УСТАНОВКА ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО КРЕКИНГА И ГИДРОГЕНИЗАЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ

Полезная модель относится к термомеханическому крекингу и гидрогенизации химических веществ.
Известны установки термомеханического крекинга и гидрогенизации углеводородов в жидкой или твердой форме, карбонатов, извести, нефтеносных сланцев и песков, маслянистых остатков нефтеперерабатывающих заводов и т.п.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство, описанное в патенте РФ, включающее бункер исходного материала и реактор, соединенные питающим устройством (1).
Однако, КПД указанного устройства недостаточен.
Задачей полезной модели является обработка углеродистого материала в горячем псевдоожиженном слое с обеспечением крекинга для извлечения нефтепродуктов, а техническим результатом -повышение КПД установки.
Для этого предложена установка термомеханического крекинга и гидрогенизации углеводородов, включающая бункер исходного материала и реактор, соединенные питающим устройством, характеризующаяся тем, что реактор снабжен по меньшей мере одним излучателем акустических колебаний, связанным с генератором указанных колебаний.
Полезная модель иллюстрируется на фиг.1, изображающей схематично установку, фиг.2, 3, 4, показывающими возможные формы импульсов акустических колебаний с крутыми фронтами.
Цифрами на фигурах обозначено: 1 - бункер, 2 - питающее устройство, 3 - реактор, 4 - труба для подачи воды, 5 - труба для отвода крекинг-газов, 6 - циклон, 7 - конденсаторный блок, 8 - масляный охладитель, 9 - труба для выпуска масла, 10 - бак, 11 - шаровой клапан, 12 - транспортирующее устройство, 13 - контейнер, 14 - поворотная заслонка, 15 - циклонное транспортное устройство, 16 - труба для
выпуска неконденсируемых газов, 17 - излучатель акустических колебаний, 18 - генератор акустических колебаний.
Работает установка следующим образом.
Материал из бункера 1 подается по питающему устройству 2 в реактор 3, вода поступает по трубе 4. Крекинг-газы и перенасыщенный пар выходят из реактора через трубу 5 и циклон 6 и направляются в конденсаторный блок 7. Различные фракции нефти могут отделяться непосредственно из удаляемых углеводородных газов. Тепло от конденсации может отбираться масляным охладителем 8. Регенерированное масло выпускается из конденсаторного блока 7 посредством трубы 9 в бак 10. Твердые частицы выходят из реактора через шаровой клапан 11 и транспортирующее устройство 12 в контейнер 13. Твердые частицы, сепарированные из циклона 6, транспортируются через поворотную заслонку 14 в контейнер 13 посредством циклонного транспортного устройства 15. Выпуск неконденсируемых газов осуществляют из трубы 16 в соответствующее устройство.
На реактор 3 воздействуют излучателями акустических колебаний 17 импульсами с крутыми фронтами порядка 1200-2000 кГц, получаемых от генератора акустических колебаний 18. Формы акустических импульсов с крутыми фронтами видны на фиг.2-4. Так, на фиг.2 показаны пилообразные импульсы с крутым задним фронтом, на фиг.3 - прямоугольные импульсы, на фиг.4 - пилообразные импульсы с крутым передним фронтом. Указанные импульсы обладают скважностью не менее 2.
Воздействие акустическими импульсами с крутыми фронтами и скважностью, позволяющей снизить интерференционное влияние, то есть затухание фронта в процессе распространения импульсов, способствует доведению до пузырьков энергии импульсов при кавитации в реакторе и «схлапыванию» пузырьков до момента образования кокса в процессе реакций, аналогичных химии горения.
Акустические импульсы с крутыми фронтами не только существенно увеличивают воздействие на жидкость в реакторе путем «схлапывания» пузырьков, но также инициируют разрывы и трещины в
твердых частицах, которые действуют как места зарождения кавитационных пузырьков.
Таким образом применение акустических импульсов с крутыми фронтами существенно повышают кинетику химических реакций нелетучих компонентов и, как следствие, повышают КПД реактора и установки в целом.
Источник информации:
Патент РФ №2131903 С1, 1999.