Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб обробки важкої вуглеводневої сировини, переважно важкої нафти, що включає підготовку вихідної сировини й допоміжної газової суміші під заданим тиском, введення в підготовлену сировину підготовленої допоміжної газової суміші і їх змішування, кавітаційну обробку отриманої суміші, розділення рідких і газоподібних продуктів, з подальшим виділенням кінцевого нафтопродукту, який відрізняється тим, що як допоміжну газову суміш використовують газоподібні вуглеводні, які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини, а підготовку вихідної важкої вуглеводневої сировини та допоміжної газової суміші, що знаходяться в рідкому стані, проводять під тиском, значення якого перевищує тиск насичених парів допоміжної газової суміші.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як важку вуглеводневу сировину використовують важкі нафтові залишки: мазут, гудрон, напівгудрон; нафтові шлами: асфальтосмолопарафінові відкладення, паливно-масляні, резервуарні, парафінові та ін.; відпрацьовані моторні масла й мастила; важкі нафтовмістні фракції; важкі нафти; суміші: нафта-мазут, нафта-напівгудрон, нафта-гудрон у різних співвідношеннях.

3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як сировину для допоміжної газової суміші використовують природний газ або попутний газ, або пропан-бутанові суміші, або гази високотемпературного каталітичного крекінгу нафти і газу.

Текст

Реферат: Винахід належить до нафтопереробної, нафтохімічної та хімічної, а також до паливноенергетичної промисловості, і може бути використаний при підготовці та переробці важкої вуглеводневої сировини. Спосіб обробки важкої вуглеводневої сировини включає підготовку вихідної сировини та допоміжної газової суміші під заданим тиском, введення в підготовлену сировину підготовленої допоміжної газової суміші і їх змішування, кавітаційну обробку отриманої суміші, розділення рідких і газоподібних продуктів, з подальшим виділенням кінцевого нафтопродукту. Згідно з винаходом, як допоміжну газову суміш використовують газоподібні вуглеводні, які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини, а підготовку вихідної важкої вуглеводневої сировини та допоміжної газової суміші, що знаходяться в рідкому стані, проводять під тиском, значення якого перевищує тиск насичених парів допоміжної газової суміші. Винахід забезпечує поліпшення фізико-хімічних параметрів кінцевого нафтопродукту за рахунок зміни його складу, структури, а саме: зменшення його щільності, в'язкості, температури початку кипіння, збільшення виходу світлих фракцій при перегонці і підвищення ефективності обробки важкої вуглеводневої сировини та її ККД. UA 115201 C2 (12) UA 115201 C2 UA 115201 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до нафтопереробної та нафтохімічної, а також до паливно-енергетичної промисловості, а конкретно до способу обробки важкої вуглеводневої сировини, і може бути використаний при підготовці та переробці важкої нафти, залишків нафтопереробних і нафтохімічних виробництв та інших рідких вуглеводневих середовищ для виробництва вуглеводневого палива, нафтохімічної та хімічної продукції, а також при транспортуванні важкої нафти. Актуальним завданням при транспортуванні важкої вуглеводневої сировини (важкої нафти) є зниження її в'язкості і щільності, а також зменшення температури початку кипіння і збільшення обсягу виходу світлих продуктів при перегонці. В даний час для транспортування підготовленої важкої нафти, перед закачуванням в трубопровід, її, як правило, розбавляють легкими бензиновими фракціями (нафтою), при цьому обсяг розріджувачів може досягати 15-20 % від обсягу важкої нафти. У випадку, коли доставка нафти до нафтового терміналу ускладнена, для зниження в'язкості нафти її підігрівають на всьому протязі транспортування. В'язкість і щільність важкої нафти можна зменшити також за рахунок обробки її в кавітаційному реакторі як у чистому вигляді, так і в присутності допоміжних добавок. Технологія дозволяє виключити або значно зменшити обсяг розріджувачів, а також виключити або знизити температуру підігріву трубопроводу. Відомий спосіб обробки важкої нафти [1], що включає підготовку нафти, підготовку допоміжних добавок, змішування компонентів, кавітаційну обробку суміші, де як допоміжну добавку використовують газ пентан. Недоліком даного способу є низька ефективність процесу внаслідок використання пентану як допоміжної добавки. Енергія активації пентана при одних і тих же температурних умовах в кілька разів вище енергії активації високомолекулярних компонентів важкої нафти. Через істотну різницю в енергіях активації, концентрація вільних радикалів легких компонентів суміші значно нижче концентрації вільних радикалів важких компонентів. Осколки високомолекулярних компонентів нафти не отримують потрібної кількості легких радикалів, щоб прореагувати з ними, тому вони рекомбінують між собою. Зниження щільності й в'язкості важкої нафти при даній технології обробки відбувається в основному не за рахунок деструкції високомолекулярних сполук важкої нафти, а за рахунок розбавлення її пентаном. Найбільш близьким до пропонованого способу обробки важкої вуглеводневої сировини є спосіб обробки нафти [2], який включає підготовку нафти, підготовку допоміжної добавки (газової суміші), змішування компонентів, обробку їх в кавітаційній установці гідродинамічного типу і розділення рідких і газоподібних продуктів, де як допоміжну газову суміш (добавки) використовують попутний газ. Для обробки нафти попутним природним газом застосований струменево-кавітаційний метод. При цьому обробка нафти за допомогою попутного газу, включає нагрів попутного природного газу під тиском 0,6-0,8 МПа до температури 120 °C, його розгін до надзвукової швидкості більше 400 м/с в розширені сопла Лаваля, прискорення потоку нафти під тиском 1,6 МПа при температурі 80-90 °C в профільованому каналі і її розпорошення в кавітаційному струменевому газорідинному змішувачі з утворенням об'ємної кавітаційної каверни, в яку співвісно та у одному напрямку з потоком нафти подають надзвуковий потік природного газу, за допомогою чого здійснюють взаємодію і змішування потоків нафти і газу в умовах двофазного середовища, що рухається з локально надзвуковою швидкістю з отриманням суміші, в якій концентрація газу становить не менше 10 % від маси оброблюваної нафти. Потім отриману суміш направляють по профільованому каналу, що розширюється, де її швидкість падає і при переході через звуковий бар'єр виникає стрибок ущільнення, в якому завершують розчинення природного попутного газу в нафті. При цьому, для стабілізації суміші та відведення надлишкової кількості природного газу через сепаратор на повторне використання здійснюють повторну кавітаційну обробку в пасивному кавітаторі-гомогенізаторі. До недоліків даного способу по найближчому аналогу слід віднести його високу енергоємність, низьку ефективність обробки нафти і низький ККД процесу. Використання як допоміжної газової суміші (добавки) попутного газу, що має енергію активації, яка суттєво вища, ніж у сировини, що оброблюють, приводить до зниження ККД процесу та погіршення фізикохімічних параметрів продукту. При цьому, високомолекулярні компоненти нафти (фракції, що википають в діапазоні температур 350-550 °C), а також їх осколки мають порівняно високу реакційну здатність і легко вступають у реакції приєднання і окислення [3]. Попутний газ містить в основному метан (70-96 %), який є представником найпростіших газоподібних парафінових вуглеводнів, має високу хімічну стійкість [4]. Внаслідок цього, робоча суміш нафта-газ в зоні реакції, навіть у присутності каталізаторів, повинна мати температуру не менше 350 °C. Кавітаційна обробка суміші попутного газу (по прототипу) відбувається при температурі 80-90 °C під тиском, максимум 1,6 МПа. Це означає, що важка вуглеводнева сировина знаходиться в 1 UA 115201 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рідкому стані, а метан - в газоподібному і температура недостатня для його активації. Це приводить до підвищення енергоємності процесу. Використання попутного газу не дозволяє проводити обробку суміші в рідкому стані. Крім того, подання попутного газу з локально надзвуковою швидкістю більше 400 м/с у потік нафти ускладнює конструкцію обладнання та підвищує енергоємність процесу. Все це сприяє зниженню ефективності обробки нафти. Для ефективної обробки нафти та нафтопродуктів у присутності допоміжної газової суміші (добавки), необхідно, щоб реагуючі компоненти мали порівнянну енергію активації і, відповідно, приблизно рівну кількість донорів і акцепторів серед вільних радикалів, що утворилися. Недотримання цього правила різко знижує ККД процесу, що має місце в найближчому аналогу. Задачею винаходу є усунення зазначених недоліків і розробка ефективної й економічної промислової технології для обробки важкої вуглеводневої сировини з використанням кавітаційної обробки суміші, коли як допоміжну газову суміш (добавки) використовують ті газоподібні вуглеводні, які більш ефективні для конкретної важкої вуглеводневої сировини, та які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу обробки важкої вуглеводневої сировини, в якому за рахунок використання кавітаційної обробки суміші з іншою допоміжною газовою сумішшю (добавкою), та інших умов проведення процесу підготовки сировини та допоміжної газової суміші, забезпечується поліпшення фізико-хімічних параметрів обробленої важкої вуглеводневої сировини за рахунок зміни її складу, структури і високого ступеня перетворення важких вуглеводнів, а саме: зменшення її щільності, в'язкості, температури початку кипіння і збільшення виходу світлих фракцій при перегонці, підвищення ефективності обробки важкої вуглеводневої сировини і її ККД, за рахунок цього досягається зниження енергоємності процесу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі обробки важкої вуглеводневої сировини, переважно важкої нафти, який включає підготовку нафти, підготовку допоміжної газової суміші під заданим тиском, введення в сировину підготовленої допоміжної газової суміші, і їх змішування, кавітаційну обробку суміші, розділення рідких і газоподібних продуктів з подальшим виділенням кінцевого нафтопродукту, згідно з винаходом, як допоміжну газову суміш використовують газоподібні вуглеводні, які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини, а підготовку вихідної важкої вуглеводневої сировини та допоміжної газової суміші, що знаходяться в рідкому стані, проводять під тиском, значення якого перевищує тиск насичених парів допоміжної газової суміші. Крім того, в окремих випадках використання способу обробки важкої вуглеводневої сировини, переважно важкої нафти, що заявляється, пропонований спосіб відрізняється тим, що: - як важку вуглеводневу сировину використовують важкі нафтові залишки (мазут, гудрон, напівгудрон), нафтові шлами (асфальтосмолопарафінові відкладення, паливно-масляні, резервуарні, парафінові та ін.), відпрацьовані моторні масла й мастила, важкі нафтовмістні фракції, важкі нафти, суміші: нафта-мазут, нафта-напівгудрон, нафта-гудрон у різних співвідношеннях; - як сировину для допоміжної газової суміші використовують природний газ або попутний газ, або пропан-бутанові суміші, або гази високотемпературного каталітичного крекінгу нафти і газу. У результаті використання винаходу, що заявляється, забезпечується отримання технічного результату, який полягає в поліпшенні фізико-хімічних параметрів кінцевого нафтопродукту за рахунок зміни його складу, структури, а саме: зменшенні його щільності, в'язкості, температури початку кипіння, збільшенні виходу світлих фракцій при перегонці і підвищенні ефективності обробки важкої вуглеводневої сировини та її ККД. Технічний результат, що досягається, як показали дані випробувань, може бути реалізований тільки взаємозалежною сукупністю всіх суттєвих ознак заявленого способу обробки важкої вуглеводневої сировини, зазначених у формулі винаходу. Між суттєвими ознаками заявлюваного винаходу та технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Використання як допоміжної газової суміші газоподібних вуглеводнів (добавки), які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини, що оброблюють, забезпечує високу концентрацію реагуючих компонентів в кавітаційній установці, приводить до підвищення ККД процесу обробки суміші та поліпшення фізико-хімічних параметрів кінцевого нафтопродукту. Підготовка вихідної важкої 2 UA 115201 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вуглеводневої сировини та допоміжної газової суміші, що знаходяться в рідкому стані, що проводять під тиском, значення якого перевищує тиск насичених парів допоміжної газової суміші, дозволяє також підвищити ККД процесу обробки суміші та вихід кінцевого нафтопродукту. Поліпшення фізико-хімічних параметрів здійснюється за рахунок збільшення виходу світлих фракцій при перегонці і зниження температури початку кипіння, поліпшення складу і структури, що виражається в зниженні щільності та в'язкості. Відсутність в порівнянні з найближчим аналогом в технологічному процесі запропонованого способу обробки важкої вуглеводневої сировини стадії попереднього підігріву вихідної сировини та допоміжної газової суміші, та відсутність необхідності подання попутного газу з локально надзвуковою швидкістю більше 400 м/с у потік нафти, приводить до зниження енергоємності процесу і підвищення ефективності обробки важких нафтопродуктів та її ККД. У результаті проведення пошуку й аналізу відомих технічних рішень не виявлені сукупності суттєвих ознак, подібних в цілому з ознаками, що відрізняють технічне рішення, що заявляється, від найближчого аналога та характеризують сутність заявленого винаходу. Це дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію "новизна". На думку заявника для фахівця в області нафтопереробки та транспортування нафти і нафтопродуктів, сутність винаходу, що заявляється, у всій сукупності його суттєвих ознак в цілому, не випливає явно з рівня техніки, тому що з нього не виявляється сукупність суттєвих ознак і її вплив на технічний результат, що досягається, що дозволяє зробити висновок про відповідність пристрою, що заявляється, критерію "винахідницький рівень". Спосіб обробки важкої вуглеводневої сировини, що заявляється, може бути багаторазово здійснений у нафтопереробних і нафтохімічних виробництвах в умовах промислового виробництва при використанні стандартного відомого обладнання, а саме кавітаційної установки та допоміжного до нього обладнання, з одержанням очікуваного технічного результату, що дозволяє зробити висновок про відповідність винаходу критерію "промислова придатність". Таким чином, спосіб обробки важкої вуглеводневої сировини, що заявляється, є технічним рішенням, що відповідає всім умовам патентоздатності винаходу. Суть винаходу пояснюється графічним матеріалом, де на Фіг. 1 представлена Технологічна схема процесу обробки важкої вуглеводневої сировини, на Фіг. 2 показаний Графік зміни щільності важкої нафти в залежності від процентного вмісту допоміжної газової суміші, яка вводиться в сировину перед кавітаційною обробкою, а на Фіг. 3 - Графік зміни в'язкості важкої нафти залежно від процентного вмісту допоміжної газової суміші, яка вводиться в сировину перед кавітаційною обробкою. Пропонований спосіб обробки важкої вуглеводневої сировини, переважно важкої нафти, полягає у підготовці вихідної сировини та допоміжної газової суміші під заданим тиском, введенні в підготовлену сировину підготовленої допоміжної газової суміші і їх змішування, здійсненні кавітаційної обробки суміші, поділу рідких і газоподібних продуктів, з подальшим виділенням кінцевого нафтопродукту (див. схему Фіг. 1). При цьому як допоміжну газову суміш використовують газоподібні вуглеводні, які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини, а підготовку сировини та допоміжної газової суміші, що знаходяться в рідкому стані, проводять під тиском, значення якого перевищує тиск насичених парів допоміжної газової суміші. Заявлений спосіб обробки важких вуглеводнів, переважно важкої нафти, реалізується за допомогою відомого стандартного устаткування і пристроїв в цій галузі: в кавітаційній установці з допоміжним обладнанням. Пропонований спосіб обробки важкої вуглеводневої сировини здійснюють кавітаційним методом наступним чином (див. схему Фіг. 1). Спочатку здійснюють попередню підготовку важкої вуглеводневої сировини, що знаходиться в рідкому стані, для чого її подають з витратної місткості в блок підготовки сировини, де початкову сировину стискають до тиску, значення якого вище тиску насичених парів допоміжної газової суміші. Одночасно здійснюють попередню підготовку допоміжної газової суміші (добавки) під заданим тиском, значення якого перевищує тиск насичених парів допоміжної газової суміші, який залежить від параметрів тиску насищення конкретної допоміжної газової суміші. Як допоміжну газову суміш використовують газоподібні вуглеводні, які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини, наприклад, гази високотемпературного каталітичного крекінгу нафти й газу, або пропан-бутанову суміш. Це дозволяє підібрати ефективну допоміжну газову суміш для конкретної важкої вуглеводневої сировини, з метою підвищення виходу кінцевого продукту й мінімізації витрат енергії на проведення процесу. Так, для обробки кубових залишків, асфальтосмолопарафінових відкладань із температурою початку кипіння більш 350 °C 3 UA 115201 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 необхідно використовувати пропан-бутанову суміш із енергією активації 200-260 кДж/моль. А для обробки важкої нафти з температурою початку кипіння більш 200 °C - як допоміжну газову суміш доцільно використовувати гази високотемпературного каталітичного крекінгу нафти й газу з енергією активації 300-550 кДж/моль. У разі використання як допоміжної газової суміші газоподібних продуктів високотемпературного крекінгу вуглеводнів нафти і газу, тиск суміші перед обробкою повинен бути не нижче тиску насичених парів пропілену, тобто гази повинні бути в зрідженому стані (компонента суміші, що має найбільший з усіх компонентів тиск насиченої пари), яке при 25 °C становить 1,132 МПа. Кількість допоміжної газової суміші (добавки), яку необхідно ввести у вихідну важку вуглеводневу сировину перед кавітаційною обробкою, визначається її в'язкістю і щільністю. Чим вище в'язкість і щільність вихідної сировини, тим більший відсоток допоміжної добавки повинна містити суміш перед кавітаційною обробкою. Кавітаційні установки ефективно працюють при подачі на їх вхід рідини з в'язкістю не більше 5000 сСт. Виходячи з даного обмеження, для обробки вихідної сировини з в'язкістю 20000 сСт необхідно ввести 2 % допоміжної газової суміші, а для обробки сировини з в'язкістю 120000 сСт - від 12 до 15 % допоміжної газової суміші. Обробка важкої вуглеводневої сировини здійснюється наступним чином. Сировина, наприклад, важка нафта з температурою початку кипіння більш 200° С подається в блок підготовки (див. Фіг. 1), де її стискають до тиску, значення якого вище тиску насичених парів допоміжної газової суміші. Далі в підготовлену вихідну сировину вводять підготовлену допоміжну газову суміш, наприклад, гази високотемпературного каталітичного крекінгу нафти під тиском не менш 1,2 МПа та змішують їх шляхом подачі в змішувач, де відбувається їх гомогенізація в рідкому стані. Таким чином, у результаті кавітаційної обробки створюються умови каталітичного крекінгу важкої вуглеводневої сировини, де як допоміжна добавка використовується газова суміш вуглеводнів, які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини, а як каталізатор - кавітація. При кавітаційному впливі на суміш компонентів, коли енергія розриву зв'язків молекул важких вуглеводнів і енергія активації допоміжної газової суміші вуглеводнів мають близькі значення, концентрація вільних радикалів, що утворилися в результаті деструкції важких молекул вуглеводнів і вільних радикалів допоміжних речовин буде однакова, при відповідному підборі масових коефіцієнтів. У результаті кавітаційної обробки суміші з попередньо підготовлених важкої вуглеводневої сировини та допоміжної газової добавки, за рахунок того, що важка вуглеводнева сировина та допоміжна газова суміш мають порівнянну енергію активації, забезпечується потрібна концентрація вільних радикалів донора і акцептора в кавітаційному реакторі. Максимальна концентрація активних молекул донора і акцептора в оброблюваній суміші - це основний принцип збільшення ефективності виходу цільового продукту в результаті впливу кавітації на суміш оброблюваних речовин при вибраних умовах. При кавітаційній обробці суміші утворюються бензинові та солярові фракції за рахунок деструкції високомолекулярних сполук важкої вуглеводневої сировини, і як наслідок, відбувається зменшення щільності й в'язкості оброблених нафтопродуктів. А збільшення концентрації бензинових і солярових фракцій призводить до зменшення температури початку кипіння оброблених важких нафтопродуктів і збільшення виходу світлих фракцій при перегонці. Все це призводить до поліпшення фізико-хімічних параметрів обробленої важкої вуглеводневої сировини, а також підвищує ефективність обробки оброблених важких нафтопродуктів і ККД процесу. Зменшення в'язкості і щільності важкої вуглеводневої сировини відбувається за рахунок зменшення середньої молекулярної маси суміші вуглеводнів, в якій після обробки, підвищується вміст бензинових і солярових фракцій. Після кавітаційної обробки, отриману суміш в рідкому стані подають у сепаратор, де відбувається відділення рідких нафтопродуктів (готового продукту) від газів, що не прореагували або утворилися в процесі обробки. Частина газів після відділення низькокиплячих компонентів - водню, метану, етану і т.п. може бути використана повторно як сировина для приготування допоміжної газової суміші. У результаті отримують готовий нафтопродукт з поліпшеними фізико-хімічних параметрами, а саме зі зниженими щільністю, в'язкістю, температурою початку кипіння і з підвищеним виходом світлих фракцій. Ефективність пропонованого винаходу перевірялася на кавітаційній установці ГУЛ-180 продуктивністю до 700 л/год. і оцінювалася за зміною фізико-хімічних параметрів важких 4 UA 115201 C2 5 10 15 20 25 вуглеводнів до і після обробки, таких як в'язкість, щільність, температура початку кипіння, зміст світлих фракцій. Як важкі вуглеводні використовувалася важка нафта компанії Pacific Rubiales з параметрами 3 при 20 °C: щільність - 0,976 г/см , в'язкість - 22500 сСт, температура початку кипіння - 242 °C. Перевірка ефективності використання запропонованого способу обробки важких вуглеводнів, переважно важкої нафти, проводилася залежно від кількісного співвідношення важких нафтопродуктів і допоміжної газової суміші. Як допоміжна газова суміш використовувалися вуглеводневі гази, які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини, а саме суміш газів каталітичного крекінгу з вмістом пропілену не менше 65 %, та загальною кількістю ненасичених вуглеводнів не менше 80 % об'ємних. Обробку важкої нафти проводили в проточному режимі одноразово при наступних параметрах: початкова температура 22-25 °C, тиск 1,6 МПа і продуктивність по сировині 450 л/год. Важка нафта і допоміжна газова суміш під тиском 1,6 МПа подавалися на вхід робочої камери кавітаційної установки, де відбувалося їх попереднє змішування. Далі суміш в рідкому стані подавали в робочу зону, в якій відбувалася кавітаційна обробка, а потім у приймальну ємність. Кількість продуктів, що утворюються, визначається фізико-хімічними параметрами сировини (в'язкість, щільність, груповий склад) і допоміжних добавок (температура кипіння, тиск насичених парів при робочій температурі, ступінь ненасиченості хімічних зв'язків), інтенсивністю гідродинамічних коливань і часом перебування рідини в зоні обробки (продуктивністю). Після закінчення циклу обробки зразка важкої нафти, надлишковий тиск з системи скидався, а оброблена нафта піддавалася дегазації до залишкового вмісту розчиненого газу менше 1 % мас., яка є готовим нафтопродуктом. Вимірювання в'язкості і густини вихідної нафти і отриманого нафтопродукту здійснювалося після дегазації при стандартних умовах (20 °C). Результати експериментів з визначення змін фізико-хімічних параметрів важкої нафти в залежності від процентного вмісту допоміжної газової суміші, що вводиться у вихідну важку вуглеводневу сировину перед кавітаційною обробкою, наведені в Таблиці. Таблиця Зміна фізико-хімічних параметрів важкої нафти в залежності від процентного вмісту допоміжної газової суміші, яка вводиться в сировину перед кавітаційною обробкою Спосіб обробки Без обробки 3 щільність, г/см в'язкість, сСт Кількість допоміжної газової суміші, яка вводиться в сировину перед кавітаційною обробкою, % мас. 0 2 4 6 8 10 0,976 22500 Відомий спосіб (найближчий аналог) 3 щільність, г/см в'язкість, сСт 0,968 16000 0,965 15000 0,961 14000 0,962 13500 0,965 13000 Пропонований спосіб 3 щільність, г/см в'язкість, сСт 0,943 4200 0,939 3000 0,928 2400 0,928 2200 0,928 2000 30 35 Результати випробувань, що наведені у таблиці, показані також на доданих графіках (див. Фіг. 2 і Фіг. 3). На підставі даних, представлених на доданих графіках, можна зробити наступні висновки. При обробці важкої нафти компанії Pacific Rubiales зменшення щільності нафти після 3 3 обробки за пропонованим способом становить 0,033-0,048 г/см , (в середньому 0,0405 г/см ), а 3 3 по найближчому аналогу 0,008-0,015 г/см (в середньому 0,0115 г/см ). Таким чином, щільність важкої нафти після обробки у запропонованому способі значно нижче, ніж у найближчому аналогу, а її в'язкість зменшується більш ніж у 8 разів, а по найближчому аналогу тільки в 1,6 разу. 5 UA 115201 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Для порівняння фізико-хімічних параметрів до і після обробки важкої вуглеводневої сировини, а також визначення ефективності і ККД процесу, нафта компанії Pacific Rubiales до і після обробки піддавалася фракційному розгону. Як показали випробування, у необробленої нафти температура початку кипіння 242 °C, вихід світлих фракцій 55,5 % об'ємних, у нафти, обробленої по найближчому аналогу - температура початку кипіння 181 °C, вихід світлих фракцій 63 %, а у обробленої за пропонованим способом - температура початку кипіння 127 °C, вихід світлих фракцій 74,5 % об'ємних. Таким чином, обробка важкої нафти за пропонованим способом дозволила зменшити її 3 щільність в середньому на 0,0405 г/см , в'язкість більш ніж у 8 разів, зменшити температуру початку кипіння на 115 °C і збільшити вихід світлих фракцій на 19 % об'ємних. Використання всієї сукупності суттєвих ознак заявленого винаходу дозволяє створити технологію обробки важких вуглеводнів з покращеними споживчими характеристиками, вище, ніж у відомих, при низькій енергоємності процесу і високому ККД процесу. Запропонований спосіб обробки важких вуглеводнів може бути використаний для зниження в'язкості і щільності перед транспортуванням в трубопроводі, а також з метою збільшення виходу світлих фракцій при перегонці нафти, а також інших нафтопродуктів. Джерела інформації: 1. Патент US 8105480 В2 "Process for treating heavy oils" МПК C10G 9/00, пріоритет від 6 березня 2007 г., опубліковано 31 січня 2012 р. 2. Патент RU 2436834, "Способ обработки нефти с помощью попутного газа" МПК C10G15/00, C10G47/32, пріоритет 15.03.2010, дата публікації 20.12.2011 (найближчий аналог). 3. Химия нефти и газа. Под ред. В.А. Проскурякова и А.Е. Драбкина. - М.: Химия, 1995. - С. 294. 4. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Часть 2. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. - М.: Химия, 1980. - С. 52. 5. Справочник нефтехимика. Под ред. С.К. Огородникова. - Т. 1. - Л.: Химия, 1978. - С. 67. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб обробки важкої вуглеводневої сировини, переважно важкої нафти, що включає підготовку вихідної сировини й допоміжної газової суміші під заданим тиском, введення в підготовлену сировину підготовленої допоміжної газової суміші і їх змішування, кавітаційну обробку отриманої суміші, розділення рідких і газоподібних продуктів, з подальшим виділенням кінцевого нафтопродукту, який відрізняється тим, що як допоміжну газову суміш використовують газоподібні вуглеводні, які мають енергію активації, порівнянну з енергією розриву молекул основних компонентів важкої вуглеводневої сировини, а підготовку вихідної важкої вуглеводневої сировини та допоміжної газової суміші, що знаходяться в рідкому стані, проводять під тиском, значення якого перевищує тиск насичених парів допоміжної газової суміші. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як важку вуглеводневу сировину використовують важкі нафтові залишки: мазут, гудрон, напівгудрон; нафтові шлами: асфальтосмолопарафінові відкладення, паливно-масляні, резервуарні, парафінові та ін.; відпрацьовані моторні масла й мастила; важкі нафтовмістні фракції; важкі нафти; суміші: нафта-мазут, нафта-напівгудрон, нафта-гудрон у різних співвідношеннях. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як сировину для допоміжної газової суміші використовують природний газ або попутний газ, або пропан-бутанові суміші, або гази високотемпературного каталітичного крекінгу нафти і газу. 6 UA 115201 C2 7 UA 115201 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: C10G 47/00

Мітки: вуглеводневої, спосіб, обробки, важкої, сировини

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/10-115201-sposib-obrobki-vazhko-vuglevodnevo-sirovini.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб обробки важкої вуглеводневої сировини</a>

Подібні патенти