Способ облагораживания остаточных нефтепродуктов Советский патент 1980 года по МПК C10L1/04 

Изобретение относится к жидкому углеродсодержащему топливу на основе смесей углеводородов,

Известен способ облагораживания парафиновых нефтей путем их нагревания в динамических условиях до температуры начала кристаллизации парафина в первой ступени теплообменника и последующего охлаждения до температуры перекачки нефти во второй ступени, причем охлаждение во второй ступени проводят в ламинарном режиме движения охлажденной нефти l . : Недостатками этого способа являются его продолжительность, так как для проведения такой обработки нефти требуется обеспечить ламинарный режим, значительные затраты тепловой энергии на подогрев и большой расход металла в охладительных установках для обеспечения требуемой поверхности теплосъема.

Более близким к предложенному по сущности и достигаемому результату является способ облагораживания остаточного топлива, заключающийся в пропускании его через гомогенизатор клапанного типа, в котором происходит дробление глобул высокомолекулярных соединений топлива с целью

получения однородной смеси. Такая обработка остаточных теплив позволяет получать, осуществив сжигание их в дизелях и судовых установках,

5 экономию за счет отсутствия работ, связанных с выгрузкой и уничтожением этих продуктов. Гомогенизационная обработка проводится при специальном подогреве остаточного топлива до

10 60-90°С. Скорость истечения обрабатываемой жидкости из гомогенизирующего устройства составляет 150 м/с. Указанная обработка применяется для остаточных топлив типа Бункер

f5 С, динамическая вязкост ь которых составляет 1500-2500 сП 2J .

Недостатком известного способа, является малое время сохранения

20 свойств гомогенизированного топлива, что требует проведения процесса гомогенизации топлива непосредственно перед сжиганием или наличия промежуточной емкости, обеспечивающей

25 специальный подогрев гомогенизированного топлива с помощью змеевиковых подогревателей. Сохранение свойств гомогенизированного топлива в течение малого отрезка времени не

30 .позволяет перевозить его на большие

расстояния, длительно хранить или перекп,-г:с:-вать по трубопроводам,

Циль изобретения - улучшение вязкостяо-температурных характеристик нeфтeпI oдyктoв, остающихся после переработк -; нефти остаточные нефтелрсдукты , выражающееся в длительном во времени снижении значений динамической вязкости и напряжения сдвига. . . .

Для достижения поставнной цели при облагораживании остаточных нефтепродуктов путем их продавливания через регулируемую щель процесс гомогенизаци осуществляют при 15-35 С со скоростью 50-130 м/с.. Такой способ обработки остаточных нефтепродуктов позволяет снизить значения динамической вязкости и напряжения сдвига по сравнению с исходными.

Как известно, в остаточных нефтепродуктах содержатся смеси углеводородов парафирювого, нафтенового и ароматического строения. Установлено также, что в них присутствуют и высокозасты.вагощие -асфальто-смолистые вещества и кристаллические ароматические углеводороды, способствующие образованию кристаллов парафииа и значительному увеличению вязкости. Кроме того, известно, что асфальто-смолистые вещества, асфальгены) в тяжелых остаточных нефтепродуктах способны образовывать ассоциаты. При этом рггзмеры ассоциатов и степень ассоциирования асфальтеноз сильно влияют на реологические Хс.рактеристики топлиа, например такие, как динамическая вязкость и напряжение сдвига. Образование кристаллов парафина и аесоциатовf а также смесей недостроейных кристаллов углеводородов различных групп способствуют развитию структуры В топливе и увеличению его динамической вязкости и важной характеристики для перекачки остаточных нефтепродуктов по трубопроводам, как предельное напряжение сдвига.

При -проведении гомогенизации происходит разрушение структуры остггточных нефтепродуктов, а также ассоциативных связей асфальтенов с углеводородами, находящимися в кристаллической фаа-е, что приводит к снижению их динамической вязкости и напряжения сдвига.

Гомог низирующее устройство обычно выполняют в виде отрезка трубы, через один конец которой подагот нефтепродукт, а второй перекрыван т клапаном, при перемещении которого получают регулируе.ую шель.,

П р и м ер 1, Прямогоргный мазут, имеющий температуру 25°С и исходную динa v ичecкy o вязкость 4180 сП, пропускают через регулируемую щель гомогенизирующего устройства гомогениза тора со скоростью 90 м/с. При этом

динамическая вязкость мазута снижается на 30% и составляет 3100 сП, а предельное напряжение сдвига умень шается с 45 дин/см до нуля. Определение динамической вязкости и напряжения сдвига производят при на вискозиметре Реостат-2 производства ГДР.

Пример 2. Прямогонный мазут пропускают через гомогенизирующее устройство гомогенизатора в условиях примера 1 со скоростью 50 и 130 м/с. В результате динамическая вязкость уменьшается соответственно с 4180 сП до 4100 и 3800 сП, а предельное напряжение сдвига в обоих случаях с 45 дин/см до нуля.

П р и м ер 3, Крекинг-остаток, имеющий температуру и исходную динамическую вязкость 2270 сП, пропускают через гомогенизирующее устроство гомогенизатора со скоростью 90 м/с. Такая обработка приводит к сникеншо динамической вязкости до 1850 сП.

Приме р 4. Крекинг-остаток в условиях примера 3 пропускают со скоростью 60 и 130 м/с. При этом динамическая вязкость продукта снижается до 2100 сП.

После определения влияния скорости гомогенизации на динамическую вязкость и предельное напряжение сдвига и нахождения оптимального режима проводят исследования, цель которых заключается в- выяснении влияния начальной температуры остаточного нефтепродукта на эти же параметры

Опыты проводят при оптимальном режиме обработки продукта: скорости ис1ечения из гомогенизирующего уст1)ойства гомогенизатора 90 м/с (давление гомогенизации 120 атм).

Пример 5. Прямогонный мазут имеющий температуру 15 и З5с, пропускают через гомогенизирующее устройство со скоростью 90 м/с. В резултате динамическая вязкость уменьшается с 4180 сП соответственно до 2180 и 4000 сП, а определенное напряжение сдвига с 45 дин/см2 до нуля.

Пример 6. Крекинг-остаток, имеющий температуру 15 и 35°С, пропускают через гомогенизирующее устройство со скоростью 90 м/с. Динамическая вязкость уменьшается, соответственно, до 1670 и 2170 сП.

Как показывают исследования, величина динамической вязкости и предельного напряжения сдвига остаточного нефтепродукта уменьшается при увеличении скорости гомогенизации от 50 до 130 м/с и снижении его начальной температуры от 35 до 15°С. Следовательно, вязкостно-температурные характеристики остаточных нефтепродуктов в рассмотренных интервалах скоростей гомогенизации и начальной их температуры улучшаются.

Динс1мическая вязкость и предельное напряжение сдвига, полученные в результате такой обработки, сохраняют свои значения в течение длительного времени 8-10 сут , что очень важно для хранения, перевозок и перекачек нефтепродуктов.

изобретения

Способ облагораживания остаточных нефтепродуктов путем гомогенизации их продавлением через регулируемую

1щель, отличающийся тем,, что/ с целью улучшения вязкостнотемпературных характеристик нефтепродуктов, гомогенизацию их ведут при температуре IS-SS C со скоростью 50-130 м/с.

Источники информации, принятые во внимание при Экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №249529, кл. С 10 G 31/06, 1972.

2,Иванов В.М. и Канторович Б.В. Топливные эмульсии и суспензии. 1963, с. 55-57 (прототип).