УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ОТ СЕРЫ

Полезная модель относится к области нефтяной промышленности, а именно к устройствам обработки жидких, преимущественно светлых, нефтепродуктов для их очистки от серы и риформинга посредством электромагнитных полей.
Известна установка для осуществления способа обработки жидких углеводородов с помощью магнитного поля, содержащая емкость, системы подвода и отвода жидких углеводородов, в каждой из которых установлены управляемые дроссели и запорные краны, а также возбудитель в виде соленоида, токопроводящая обмотка которого охватывает емкость для обработки жидких углеводородов [патент РФ №2098454, МПК C 10 G 32/02, B 01 J 19/12, заявл. 25.11.93, опубл. 10.12.97].
Недостаток известного устройства заключается в изменении макроструктуры молекул обрабатываемых углеводородов, что изменяет их физико-математические свойства, такие как вязкость, температура вспышки, стабилизируется процесс их сгорания, уменьшая токсичность отработавших газов, то есть улучшаются их технологические (эксплуатационные) свойства, но при этом их качественные характеристики, такие как содержание вредных примесей в самих жидких углеродах (в частности, смолы и сера) и октановое число, не изменяется. Это объясняется тем, что обработка ведется фактически магнитным полем, которое мало изменяет атомно-молекулярную структуру обрабатываемых жидких углеводородов.
Известна установка для осуществления способа обработки жидких углеводородов, содержащая емкость с системой их подвода и отвода и возбудитель электромагнитных импульсов, связанный с емкостью для обработки, при этом возбудитель электромагнитных импульсов представляет собой генератор однополярных импульсов мощностью 1 МВт, длительностью менее 1 не и частотой повторения не менее 1 кГц. [патент РФ №2179572, МПК
C 10 G 32/02, 35/16, заявл. 07.12.2000, опубл. 20.02.2002]. Емкость для обработки углеводородов выполнена в виде двух коаксиальных цилиндров, соединенных на одном конце общим дном, а на другом заканчивающихся конусной частью, соединенной с генератором однополярных электромагнитных импульсов через кабель, и согласованной с генератором по волновому сопротивлению. Система подвода углеводорода представляет собой патрубок, расположенный вблизи конусной части наружного цилиндра емкости для обработки под углом 70-80° к продольной оси емкости, а система отвода выполнена в виде патрубка, расположенного на наружном цилиндре вблизи общего дна цилиндров, причем в установку введено дополнительно устройство подогрева жидких углеводородов до состояния пара, выполненное с возможностью регулирования температуры подогрева в зависимости от вида жидких углеводородов и подсоединенное к патрубку подвода, и устройства охлаждения пара до состояния жидкой фазы, выполненное с возможностью регулирования температуры охлаждения в зависимости от вида охлаждаемых углеводородов, подсоединенное к патрубку отвода.
Установка для обработки жидких углеводородов может быть смонтирована на передвижной платформе.
Недостатками этой установки являются конструктивная сложность, малая производительность, высокое энергопотребление на испарение обрабатываемых углеводородов и трудоемкость в эксплуатации.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности является установка для очистки жидких углеводородов от серы [патент РФ №2235114, МПК C 10 G 32/02, В 03 С 1/005, заявл. 14.04.2003, опубл. 27.08.2004 г.]. Установка содержит емкость для обработки жидких углеводородов с системой их подвода и отвода, устройство подогрева жидких углеводородов и возбудитель электромагнитных импульсов, связанный с емкостью для обработки, при этом возбудитель электромагнитных импульсов представляет собой генератор однополярных импульсов мощностью 1 МВт, длительностью
менее 1 нс и частотой повторения не менее 1 кГц с излучателем, размещенным внутри емкости для обработки вдоль ее продольной оси и выполненным в виде длинного металлического стержня, обвитого цилиндрической спиралью, при этом устройство подогрева представляет собой установленный между системой подвода и входом емкости для обработки регулируемый теплообменник, соединенный с емкостью для обработки через насос, а система отвода жидких углеводородов из емкости соединена с отстойником обработанных жидких углеводородов.
Недостатками известной установки являются малая производительность и сложность реализации обработки жидких углеводородов в непрерывном режиме, так как в конце каждого цикла очистки необходим период отстаивания обработанных углеводородов.
В основу полезной модели положена техническая задача - упрощение конструкции и, как следствие, технологического процесса при повышении качества и производительности очистки.
Для решения указанной задачи установка очистки жидких углеводородов от серы, содержащая емкость для обработки жидких углеводородов с системами их подвода и отвода, устройство подогрева жидких углеводородов и возбудитель электромагнитных импульсов, связанный с емкостью для обработки и представляющий собой генератор однополярных импульсов мощностью 1 МВт, длительностью менее 1 не и частотой повторения не менее 1 кГц с излучателем, согласно предложению, снабжена системой распыления жидких углеводородов, размещенной внутри вертикальной цилиндрической емкости для обработки углеводородов и выполненной в виде форсуночного блока, соединенного с системой подвода и устройством подогрева через насос, а система отвода обработанных жидких углеводородов из емкости состоит из последовательно соединенных насоса, фильтра, сепаратора и системы охлаждения, выполненной в виде теплообменника.
Введение в установку системы распыления жидких углеводородов в виде форсуночного блока создает условия, когда при распылении подогретых до 60°С используемых светлых нефтепродуктов происходит импульсный радиолиз, при котором образуются очень активные реагенты - сольватированные электроны , вызывающие отщепление атомов водорода от молекул углеводородов за счет того, что в подогретой распыленной жидкости молекулы не так тесно связаны друг с другом. Взаимодействие сольватированных электронов и атомов водорода с органическими соединениями (углеводороды), приводит к окислительно-восстановительным реакциям и распаду серосодержащих соединений, выпадению в осадок смол. Это улучшает качественные характеристики обрабатываемых углеводородов, уменьшая в них содержание серы и смол.
Предварительный подогрев с помощью регулируемого по температуре устройства подогрева жидких углеводородов и диспергирование (распыление) значительно облегчает описанное выше воздействие электромагнитных импульсов на углеводороды, поскольку в этом состоянии их частицы меньше связаны между собой молекулярными силами притяжения.
Фильтрация и сепарирование обработанных жидких углеводородов от выпадающих в осадок смолистых веществ и серы позволяет получить обработанные углеводороды в виде, готовом для дальнейшего использования, завершая непрерывный процесс обработки предлагаемой полезной моделью.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где дана общая схема установки для очистки жидких углеводородов.
Установка для очистки углеводородов от серы содержит емкость 1 для обработки углеводородов с патрубком 2 системы подвода жидких углеводородов и патрубком 3 системы отвода обработанных углеводородов, устройство 4 подогрева жидких углеводородов, установленное на входе в емкость 1 и соединенное через насос 5 с патрубком 2, устройство 6 для распыления подогретых углеводородов, генератор 7 однополярных электромагнитных импульсов,
соединенный с емкостью 1 для обработки посредством кабеля 8. Излучатель генератора 7 расположен внутри емкости 1 вдоль ее оси и выполнен в виде длинного металлического стержня 9, соединенного с генератором 7 посредством кабеля 10 и прикрепленного к корпусу емкости 1 через изолятор 11. Система отвода обработанных углеводородов патрубком 3 соединена через насос 12 с последовательно соединенными фильтром 13, сепаратором 14 и теплообменником 15. Для вывода образующихся газов из емкости 1 предусмотрен патрубок 16, для удаления из обработанных углеводородов выпадающих осадков в системе отвода предусмотрены патрубки 17 и 18.
Устройство 6 для распыления жидких углеводородов может представлять собой, в частности, кольцевой коллектор с низконапорными центробежными форсунками, шнековыми либо тангенциальными. Генератор 7 однополярных электромагнитных импульсов представляет собой, в частности, устройство по патенту РФ №2004064 «Формирователь наносекундных импульсов», МПК Н 03 3/33, заявл. 05.06.91., опубл. 30.11.93 г.
Установка работает следующим образом.
Жидкие углеводороды (нефть и светлые нефтепродукты), подлежащие очистке, подают на подогрев в устройство 4 подогрева - в регулируемый теплообменник, например, в виде трубчатого змеевика. Углеводороды в жидком виде поступают в теплообменник 4, где происходит их подогрев до 60°С. Из теплообменника 4 через патрубок 2 системы подвода и насос 5, регулирующий скорость подачи, углеводороды поступают в емкость 1 для обработки, где посредством форсуночного блока 6 распыляются и подвергаются воздействию поступающих с генератора 7 однополярных электромагнитных импульсов мощностью более 1МВт и длительностью менее 1 нс, частотой повторения не менее 1кГЦ. При этом происходит импульсный радиолиз распыленной подогретой жидкости.
Обработанные жидкие распыленные углеводороды оседают в нижней части емкости 1 для обработки, откуда через патрубок 3 посредством насоса
12 подаются через фильтр 13 и сепаратор 14, отделяющие выпавшие сернистые осадки и смолы от обработанных углеводородов, на теплообменник-охладитель 15. Образующиеся газы и выпавшие осадки удаляются через патрубки 16, 17, 18.
В сравнении с прототипом заявляемая установка для очистки жидких углеводородов от серы обеспечивает упрощение технологии и конструкции средств очистки при повышении качества и производительности очистки в непрерывном режиме.
Установка для очистки жидких углеводородов от серы может найти широкое применение в нефтехимической промышленности.