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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИТНОЙ ЭМУЛЬСИИ ТОПЛИВА | 2016 |
|
RU2620606C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ НЕФТЕШЛАМОВ В ГИДРАТИРОВАННОЕ ТОПЛИВО | 2013 |
|
RU2535710C2 |
МЕЛКОДИСПЕРСНАЯ ЭМУЛЬСИЯ НА ОСНОВЕ ВОДЫ И ВОДОНЕРАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ | 2012 |
|
RU2489202C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕОТХОДОВ | 2012 |
|
RU2497934C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ В ЖИДКОЕ ДИСПЕРСНОЕ ТОПЛИВО | 2007 |
|
RU2408663C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕОТХОДОВ | 2014 |
|
RU2594153C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВА | 2011 |
|
RU2458971C1 |
ЖИДКАЯ ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ИХ ВАРИАНТЫ | 1999 |
|
RU2150489C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ | 2004 |
|
RU2256696C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ ВОДОЭМУЛЬСИОННОГО ТОПЛИВА | 2014 |
|
RU2566306C1 |
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.
US 4394131 A, 19.07.1983 | |||
ЖИДКАЯ ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ИХ ВАРИАНТЫ | 1999 |
|
RU2150489C1 |
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ УГЛЕВОДОРОДОВ | 2001 |
|
RU2204761C2 |
Способ окисления боковых цепей ароматических углеводородов и их производных в кислоты и альдегиды | 1921 |
|
SU58A1 |
Устройство для устранения мешающего действия зажигательной электрической системы двигателей внутреннего сгорания на радиоприем | 1922 |
|
SU52A1 |
ПРОТРАВИТЕЛЬ СЕМЯН ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ | 2003 |
|
RU2235465C1 |
Авторы
Даты
2005-07-20—Публикация
2004-02-24—Подача