СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК C10L1/32 

Описание патента на изобретение RU2256695C1

Настоящее изобретение относится к области производства водо-топливных эмульсий различного назначения с утилизацией промышленных отходов, а также нефтяных остатков, углеводородных компонентов и водосодержащих компонентов (замазученных вод, отработанных СОЖ - смазочно-охлаждающих жидкостей и др.) и может найти применение для переработки и использования отходов жидких и загустевших углеводородов (нефть, мазут, дизельное топливо, растительные и минеральные масла, нефтешламы, шламы мазута, парафины, асфальтены и т.п.).

Известен способ получения водо-топливных эмульсий путем переработки и использования отходов углеводородов, включающий разогрев отходов, добавление воды, смешивание отходов с тяжелым жидким топливом, диспергирование получаемой смеси для образования водо-топливной эмульсии и подачу водо-топливной эмульсии на сжигание. Разогрев отходов углеводородов осуществляют до температуры 20-90°С с добавлением либо без добавления воды, смешивание отходов углеводородов с топливом и диспергирование этой смеси выполняют одновременно в роторно-пульсационном смесителе-гомогенизаторе с рабочим зазором 50-250 мкм и скоростью сдвига не менее 10 м/с, обеспечивая подачу отходов углеводородов и топлива в смеситель-гомогенизатор в соотношении 1:15-1:1,5.

Процесс гомогенизации контролируют либо с помощью измерительного микроскопа по пробам водо-топливной эмульсии, либо визуально по виду факела горения при размере частиц дисперсной фазы в пробах водо-топливной эмульсии более 10 мкм, либо при уменьшении яркости и прозрачности свечения факела горения и при появлении копоти в хвостовой части факела горения повышают число оборотов двигателя смесителя-гомогенизатора или подают часть водо-топливной эмульсии с выхода смесителя-гомогенизатора на его вход, или увеличивают подачу топлива в смеситель-гомогенизатор, или уменьшают подачу на его вход отходов углеводородов (RU 2204761, 20.05.2003).

Недостатком этого способа является наличие в целевых продуктах значительного содержания нежелательных примесей, отрицательно влияющих на их качество.

Известен способ получения топлива путем смешивания отработанного масла с водой или водосодержащим компонентом и нефтяным остатком, их гомогенизацию, причем отработанные масла предварительно подвергают механообработке (RU 2150489, 10.06.2000, C 10 L 1/32).

Известен способ получения топлива из смеси нефтяных остатков и углеводородных компонентов путем их подогрева, очистки от механических примесей и последующего смешивания в турбулентном режиме (PL 131427, C 10 L 1/04, 30.12.1985).

Однако этот способ не предусматривает возможность получения топлив с высоким содержанием воды, обладающих высокой устойчивостью к расслоению.

Известен способ получения топлив смешиванием дистиллятных фракций, выкипающих выше 180°С, с водой (до 20%) с последующей их гомогенизацией в турбулентном режиме в роторно-механическом диспергаторе (US 4394131, C 10 L 1/32, 19.07.1983).

Задачей данного изобретения является получение топлив с высоким содержанием воды (до 70%) и высокой степенью ее дисперсности, обладающих при этом высокой стабильностью.

Данная задача решается способом получения топлива из нефтяных остатков и углеводородного компонента путем подогрева их, очистки от механических примесей, последующего смешивания в турбулентном режиме таким образом, чтобы углеводородный компонент был распределен в объеме нефтяного остатка при факторе однородности не менее 0,5. При этом температура смешивания нефтяного остатка и углеводородного компонента отличается друг от друга не более чем на 10°С. Продукт смешивания затем подвергают гомогенизации в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц дисперсной фазы не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм с последующим вводом в объем гомогенизированной смеси воды или водосодержащего компонента в турбулентном режиме с распределением их в объеме смеси при факторе однородности не менее 0,5 и при температуре потоков, различающихся друг от друга не более чем на 10°С, гомогенизацией, предпочтительно в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц воды в готовом топливе не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм.

Вязкость полученного топлива желательно регулировать на первой стадии при смешении нефтяного остатка и углеводородного компонента, а на второй стадии при добавлении воды.

В качестве воды можно использовать замазученные воды, энергонесущие водные стоки, отработанные СОЖ, техническую воду и др.

В случае использования обводненного мазута, содержащего более 2% маc. воды, его рекомендуется подвергать в турбулентном режиме грубой гомогенизации в объеме трубопровода до среднего размера частиц воды 50-100 мкм, а только затем диспергировать до среднего размера частиц воды 1-15 мкм.

В качестве нефтяных остатков можно использовать мазуты марок М-40, М-100, Ф-5, Ф-12, мазуты длительного хранения, отработанные нефтепродукты и т.д.

В качестве углеводородных компонентов могут быть использованы некондиционное дизельное топливо, керосин, тяжелый бензин и др.

Другим вариантом способа получения топлива является использование в качестве исходного сырья для его получения дистиллятных фракций, выкипающих при температуре 180°С и выше, путем их подогрева, очистки от механических примесей, добавления водосодержащего компонента, перемешивания и гомогенизации в турбулентном режиме, причем в качестве водосодержащего компонента используют компонент, содержащий дополнительно поверхностно-активное вещество, и перемешивание ведут с распределением воды в объеме смеси при факторе однородности не менее 0,5 и при температуре потоков, различающихся друг от друга не более чем на 10°С, с последующей гомогенизацией, предпочтительно в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц воды в готовом топливе не превышал 50 мкм при среднем размере 1-10 мкм.

В качестве компонента, содержащего воду и поверхностно-активное вещество, предпочтительно использовать отработанную смазочно-охлаждающую жидкость.

Способ осуществляют следующим образом.

Нефтяные остатки, отработанные нефтепродукты, углеводородные компоненты, воду или водосодержащие компоненты по отдельности подвергают предварительной подготовке, включающей разогрев до требуемой температуры (40-120°С), причем температуры потоков должны отличаться друг от друг не более чем на 10°С, и фильтрацию от мехпримесей. Затем полученные необходимого качества нефтяные остатки, углеводородный компонент, а также в случае необходимости и отработанные нефтепродукты дозируют в необходимых количествах и подают в узел подготовки сырьевой смеси для последующего смешивания в турбулентном режиме таким образом, чтобы углеводородный компонент был распределен в объеме нефтяного остатка при факторе однородности не менее 0,5 (оптимально не менее 0,85). При этом температура смешивания нефтяного остатка и углеводородного компонента отличается друг от друга не более чем на 10°С. Продукт смешивания затем подвергают гомогенизации в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц дисперсной фазы не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм (оптимально 3-10 мкм).

Подготовленную на этой стадии гомогенизированную смесь, а также нагретую воду или водосодержащий компонент вводят в узел смешивания и гомогенизации, где в турбулентном режиме происходит распределение их в объеме смеси при факторе однородности не менее 0,5 (оптимально не менее 0,85) и при температуре потоков, различающихся друг от друга не более чем на 10°С, и гомогенизация в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц воды в готовом топливе не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм (оптимально 3-10 мкм).

В результате получают композиционное водо-мазутное топливо (КВМТ), в случае добавления к нефтяным остаткам водосодержащих продуктов водо-мазутное топливо (ВМТ), которые можно использовать, например, в качестве котельных, печных, судовых и других топлив.

В случае получения топлива по второму варианту берут дистиллятные фракции, выкипающие при температуре 180°С и выше, подогревают их до температуры 40-120°С, подвергают очистке от механических примесей, добавляют нагретый водосодержащий компонент, содержащий также ПАВ (поверхностно-активные вещества), в частности отработанные СОЖ, перемешивают и гомогенизируют в турбулентном режиме, причем перемешивание ведут с распределением воды в объеме смеси при факторе однородности не менее 0,5 (оптимально не менее 0,85) и при температуре потоков, различающихся друг от друга не более чем на 10°С, с последующей гомогенизацией в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц воды в готовом топливе не превышал 50 мкм при среднем размере 1-10 мкм (оптимально 3-6 мкм). В результате получают котельное топливо на основе дистиллятных фракций.

Способ иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1.

Берут мазут М-40, отработанное минеральное масло, некондиционное дизельное топливо и техническую воду. Каждый компонент по отдельности подвергают разогреву, фильтрации и дозированию. Мазут, отработанное масло и дизельное топливо, отфильтрованные от мехпримесей и нагретые до температуры около 90°С (±5°С), в массовом соотношении 1:1:1 подают в узел подготовки сырьевой смеси, где происходит их смешивание в турбулентном режиме при распределении отработанного масла в объеме мазута при факторе однородности 0,92 и гомогенизация в роторно-механическом диспергаторе до достижения максимального размера частиц дисперсной фазы 30 мкм при среднем их размере 3-10 мкм. Затем полученную гомогенную смесь подают в узел смешивания и гомогенизации, куда также подают СОЖ после предварительной подготовки (разогрева до 90°С и фильтрации) в количестве 40% маc. В этом узле происходит гомогенизация смеси в роторно-механическом диспергаторе до максимального размера частиц воды в готовом топливе 30 мкм при среднем размере ее частиц 3-10 мкм и факторе однородности 0,92.

В результате получают высокодисперсное КВМТ, обладающее высокой стабильностью к расслоению при длительном хранении (не менее 30 суток).

Пример 2.

Берут обводненный мазут, содержащий 10% маc. воды. Затем его подвергают в турбулентном режиме грубой гомогенизации в объеме трубопровода до среднего размера частиц воды 75 мкм. В качестве углеводородного компонента используют тяжелое дизельное топливо, а в качестве воды - замазученную воду. Дальше процесс ведут так же, как в примере 1, но при факторе однородности тяжелого дизельного топлива в мазуте, равном 0,9, и температуре подогрева всех компонентов около 100°С (±5°С). Количество добавленной воды в последний узел смешивания и гомогенизации составляет 30% маc. с получением эмульсии с фактором однородности воды в топливе, равном 0,9. В результате получают высокодисперсное ВМТ, обладающее высокой стабильностью к расслоению при длительном хранении (50 суток).

Пример 3.

Берут мазут марки М-100 и тяжелый бензин. Каждый компонент по отдельности подвергают разогреву, фильтрации и дозированию. Мазут и тяжелый бензин, отфильтрованные от мехпримесей и нагретые до температуры около 50°С (±5°С), в массовом соотношении 1:2 подают в узел подготовки сырьевой смеси, где происходит их смешивание в турбулентном режиме при распределении бензина в объеме мазута при факторе однородности 0,95 и гомогенизация в роторно-механическом диспергаторе до достижения максимального размера частиц дисперсной фазы 30 мкм при среднем их размере 3-10 мкм. Затем полученную гомогенную смесь подают в узел смешивания и гомогенизации, куда также подают воду после предварительной подготовки (разогрева до 50°С и фильтрации) в количестве 50% маc. В этом узле происходит гомогенизация смеси в роторно-механическом диспергаторе до максимального размера частиц воды в готовом топливе 30 мкм при среднем размере ее частиц 3-10 мкм и факторе однородности 0,95. В результате получают высокодисперсное ВМТ, обладающее высокой стабильностью к расслоению при длительном хранении (50 суток).

Пример 4.

Берут дистиллятную фракцию, выкипающую в интервале 180-350°С, и СОЖ, содержащую ПАВ, по отдельности подогревают их до температуры 85°С, подвергают очистке от механических примесей. Затем в углеводородную фракцию добавляют отработанную СОЖ, перемешивают и гомогенизируют в турбулентном режиме, причем перемешивание ведут с распределением воды в объеме смеси при факторе однородности 0,87 и при температуре потоков, различающихся друг от друга не более чем на 10°С, с последующей гомогенизацией в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц воды в готовом топливе не превышал 30 мкм при среднем размере 3-6 мкм. В результате получают высокодисперсное котельное топливо, обладающее высокой стабильностью к расслоению при длительном хранении (90 суток).

Таким образом, данное изобретение позволяет получать ценные продукты высокого качества из дешевого исходного сырья.

Похожие патенты RU2256695C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИТНОЙ ЭМУЛЬСИИ ТОПЛИВА 2016
  • Пятков Владимир Трофимович
  • Иванов Вадим Андреевич
RU2620606C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ НЕФТЕШЛАМОВ В ГИДРАТИРОВАННОЕ ТОПЛИВО 2013
  • Пименов Юрий Александрович
  • Гарабаджиу Александр Васильевич
  • Ефимова Наталья Леонидовна
  • Черкасов Евгений Валерьевич
RU2535710C2
МЕЛКОДИСПЕРСНАЯ ЭМУЛЬСИЯ НА ОСНОВЕ ВОДЫ И ВОДОНЕРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2012
  • Клешканов Владимир Иванович
RU2489202C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕОТХОДОВ 2012
  • Сахарова Анна Владимировна
  • Утятников Александр Евгеньевич
  • Квашенников Сергей Александрович
  • Литвиненко Анна Андреевна
  • Дмитриев Сергей Михайлович
  • Андреев Вячеслав Викторович
  • Лапшин Рувим Михайлович
RU2497934C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ В ЖИДКОЕ ДИСПЕРСНОЕ ТОПЛИВО 2007
  • Краснянский Георгий Григорьевич
  • Краснянский Константин Георгиевич
RU2408663C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕОТХОДОВ 2014
  • Андреев Вячеслав Викторович
  • Орехова Екатерина Евгеньевна
  • Дмитриев Сергей Михайлович
  • Тарасова Наталья Павловна
  • Дунцев Андрей Всеволодович
  • Утятников Александр Евгеньевич
RU2594153C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВА 2011
  • Косарева Маргарита Александровна
  • Загайнов Владимир Семенович
  • Стуков Михаил Иванович
  • Онищук Николай Иванович
  • Посохов Юрий Михайлович
  • Валявин Геннадий Георгиевич
  • Сухов Сергей Витальевич
  • Запорин Виктор Павлович
  • Бидило Игорь Викторович
  • Мамаев Михаил Владимирович
RU2458971C1
ЖИДКАЯ ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ИХ ВАРИАНТЫ 1999
  • Горлов Е.Г.
  • Лурий В.Г.
RU2150489C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ 2004
  • Жирноклеев И.А.
  • Горлов Е.Г.
  • Сметанников Б.Н.
  • Короткова М.Э.
  • Шкиттин А.А.
RU2256696C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ ВОДОЭМУЛЬСИОННОГО ТОПЛИВА 2014
  • Лисицын Николай Васильевич
  • Лебедской-Тамбиев Михаил Андреевич
  • Флисюк Олег Михайлович
  • Круковский Олег Николаевич
  • Пименов Юрий Александрович
RU2566306C1

Реферат патента 2005 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВА (ВАРИАНТЫ)

Настоящее изобретение относится к области производства водо-топливных эмульсий различного назначения с утилизацией промышленных отходов, а также нефтяных остатков, углеводородных компонентов и водосодержащих компонентов (замазученных вод, отработанных СОЖ - смазочно-охлаждающих жидкостей и др.) и может найти применение для переработки и использования отходов жидких и загустевших углеводородов (нефть, мазут, дизельное топливо, растительные и минеральные масла, нефтешламы, шламы мазута, парафины, асфальтены и т.п.). Способ получения топлива из нефтяных остатков и углеводородного компонента заключается в их подогреве, очистке от механических примесей с последующим смешиванием в турбулентном режиме таким образом, чтобы углеводородный компонент был распределен в объеме нефтяного остатка при факторе однородности не менее 0,5. При этом температура смешивания нефтяного остатка и углеводородного компонента отличается друг от друга не более чем на 10°С. Продукт смешивания затем подвергают гомогенизации в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц дисперсной фазы не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм. Затем в объем гомогенизированной смеси вводят воду или водосодержащий компонент в турбулентном режиме с распределением их в объеме смеси при факторе однородности не менее 0,5 и при температуре потоков, различающихся друг от друга не более чем на 10°С, гомогенизацией в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц воды в годовом топливе не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм. Суммарное содержание воды в топливе может колебаться в интервале 5-60%. В качестве воды можно использовать замазученные воды, энергонесущие водные стоки, отработанные СОЖ, техническую воду. Описан также способ получения топлива из дистиллятных фракций, выкипающих при температуре 180°С и выше, путем их подогрева, очистки от механических примесей, перемешивания и гомогенизации в турбулентном режиме, заключающийся в том, что в объем гомогенизированной смеси вводят компонент, содержащий воду и поверхностно-активное вещество, в турбулентном режиме с распределением воды в объеме смеси при факторе однородности не менее 0,5 и при температуре потоков, различающихся друг от друга не более чем на 100°С, с последующей гомогенизацией в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц воды в готовом топливе не превышал 50 мкм при среднем размере 1-10 мкм. В качестве компонента, содержащего воду и поверхностно-активное вещество, используют отработанную смазочно-охлаждающую жидкость. Изобретение позволяет получать топлива с высоким содержанием воды (до 70%) и высокой степенью ее дисперсности, обладающих при этом высокой стабильностью. 2 н. и 7 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 256 695 C1

1. Способ получения топлива из нефтяных остатков и углеводородного компонента путем их подогрева, очистки от механических примесей и их смешиванием в турбулентном режиме, отличающийся тем, что смешивание ведут таким образом, чтобы углеводородный компонент был распределен в объеме нефтяного остатка при факторе однородности не менее 0,5, при температурах смешивания нефтяного остатка и углеводородного компонента, отличающихся друг от друга не более чем на 10°С, с последующей гомогенизацией продукта смешивания в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц дисперсной фазы не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм, вводом в объем гомогенизированной смеси воды или водосодержащего компонента в турбулентном режиме с распределением частиц воды в объеме смеси при факторе однородности не менее 0,5 и при температуре потоков, различающихся друг от друга не более чем на 100°С, и гомогенизацией так, чтобы максимальный размер частиц воды в готовом топливе не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вязкость полученного топлива регулируют на первой стадии при смешении нефтяного остатка и углеводородного компонента, а на второй стадии при добавлении воды.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеводородного компонента используют отработанные нефтепродукты, некондиционное дизельное топливо, керосин или тяжелый бензин.4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве воды или водосодержащего компонента используют замазученные воды, энергонесущие водные стоки, отработанные смазочно-охлаждающие жидкости, техническую воду.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании в качестве нефтяного остатка обводненного мазута, содержащего более 2 маc.% воды, его подвергают в турбулентном режиме грубой гомогенизации в объеме трубопровода до среднего размера частиц воды 50-100 мкм, а только затем диспергируют до среднего размера частиц воды 1-15 мкм.6. Способ получения топлива из дистиллятных фракций, выкипающих при температуре 180°С и выше, добавления водосодержащего компонента, перемешивания и гомогенизации в турбулентном режиме, отличающийся тем, что дистиллятные фракции и водосодержащий компонент раздельно подогревают и очищают от мехпримесей с использованием в качестве водосодержащего компонента компонент, содержащий дополнительно поверхностно-активное вещество, и перемешивание ведут с распределением воды в объеме смеси при факторе однородности не менее 0,5 и при температуре потоков, различающихся друг от друга не более чем на 10°С, с последующей гомогенизацией так, чтобы максимальный размер частиц воды в готовом топливе не превышал 50 мкм при среднем размере 1-10 мкм.7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве компонента, содержащего воду и поверхностно-активное вещество, используют отработанную смазочно-охлаждающую жидкость.8. Способ по пп.1 и 6, отличающийся тем, что суммарное содержание воды в готовом топливе поддерживают в интервале 5-60%.9. Способ по п.1, отличающийся тем, что потоки компонентов топлива подогревают до температуры 40-120°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2256695C1

US 4394131 A, 19.07.1983
ЖИДКАЯ ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ИХ ВАРИАНТЫ 1999
  • Горлов Е.Г.
  • Лурий В.Г.
RU2150489C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ УГЛЕВОДОРОДОВ 2001
  • Филиппов И.А.
  • Смолянов В.М.
RU2204761C2
Способ окисления боковых цепей ароматических углеводородов и их производных в кислоты и альдегиды 1921
  • Каминский П.И.
SU58A1
Устройство для устранения мешающего действия зажигательной электрической системы двигателей внутреннего сгорания на радиоприем 1922
  • Кулебакин В.С.
SU52A1
ПРОТРАВИТЕЛЬ СЕМЯН ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ 2003
  • Яганова Н.Н.
  • Пак В.Д.
  • Медведева И.Н.
  • Калинин С.О.
RU2235465C1

RU 2 256 695 C1

Авторы

Жирноклеев И.А.

Сидоров В.В.

Горлов Е.Г.

Даты

2005-07-20Публикация

2004-02-24Подача