УСТРОЙСТВО ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ НЕФТИ

Полезная модель относится к области нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности и может использоваться для улучшения параметров нефти в процессе ее подготовки.
6
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%) % масс., 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 не управляемый процесс реакции в плазме электрического разряда, что в значительной степени повышает взрывопожароопасность производства и не предназначен для переработки нефти.
Задача состоит в том, чтобы разработать усовершенствованное устройство, с помощью которого можно исключить вышеупомянутые недостатки.
Конкретная задача 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 электрическою 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:
Фиг.1 - общий вид устройства
Фиг.2 - вид А-А Фиг.2 схема подсоединения электродов
Фиг.3 - схема выполнения электродов
Фиг.4 - схема расположения электродов
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
2
3
3
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 им. 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/см и с частотой 50 Гц. Скорость потока нефти 4,5 м/ч - 10,5 м/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 напряжения 5-10 кВ/мм
Частота 50 Гц
2
плотность тока 0,0001 А/см
3
3
Скорость потока нефти 4,5 м/ч - 10,5 м/ч
3
На выходе с устройства облагораживания нефти был проведен отборы проб через каждые 4,5 м. Результаты представлены в таблице.
Таблица
Наименование параметра
Значение параметра до входа в устройство
Обработка при скорости потока нефти
4,5 м<sup>3</sup>/ч
7,5 м<sup>3</sup>/ч
10,5 м<sup>3</sup>/ч
13,5 м<sup>3</sup>/ч
Фракционный состав до 200°С до 320°С
19% 45%
22% 55%
25% 62%
26% 70%
23% 58%
Содержание H<sub>2</sub>S
380 ppm
177,8 ppm
195,9ppm
43,1 ppm
14,5 ppm
Результаты, представленные в таблице, показывают, что показатели нефти после обработки на устройстве лучше, чем до обработки.
3
Предлагаемое устройство пожара - и взрывобезопасно, просто в эксплуатации и обеспечивает высокую производительность за счет небольшого потребления электроэнергии: Расход электроэнергии на 1 м обработанной нефти составляет до 0,001 кВт.
Предполагаемый экономический эффект от применения устройств может составить 35 млн. руб. в год.