Спосіб переробки вуглеводів та їх сполук

Спосіб переробки вуглеводів та їх сполук, який включає дію фізичного поля на вуглеводи та їх сполуки, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що дію на вуглеводи виконують електромагнітним полем надвисокої частоти, загальну потужність якого визначають в залежності від параметрів виділяємої сполуки по формулі W 10 6 , де Р - потужність електромагнітного поля надвисокої частоти, Вт; W - питома теплота пароутворення заданої сполуки, Д ж / м 3 ; f - частота коливань електромагнітного поля надвисокої частоти, Гц; tg д - тангенс кута втрат заданої сполуки. до продуктів переробки вуглеводів зростають. В зв'язку з цим розробка нових та удосконалення Існуючих способів переробки^ вуглеводів є одною Із актуальних сучасних проблем. Так, відомий спосіб переробки вуглеводів - кристалогідратів газу, що утворюються при добуванні І транспортуванні газу, який передбачає обробку кристалогідратів С > J 00 00 00 24888 хімічним реагентом - рідинним сорбентом, наприклад метанолом, та подальше видалення отриманої суміші сорбента 1 води Із системи [1] Витрати метанола в середньому склада-' 5 ють 21,4 т на добу при транспортуванні газу по магістральному газопроводі з пропускною здатністю ЗО млн м /добу. Спосіб находить широке застосування, але придатний тільки для переробки криста- 10 логідратів. Крім того реалізація способу вимагає додаткових капітальних та експлуатаційних витрат, значної кількості метанолу, утилізація якого не робиться. Все це ускладнюється при добутку газу у родови- 15 щах в важкодоступних районах. Суттєвим недоліком відомого способу є вживання для палива деяких видів корисних копалин (нафта, газ), які в свою чергу використовують для виробництва різних хімічних продуктів. В основу винаходу поставлена задача створення способу переробки вуглеводів та їх сполук шляхом заміни джерела фізичного поля, яке при впливанні на них забезпечує можливість отримання заданих сполук вуглеводів з високим виходом та мінімальним забрудненням під час одного технологічного процесу, а також економію дефіцитної сировини. Поставлена мета досягається тим, що спосіб переробки вуглеводів та їх сполук, який включає дію фізичного поля на вуглеводи та їх сполуки для отримання заданих споНайбільш близьким до способу, що залук, цю дію здійснюють електромагнітним являється, є переробка нафти, яка є унікальним природним джерелом граничних 20 полем надвисокої частоти і загальну його потужність визначають в залежності від павуглеводів. раметрів сполук, які виділяються, згідно Основним принципом є фракціонування формули (перегонка). Загальна схема способу базується на нагріванні нафти з плавним наростанням температури та послідовним 25 відбиранням окремих фракцій. Спосіб переде Р - потужність електромагнітного поля дбачає відбирання широких фракцій і понадвисокої частоти, Вт; дальше розділення їх на більш вузькі при W - питома теплота пароутворення завторинній перегонці [2, 3]. даної сполуки, Дж/м 3 ; В процесі первинної перегонки 30 f - частота коливань електромагнітного виділяють такі головні нафтопродукти; бенполя надвисокої частоти, Гц; зин (сирий) - t°Knn до 150-205 С, керосин tg 6 - тангенс кута втрат для заданої t°KMn 150-300°С, нафтові залишки (мазут) сполуки. вище 300°С. Нагрівання на основі діелектричних Під час вторинної перегонки цих 35 втрат, які мають місце в більшості речовин (в фракцій виділяють петролейний ефір {г°кт тому числі в вуглеводах та їх сполуках) на надвисоких частотах електромагнітного по40-70°С), бензини - авіаційний та автомобільний (т.°кип 70-120°С), солярові масла, ' ля дозволяє спричинити швидкий і рівномірний прогрів всього об'єму речовигудрон та Інше. Але цей спосіб переробки вуглеводів має ряд суттєвих недоліків: 40 ни. Діелектричні втрати характеризуються тангенсом кута втрат, величина якого для кожної речовини має своє значення і залев результаті первинної перегонки жить від частоти електромагнітного поля (навідбираються тільки широкі фракції; приклад для вуглеводів його значення вузькі фракції отримуються тільки в рележать в межах від 4 *10'4 до 4 в надвисокозультаті вторинної перегонки; 45 частотному діапазоні). Тому для складних вузькі фракції отримують з низьким винеоднорідних діелектриків, якими є між ходом та значним забрудненням фракціями, іншим вуглеводи та їх сполуки, можливо обякі розташовані поряд; рати частоту таким чином, щоб забезпечити отримання високотемпературних неоднорідність зміни температури, фракцій можливо лише після виділення 50 внаслідок чого різні компоненти будуть винизькокиплячих; парюватися при різних частотах і потужнозбільшення кількості необхідних стях. Враховуючи те, що вуглеводи та їх .фракцій вимагає великої кількості одиничсполуки являються неполярними речовинаних технологічних пристроїв; відсутні або мають незначну гнучкість 55 ми, то їх поляризація спричиняється зміщенням електронів відносно відповідних окремі процеси, які дозволяють отримувати ядер, І тому цей процес має характеристичні необхідний асортимент продуктів: частоти в оптичному діапазоні (3*1013 Гц). значні витрати палива на отримання При використанні електромагнітних хвиль тепла. 24888 надвисокочастотного діапазону (3-10 Гц) час поляризації складає 10 6 с, що дозволяє рахувати цей процес практично безінерційним [4, 5]. Для реалізації процесу отримання окре- 5 мих заданих сполук по значенню їх тангенса кута діелектричних втрат та питомій теплоті пароутворення обирають параметри електромагнітного поля надвисокої частоти, а саме: частоту для забезпечення впливання 10 тільки на обрану сполуку та значення потужності, для того щоб отримати необхідну кількість тепла для досягнення температури випарювання. Авторами розроблені умови впливу 15 електромагнітного поля надвисокої частоти на вуглеводи та fx сполуки, отримана математична залежність цієї дії в залежності від параметрів сполуки, яка виділяється, та виз-, начені вимоги до технологічного процесу. 20 Суть способу, який заявляється, пояснюється слідуючими конкретними прикладами. П р и к л а д 1. В прикладі використана нафта Мало-Сорочинського родовища, Пол- 25 тавської обл., яка має слідуючі параметри (згідно паспорта, виданого Укрнафтою для об'єкта № 2): початкова температура кипіння 100°С - виганяється 2.5% сполук, при температурі 100-150°С - виганяється. 14,5%, ЗО при 150-200°С - виганяється 22,5%, при 200-300°С - виганяється 48,1%, а останнє при температурах вище 300°С; в'язкість при 20°С - 17,1 мПа/с, при 50°С - 6,7 мПа/с; густина 0,83 г/см 3 . Проведемо відгонку 35 тільки двох фракцій: керосина з температурою випарювання 160~230°С, питомою теплотою пароутворення 210-230 кДж/кг та високооктанових сортів бензина з температурою випарювання 200-300°С, питомою 40 теплотою пароутворення 230-314 кДж/кг. Для керосину тангенс кута втрат дорівнює 0,091 на частоті електромагнітного поля 2,45*109 Гц. По наведеній вище формулі розраховуємо потужність, яка потрібна 45 для випаровування керосину 210 -230кДж/кг 10е 9 2,45 • 10 Гц • 0,091 50 = 0,94 -1,03 кВт, Діючи на 1 кг нафти, на протязі 6,5 хвилин, електромагнітним полем надвисокої частоти цією потужністю (мікрохвильова піч КОС-960Р, DAEWOO) отримали керосина 21,7%, що на 0,8% менше в порівнянні з 5 5 паспортними значеннями. Для високооктанового бензина тангенс кута діелектричних втрат дорівнює 0,23 при тій же частоті електромагнітного поля 2,45 х хЮ Гц. По тій же формулі розраховуємо потужність, яка потрібна в цьому випадку р _ 230 - 3 1 4 к Д ж / к г . 1 0 б ^ 2,45 • 10 9 Гц -0,23 = 0,41 -0,56 кВт. Діючи на 1 кг нафти, на протязі 8.5 хвилин, електромагнітним полем надвисокої частоти цією потужністю (мікрохвильова піч КОС-960Р, DAEWOO) отримали 45,8% високооктанового бензина з виходом, меншим на 2,3% в порівнянн' з паспортними значеннями. Таким чином, значення величини отриманих речовин в обох випадках показує високий вихід, мінімальну забрудненість їх один одним, а різниця в значенні потужності свідчить про ціленаправлену дію електромагнітного поля та можливість отримання їх в потрібній послідовності. П р и к л а д 2. В цьому прикладі використаємо також нафту об'єкта ГЬ 2 і виженеч мо високооктановий бензин на частоті електромагнітного поля 9,1 • 109 Гц, для якого тангенс кута діелектричних втрат дорівнює 0,51. Обчислимо потужність, необхідну в даному випадку р -210 -314кДж/кг > 1 0 б в 9,1 • 109Гц -0,51 = 0,044-0,067 кВт. При дії на 1 кг нафти електромагнітним полем надвисокої частоти такої потужності (мікрохвильова піч KOR-8105, DAEWOO) на протязі 3,5 хвилин отримали 47,3%, що на 0,8% менше в порівнянні з паспортними значеннями для об'єкта N 2. Результати цьо? го експерименту підтверджують зростання ефективності дії електромагнітного поля при збільшенні частоти, вживана потужність зменшується, а відсотки виходу зростають Таким чином, значення величин отримуваних речовин в наведених прикладах показує високий вихід, мінімальну забрудненість, а різниця в потужності підтверджує ціленаправлену дію електромагнітного поля та можливість отримання окремих сполук в заданій послідовності. П р и к л а д 3. В прикладі наведені результати експериментального дослідження переробки кристалогідратів на свердловині Ns 19Ефремовскої ОПС Харківського ГПУ. Експериментальна лінія мала муфтові труби діаметром 2,5" І довжиною 16 м, в якій по всій довжині при тиску 40-42 кгс/см 2 і температурі 9-11°С створювались кристалогідрати. В цю лінію хвильовими пристроями введено 0,5 кВт потужності електромагнітного поля на частоті 2,375 ' 109 Гц (використано пристрій ПГУ-2). Через 55 хвилин сталося розкладення криста 24888 логідратів на складові компоненти: газ та вологу у вигляді сконденсованої води, яка видалялась з газопроводу через зливний патрубок. Таким чином, спосіб, який заявляється, 5 забезпечує можливість переробки вуглеводів та їх сполук з метою отримання любоТ заданої сполуки в процесі одного технологічного циклу. При иадму виділений продукт мінімально забруднений сполуками, які 10 розташовані поряд. Мала Інерційність, цілеспрямований вибір частоти та значення величини потужності електромагнітного поля надвисокої частоти дозволяє отримати високотемпературні складові сполуки, обми- 15 * Упорядник Замовлення 4614 8 наючи низькотемпературні, як це має місце, наприклад, при переробці нафти. Все це забезпечує гнучкість процесів, які дозволяють змінювати асортимент отримуваних речовин. • Суттєвою перевагою способу, який заявляється, є можливість відмовитися від традиційних палив, котрі в свою чергу доцільно використовувати як сировину для отримання ряду хімічних продуктів та значно скоротити тривалість технологічного процесу. В силу вказаних переваг спосіб може знайти широке застосування в народному господарстві." Техред М.Келемеш Коректор О.Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101