СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ ИЗ МАЗУТА В ТЕПЛООБМЕННОМ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ОБОРУДОВАНИИ Российский патент 2023 года по МПК B08B3/12 B08B9/02 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для снижения количества отложений из мазута в теплообменном нефтеперерабатывающем оборудовании, в частности, в теплообменнике типа «труба в трубе» (см. Власова Г.В., Чудиевич Д.А., Пивоварова Н.А. Основные процессы и аппараты химической технологии, Инфра-Инженерия, 2022, С. 110-111).

Известен способ снижения коксообразования в трубчатых реакторах печей при проведении процесса пиролиза (Патент РФ, №2679610, 2019). Способ характеризуется тем, что в технологическую воду, используемую для получения водяного пара, подается ингибирующая композиция, состоящая из нейтрализующего амина, летучего амина и соединения, являющегося одновременно поглотителем кислорода и акцептором для свободных радикалов.

Недостатком данного способа является то, что использование аминовых растворов может приводить к их вспениваемости в реакторе, что нарушает технологический режим процесса.

Наиболее близким по назначению способом (прототипом) является способ уменьшения образования отложений из нефтяного сырья под действием магнитного и ультразвукового полей (см. ст. Сальниковой Т.В., Власовой Г.В., Пивоваровой Н.А., Теличкиной Э.Р. Уменьшение образования отложений из модельных смесей под воздействием магнитного и ультразвукового полей. // Технологии нефти и газа, №6, 2021, С. 20-24). В этом способе модельные нефтяные смеси последовательно пропускали через емкость, внутри которой находилось ультразвуковое устройство с частотой излучения 45 кГц и через магнитный туннель с постоянным магнитным полем индукцией 0,4 Тл. Колбы с модельными смесями после термостатирования подвергались количественной оценке образовавшихся отложений. Для модельных смесей дизельной фракции после волнового воздействия количество отложений уменьшилось в среднем на 67% мас., в модельных смесях мазута этот показатель ниже и составляет в среднем 58% мас.

К недостаткам данного способа следует отнести: сравнительно невысокую степень снижения образования отложений и создание магнитного поля высокой индукции, что приводит к дополнительным затратам потребляемой электроэнергии.

Технический результат - снижение образования отложений из мазута в теплообменном нефтеперерабатывающем оборудовании.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем предварительный нагрев мазута до 250°С и последующую последовательную обработку ультразвуком и магнитным полем, при этом ультразвуковую обработку мазута проводят с частотой излучения 50-60 кГц при нахождении мазута в технологической емкости ультразвукового аппарата в течение 17 мин и затем воздействуют магнитным полем магнетизатора с индукцией 0,1-0,3 Тл при линейной скорости потока сырья 0,4 м/с.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно нагретый до температуры 250°С мазут Астраханского газоперерабатывающего завода последовательно пропускают через ультразвуковое устройство с частотой излучения 50-60 кГц при нахождения сырья в технологической емкости ультразвукового аппарата в течение 17 мин и магнетизатор с индукцией 0,1-0,3 Тл при линейной скорости потока 0,4 м/с.

Для обработки мазута магнитным полем применяли магнетизатор, в котором постоянное магнитное поле создается электромагнитами. Магнетизатор позволяет варьировать магнитную индукцию. Конструкция магнетизатора предусматривает четыре пересечения потоком сырья вектора магнитной индукции при длине одной активной зоны 24 мм. (Патент РФ, №2167824, 2001 г., Патент РФ, №38754, 2004 г.)

В качестве ультразвукового устройства использовали аппарат производства ООО « Центр ультразвуковых технологий» (см. Интернет-ссылку https://u-sonic.com/upload/price/catalogproduct.pdf).

Известно, что использование магнитного поля с индукцией выше 0,3 Тл незначительно повышает эффективность магнитной обработки и приводит к дополнительному потреблению электроэнергии (Халафова И.А., Исмагилов Э.Е., Мирзаев Л.М., Полозов Ф.М., Мартынова Г.С. Влияние магнитного поля на состояние вакуумного газойля, мазута и их смесей // Мир нефтепродуктов, 2013. №2. С. 17-21).

Линейная скорость пересечения активной зоны магнетизатора ниже 0,4 м/с неэффективна с технологической точки зрения, так как ограничивает производительность установки, а выше 0,4 м/с приведет к уменьшению эффекта от обработки мазута магнитным полем.

Примеры осуществления способа.

Пример 1

Способ осуществляли в теплообменнике типа «труба в трубе». Мазут нагревали до температуры 250°С и проводили последовательную обработку ультразвуком с частотой излучения 50 кГц при нахождении мазута в технологической емкости ультразвукового аппарата в течение 17 мин, затем обрабатывали магнитным полем индукцией 0,1 Тл при линейной скорости потока 0,4 м/с.

Пример 2

Способ осуществляли в теплообменнике типа «труба в трубе». Мазут нагревали до температуры 250°С и проводили последовательную обработку ультразвуком с частотой излучения 60 кГц при нахождении мазута в технологической емкости ультразвукового аппарата в течение 17 мин, затем обрабатывали магнитным полем индукцией 0,3 Тл при линейной скорости потока 0,4 м/с.

Количество образовавшихся отложений на поверхности теплообмена теплообменника «труба в трубе» определяли гравиметрическим методом до и после эксперимента (см. Основы аналитической химии. Проблемы и подходы / Под редакцией Золотова Ю.А. - М.: Мир. ACT, 2004. Т. 1. С. 380-384). Эффективность волновой обработки оценивали в процентном соотношении разности количества отложений до и после обработки к количеству отложений до волновой обработки.

Эффективность волновой обработки мазута по сравнению с известным методом представлена в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что предлагаемый способ позволяет сократить в среднем в 1,4 раза количество образующихся отложений из мазута на поверхности теплообмена теплообменного нефтеперерабатывающего оборудования.

Положительный эффект - предлагаемый способ снижения отложений из мазута в теплообменном и нефтеперерабатывающем оборудовании позволяет эффективно, используя ультразвуковую и магнитную обработку сырья, снизить количество высокотемпературных отложений на теплообменной поверхности.

Источники информации:

1. Власова Г.В., Чудиевич Д.А., Пивоварова Н.А. Основные процессы и аппараты химической технологии, Инфра-Инженерия, 2022, 184 с.

2. Патент РФ, 2679610 С1, 2019 Способ снижения коксообразования в реакторах пиролиза углеводородов C10G 9/16.

3. Патент РФ, 2167824, 2001 Магнитный туннель C02F 1/48.

4. Патент РФ, 38754 U1, 2004 Магнитный активатор для больших потоков углеводородного сырья C02F 1/48.

5. https://u-sonic.com/upload/price/catalogproduct.pdf

6. Халафова И.А., Исмагилов Э.Е., Мирзаев Л.М., Полозов Ф.М., Мартынова Г.С. Влияние магнитного поля на состояние вакуумного газойля, мазута и их смесей // Мир нефтепродуктов, 2013. №2. С. 17-21.

7. Основы аналитической химии. Проблемы и подходы / Под редакцией Золотова Ю.А. / М.: Мир. ACT, 2004. Т. 1. С. 380-384.

8. Статья Сальникова Т.В., Власова Г.В., Пивоварова Н.А., Теличкина Э.Р. Уменьшение образования отложений из модельных смесей под воздействием магнитного и ультразвукового полей. // Технологии нефти и газа, №6, 2021, С. 20-24 (прототип).

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для снижения количества отложений из мазута в теплообменном нефтеперерабатывающем оборудовании. Способ снижения образования отложений из мазута включает предварительный нагрев мазута до 250°С, последующую последовательную обработку ультразвуком и магнитным полем. Ультразвуковую обработку мазута проводят с частотой излучения 50-60 кГц при нахождении мазута в технологической емкости ультразвукового аппарата в течение 17 мин. Затем воздействуют магнитным полем магнетизатора с индукцией 0,1-0,3 Тл при линейной скорости потока сырья 0,4 м/с. Обеспечивается снижение образования отложений из мазута в теплообменном нефтеперерабатывающем оборудовании. 1 табл., 2 пр.

Способ снижения образования отложений из мазута в теплообменном нефтеперерабатывающем оборудовании, включающий предварительный нагрев мазута до 250°С, последующую последовательную обработку его ультразвуком и магнитным полем, отличающийся тем, что ультразвуковую обработку мазута проводят с частотой излучения 50-60 кГц при нахождении мазута в технологической емкости ультразвукового аппарата в течение 17 мин и затем воздействуют магнитным полем магнетизатора с индукцией 0,1-0,3 Тл при линейной скорости потока сырья 0,4 м/с.