УСТРОЙСТВО ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТИ Российский патент 2009 года по МПК C10G32/02 

Изобретение относится к области нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности и может использоваться для улучшения параметров нефти в процессе ее подготовки.

Известно устройство для осуществления способа неполного окисления низших углеводородов в электрическом разряде (патент RU №2088565, МПК С07С 27/14, опубл. 27.08.97), содержащее плазмохимический реактор с электродами, систему подвода смеси природного газа с кислородом или воздухом, систему вывода продуктов реакции, причем один или оба электрода снабжены системой охлаждения. Система охлаждения выполнена в виде расположенных внутри электрода последовательно соединенных пазов, образующих змеевик, с возможностью протекания по нему хладагента, в нижней части охлаждаемый электрод имеет наклонный паз-коллектор для сбора жидких продуктов реакции и их стока.

При импульсном барьерном разряде используется высоковольтный генератор с длительностью импульсов 60-100 мкс с амплитудой до 10 кВ и частотой повторения 1-3 кГц.

Основным недостатком является то, что вышеуказанное устройство предназначено для переработки природного газа в кислородсодержащие продукты. которая составляет (3,6-55%) мас.%, а также то, что получаемые продукты обработки имеют весьма ограниченное применение. Так, половину продуктов составляет вода, муравьиная кислота - 15%, остальное - низшие спирты, метилформиат, эфиры. Процесс предусматривает подачу кислорода в зону реакции, имеет неуправляемый процесс реакции в плазме электрического разряда, что в значительной степени повышает взрывопожароопасность производства и не предназначен для переработки нефти.

Задача изобретения состоит в том, чтобы разработать усовершенствованное устройство, с помощью которого можно исключить вышеупомянутые недостатки.

Конкретная задача изобретения состоит в том, чтобы разработать усовершенствованное устройство, с помощи которого решается задача по улучшению параметров нефти.

Поставленная задача достигается тем, что устройство облагораживания нефти в электрическом поле содержит емкость, систему подвода сырья, систему вывода обработанного сырья, блок питания высоковольтного напряжения, электроды, которые образуют конверсированную зону, расположенную в нижней части емкости, и выполнены в виде металлической сетки, скрученной в рулон, ячейки которой имеют отводы в виде острых игл, при этом емкость имеет заземление. Кроме того, устройство может содержать две и более конверсированные зоны, соединенные между собой параллельно или последовательно.

Выполнение электродов в виде металлической сетки, скрученной в рулон, ячейки которой имеют отводы в виде острых игл, и наличие заземления емкости позволяет обеспечить воздействие на нефть носителем электрического заряда, приводящее к изменению структуры на энергетическом уровне атомов нефти, т.е. в нефти происходит изменение соотношения водорода и суммы кислорода, азота, серы. В результате обработки на предлагаемом устройстве количество сероводорода в нефти снижается с 380 ppm до 10 ppm - 14 ppm, общей серы с 4,2% до сульфидов, увеличивается фракционный состав с 45% до 70%.

В результате обработки создаются благоприятные условия для дальнейшей переработки нефти в нефтепродукты.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где:

На фиг.1 - общий вид устройства;

на фиг.2 - вид А-А Фиг.2 схема подсоединения электродов;

на фиг.3 - схема выполнения электродов;

на фиг.4 - схема расположения электродов;

на фиг.5 - схема расположения емкостей.

Устройство облагораживания нефти (фиг.1) содержит: емкость 1. конверсированную зону 2, токоотвод 3, электроды 4, токоотводы 5, блок питания высоковольтного напряжения 6, устройство управляемого счетчиком прохождения потока нефти 7, входную 8 и выходную 9 технологические линии, датчик давления 10, датчик температуры 11, дренажный слив 12, заземление на массу 13. Электроды 4 расположены в нижней 1/3 части по высоте емкости 1 и образуют конверсированную зону 2. Электроды 4 представляют собой металлическую сетку с шагом от 1×1 мм до 100×100 мм, скрученную в рулон (фиг.2). Ячейки сетки имеют отводы в виде острых игл 5 (фиг.3) высотой от 0,5 мм до 100 мм.

В емкости могут быть расположены две или более конверсионные зоны (фиг.4), которые позволяют ускорить процесс в два или более раз. Электроды 4 подключены через токоотвод 3 к блоку питания 6, по которому подается высоковольтное напряжение. В нижней части емкости имеется вход в емкость 1, соединенный с входной технологической линией 8. На входной технологической линии 8 установлено устройство управления счетчиком прохождением потока нефти 7, контролирующее скорость потока, объем и качество нефти. На емкости установлены для контроля и аварийного отключения приборы: датчик давления 10, температуры 11 и дренажный слив нефти 12. В верхней части емкость 1 имеет выходной патрубок, соединенный с выходной технологической линией 9. В нижней части сосуда имеется точка заземления на массу 13.

Емкости 1 могут подключаться между собой как параллельно, так и последовательно через входные и выходные патрубки (фиг.5).

Параллельное соединения емкостей дает возможность при постоянной скорости потока увеличить объем прохождения нефти через устройства.

Последовательное соединения емкостей позволяет при постоянной скорости потока ускорить процесс в два или более раз и улучшить параметры обработанной нефти.

Устройство работает следующим образом.

Нефть по технологической линии 8, управляемая счетчиком прохождения потока нефти 7, дозируемо поступает в конверсионную зону 2 емкости 1. В конверсионной зоне нефть контактирует с электродами 4 и отводами 5 в виде острых игл. На электроды 4 подается напряжение через соединения токоотвода 3 с блока питания высоковольтного напряжения 5-10 кВ/мм с переменной или постоянной плотностью тока 0,0001 А/см² и с частотой 50 Гц. Скорость потока нефти 4,5 м³/ч-10,5 м³/ч.

Из конверсированной зоны нефть поступает в выходную технологическую линию 9. Контроль за качеством выходной обработанной нефти происходит через устройство, управляемое счетчиком прохождения потока нефти 7, и блок питания высоковольтного напряжения 6.

На электроды от источника питания высоковольтного напряжения может подаваться постоянное или переменное (синусоидального напряжение), а также на электроды можно подать положительное или отрицательное напряжение.

Устройство облагораживания нефти было опробовано на товарной нефти НГДУ (Карабашнефть) при следующих параметрах:

Высоковольтное напряжение 5-10 кВ/мм Частота 50 Гц Плотность тока 0,0001 А/см² Скорость потока нефти 4,5 м³/ч-10,5 м³/ч

На выходе с устройства облагораживания нефти был проведен отборы проб через каждые 4,5 м³. Результаты представлены в таблице.

Таблица Наименование параметра Значение параметра до входа в устройство Обработка при скорости потока нефти 4,5 м³/ч 7,5 м³/ч 10,5 м³/ч 13,5 м³/ч Фракционный состав           до 200°С 19% 22% 25% 26% 23% до 320°С 45% 55% 62% 70% 58% Содержание H₂S 380 ppm 177,8 ppm 195,9 ppm 43,1 ppm 14,5 ppm

Результаты, представленные в таблице, показывают, что показатели нефти после обработки на устройстве лучше, чем до обработки.

Предлагаемое устройство пожаро- и взрывобезопасно, просто в эксплуатации и обеспечивает высокую производительность за счет небольшого потребления электроэнергии: Расход электроэнергии на 1 м³ обработанной нефти составляет до 0,001 кВт.

Предлагаемый экономический эффект устройства может составить 35 мл. руб. в год.

Устройство облагораживания нефти может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, предназначено для улучшения параметров нефти в процессе ее подготовки. Электроды 4 образуют конверсированную зону 2, расположенную в нижней части емкости 1, и выполнены в виде металлической сетки, скрученной в рулон, ячейки которой имеют отводы в виде острых игл 5, при этом емкость имеет заземление. Устройство может содержать две и более конверсированные зоны 2, соединенные между собой параллельно или последовательно, что позволяет в несколько раз повысить интенсивность процесса улучшения параметров нефти. На электроды от источника питания высоковольтного напряжения может подаваться постоянное или переменное (синусоидального), а также положительное или отрицательное напряжение. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

1. Устройство облагораживания нефти, содержащее емкость, электроды, систему подвода сырья, систему вывода обработанного сырья, блок питания высоковольтного напряжения, отличающееся тем, что электроды образуют конверсированную зону, расположенную в нижней части емкости и выполнены в виде металлической сетки скрученной в рулон, ячейки которой имеют отводы в виде острых игл, при этом емкость имеет заземление.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит две и более конверсированные зоны, соединенные между собой параллельно или последовательно.