, которая через боковое отверстие 153 стремится в систему охлаждения, причем через Г-образное отверстие в данный канал поступает агент (например, водород), способствующий мгновенному химическому процессу (если такой требуется). Оставшийся остаток с пределом выкипания 750-800°С и выше, расположенный на полке вращения 160, через трапецеидальную прорезь 161 и через край полки поступает в тонкий канал неподвижной полки 162, где за счет аэродинамического трения и локального давления в присутствии реагента, поступающего через Г-образное отверстие147 происходит мгновенный химический процесс с выделением газовой фракции (прямогонный остаток) в полукольцевую полость 163, а из нее через боковое отверстие 153 поступает на охлаждение. Остаток с пределом выкипания 800°С и выше в узком канале полки 164 за счет аэродинамического трения и локального давления в присутствии реагента, поступающего через отверстие 147, мгновенно разогревается до температуры 800°С и выше и через трапецеидальные прорези 165 и через край полки поступает в тонкий канал полки 166 и полукольцевую полость 167, где газовая фракция вытесняет (всплывает) и через отверстие 153 боковой выгрузки поступает на охлаждение, а остаток совместно с оставшимся катализатором за счет центробежных сил и локального давления прижимается к полке 168, где за счет трения разогревается и подается в трапецеидальную прорезь 169, откуда дросселирует на стенку корпуса 138, при этом газовая фракция может отбираться через боковую выгрузку 153, а жидкая фракция сливаться через патрубок 177 и в дальнейшем поступает на извлечение катализатора (если такое требуется). Чистый остаток используется в строительной отрасли. В случае появления опасного давления для устройства оно может регулироваться через клапан патрубков 176, 178. Кроме того, тонкий канал полки 154 может частично перекрываться кольцом 170 наружного регулирования, после чего в последующие каналы остаток может поступать только через трапецеидальные прорези 150, 157, 161, 165, 169, что позволяет снизить количество продукции с пределом выкипания 550°С и выше и увеличить количество продукции с пределом выкипания до 550°С. Кольцо 171 наружного регулирования позволяет перекрыть канал полки 158 и увеличить выпуск продукции с пределом выкипания от 550°С до 700°С. Кольцо 172 наружного регулирования позволяет перекрыть обратный ток остатка при промывке полости с твердым остатком. Температура корпуса 138 регулируется за счет системы каналов 173, а температура вала 12 регулируется за счет подвижных поршней 174, 175.On the
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Изобретение обеспечивает получение высококачественных компонентов моторного топлива из нефти с помощью химических превращений с использованием катализаторов при получении каждой фракции. В ходе прохождения сырой нефти от загрузки до полного разделения молекул на компоненты состав меняется следующим образом:The invention provides high-quality components of motor fuel from oil using chemical transformations using catalysts in the preparation of each fraction. During the passage of crude oil from loading to the complete separation of molecules into components, the composition changes as follows:
- парафины превращаются в изопарафины;- paraffins are converted to isoparaffins;
- парафины превращаются в нафтены;- paraffins turn into naphthenes;
- нафтены превращаются в ароматические углеводороды, включая бензол.- naphthenes are converted to aromatic hydrocarbons, including benzene.
Это экономически полезные процессы, так как изопарафины, нафтены и ароматические соединения имеют более высокие октановые числа, нежели те вещества, из которых они образовались. Таким образом, получение бесцветных продуктов происходит благодаря глубокой термической деструкции, термокаталической деструкции и гидрогенизационному воздействию на нефтяное сырье в одном устройстве.These are economically useful processes, since isoparaffins, naphthenes, and aromatic compounds have higher octane numbers than the substances from which they formed. Thus, the preparation of colorless products occurs due to deep thermal degradation, thermocatalytic degradation and the hydrogenation effect on petroleum feedstocks in one device.
Claims (6)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009125462/04A RU2467053C2 (en) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Method of separating liquid and heterogeneous gas systems and mechanical fractionator to this end |
| PCT/RU2010/000296 WO2011005145A1 (en) | 2009-07-06 | 2010-06-07 | Method for separating liquid and gas heterogeneous systems and a mechanical thermochemical fractionator for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009125462/04A RU2467053C2 (en) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Method of separating liquid and heterogeneous gas systems and mechanical fractionator to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009125462A RU2009125462A (en) | 2011-05-27 |
| RU2467053C2 true RU2467053C2 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=43429391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009125462/04A RU2467053C2 (en) | 2009-07-06 | 2009-11-20 | Method of separating liquid and heterogeneous gas systems and mechanical fractionator to this end |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2467053C2 (en) |
| WO (1) | WO2011005145A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114307222B (en) * | 2021-12-29 | 2023-04-07 | 深圳市百瑞空气处理设备有限公司 | NMP rectification purification equipment of distributor with adjustable it is built-in |
| CN117225354B (en) * | 2023-11-13 | 2024-01-23 | 吉林建筑大学 | Reaction kettle for producing polycarboxylate superplasticizer and preparation method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078112C1 (en) * | 1994-05-23 | 1997-04-27 | Юрий Гаврилович Тузов | Method and apparatus for extracting hydrocarbons from oil-containing raw material |
| EA003082B1 (en) * | 1998-10-16 | 2002-12-26 | Карбон Рисурсес Лимитед | Process for conversion of hydrocarbons and device therefor |
| RU2280847C2 (en) * | 2004-06-21 | 2006-07-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство Российской Федерации по атомной энергии, | Force pickup |
| RU75712U1 (en) * | 2008-04-02 | 2008-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Экотеплосервис" | SOLID FUEL FEEDING DEVICE |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2220847C2 (en) * | 1999-08-04 | 2004-01-10 | Джеймс Д. ФОГАРТИ | Extrusion worm increasing the homogeneity of thermoplastic foam plastic |
-
2009
- 2009-11-20 RU RU2009125462/04A patent/RU2467053C2/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-06-07 WO PCT/RU2010/000296 patent/WO2011005145A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078112C1 (en) * | 1994-05-23 | 1997-04-27 | Юрий Гаврилович Тузов | Method and apparatus for extracting hydrocarbons from oil-containing raw material |
| EA003082B1 (en) * | 1998-10-16 | 2002-12-26 | Карбон Рисурсес Лимитед | Process for conversion of hydrocarbons and device therefor |
| RU2280847C2 (en) * | 2004-06-21 | 2006-07-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Министерство Российской Федерации по атомной энергии, | Force pickup |
| RU75712U1 (en) * | 2008-04-02 | 2008-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Экотеплосервис" | SOLID FUEL FEEDING DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011005145A1 (en) | 2011-01-13 |
| RU2009125462A (en) | 2011-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102136854B1 (en) | Integrated slurry hydroprocessing and steam pyrolysis of crude oil to produce petrochemicals | |
| CA2431271C (en) | Multiple bed downflow reactor | |
| FR3101082A1 (en) | Integrated fixed bed hydrocracking and bubbling bed hydroconversion process with improved gas / liquid separation | |
| US9504977B2 (en) | Rotary disc device in a rotary fluidized bed and method using said device | |
| HK1202303A1 (en) | Enhanced methods for solvent deasphalting of hydrocarbons | |
| CN101952199A (en) | Making discrete solid particles of polymeric material | |
| KR20120095388A (en) | Systems and methods for processing nozzle reactor pitch | |
| EP1661617B1 (en) | Reactor having a plurality of fixed bed or mobile bed zones with integrated heat exchanger | |
| EP1814654B1 (en) | Reaction device having a number of moving bed zones with supplementing in each regenerated or fresh catalyst zone | |
| JP6140076B2 (en) | Multistage decomposition and removal process in FCC unit | |
| RU2467053C2 (en) | Method of separating liquid and heterogeneous gas systems and mechanical fractionator to this end | |
| CA2702975A1 (en) | Process for the hydroconversion of heavy feedstocks in an ebullated bed with injection of feedstock at the top of the reactor | |
| WO2006067636A2 (en) | Process for cavitational-wave cracking of hydrocarbons in a turbulent flow and apparatus for implementing the process | |
| RU88670U1 (en) | INSTALLATION AND DEVICES OF DEPTHE PROCESSING OF HYDROCARBON RAW MATERIALS | |
| WO2010085168A1 (en) | Method and plant for the preparation and deep conversion of hydrocarbon raw materials | |
| EP0291408B1 (en) | Steam cracking process in a fluidised-bed reaction zone | |
| EP2792729A1 (en) | Process for hydroprocessing a liquid feed comprising hydrocarbons into fuel components | |
| US20150315489A1 (en) | Methods and systems for reducing fuel oil viscosity and flux requirements | |
| WO2015167868A1 (en) | Systems and methods for field treating heavy or otherwise challenging crude oils | |
| WO2010117300A1 (en) | Plant and devices for the deep processing of raw hydrocarbons | |
| RU2752598C2 (en) | Sectional reactor with low productivity | |
| RU2304607C2 (en) | Petroleum processing process and apparatus | |
| US20220275297A1 (en) | Integrated process with a depolyaromatization column for the production of benzene, toluene and xylenes from pyrolysis fuel oil stream | |
| US20130341245A1 (en) | Methods and Systems for Upgrading Hydrocarbon Residuum | |
| RU2396303C2 (en) | Method for production of liquid fuel from solid fossil fuels and mechanothermochemical reactor for its realisation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20110905 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20111219 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121020 |