Спосіб приготування альтернативного палива з отриманням легких вуглеводнів

Реферат: Винахід належить до галузі паливної енергетики, зокрема до способів приготування композиційних рідких палив, які містять дрібнодисперсну гідрофільну фазу органічних сполук. Пропонований спосіб виготовлення альтернативного палива полягає в одночасній подачі в гідродинамічний диспергатор всіх компонентів, за які використовують рідкі вуглеводні, воду або водне середовище й дрібнодисперсну тверду гідрофільну фазу органічних речовин, їхньому змішуванні в диспергаторі. Процес одержання альтернативного палива ведуть при температурі продукту на виході гідродинамічного диспергатора в межах від 100 до 180 °С. UA 101680 C2 (12) UA 101680 C2 UA 101680 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до галузі паливної енергетики, зокрема, до композиційних рідких палив, які містять дрібнодисперсну гідрофільну фазу органічних сполук (відходи сільськогосподарського виробництва (пожнивні відходи), продукти переробки неділової деревини й торфу, а також відходи очисних споруд побутових і промислових стоків). Відомий спосіб одержання рідкого знесірченого органічного палива, що полягає в тому, що для нього використовують випарений до концентрації 65-80 мас. % гідролізат з відходів, який утворюється після очищення господарсько-побутових і промислових стічних вод, таких, як осад первинних відстійників і надлишковий активний мул (Патент РФ № 02115697, МПК 6 C10L 1/00, C02F11/14, опубл. 1998.07.20). Недоліком цього способу є складність процесу виготовлення при суттєвих капітальних затратах на спеціальне устаткування, а також значні експлуатаційні витрати на електричну та теплову енергії. Найбільш близьким до пропонованого винаходу по технічній суті й досягуваному результату є спосіб при готування альтернативного палива [Патент України №83980 МПК 6 С 10 L 1/04, опубл. 26.08.2008 бюл. №16]. Цей спосіб приготування альтернативного палива включає змішування рідких вуглеводнів або водного середовища і дрібнодисперсну тверду гідрофільну фазу органічних сполук як вхідних компонентів палива. Змішування здійснюють у гідродинамічному диспергаторі-кавітаторі, при одночасній подачі вихідних компонентів. У результаті застосування цього способу було отримано альтернативне паливо при наступних значеннях вихідних компонентів, мас. %: рідких вуглеводнів - 5…80, дрібнодисперсної твердої фази органічних сполук - 5…50, води або водного середовища - 15…45, причому дрібнодисперсна тверда гідрофільна фаза органічних речовин має розмір часток 0,5…250 мкм на їхній поверхні, а також в об'ємі адсорбована вода. Недоліком цього способу є те, що при його застосуванні неможливо отримати додатково до альтернативного палива легкі вуглеводні тому, що процес здійснюють в інтервалі температур 60…80 °C. Такої температури недостатньо для початку процесу утворення легких вуглеводнів. Цей спосіб приготування альтернативного палива може бути доповнений процесом одночасного отримання "моторного палива" - конденсату легких вуглеводнів. В основу пропонованого винаходу покладене технічне вирішення задачі приготування альтернативного палива з одночасним отриманням конденсату легких вуглеводнів. Ця задача вирішена таким чином. У способі приготування альтернативного палива, що включає змішування вихідних компонентів палива, використовує як вихідні компоненти палива рідкі вуглеводні, воду або водне середовище й дрібнодисперсну тверду гідрофільну фазу органічних сполук, змішування здійснюють у гідродинамічному диспергаторі-кавітаторі, при одночасній подачі вихідних компонентів з утворенням твердої дисперсної фази з розмірами часток 0,5…250 мкм і адсорбованою на їхній поверхні й в об'ємі водою, згідно з винаходом, процес приготування альтернативного палива ведуть при температурі продукту на виході гідродинамічного диспергатора в межах від 100 до 180 °C. Розглянемо більш докладно запропонований спосіб. Процес приготування альтернативного палива може бути здійснений у гідродинамічному диспергаторі при різній температурі продукту на його виході. Збільшення температури досягають за рахунок зменшення зазору між робочими поверхнями диспергатора [Патент України №90331 МПК (2009) В1 F7/00, ВО2 С18/00, опубл. 26.04.2010 бюл. №8], що досягається регулюванням. Для використаної конструкції гідродинамічного диспергатора регулювання здійснюють у межах від 1 до 3 мм. Результатом підвищення температури є міжмолекулярна взаємодія вихідних компонентів з утворенням низькомолекулярних вуглеводнів, що перебувають у парогазовій фазі, і які можна відокремити безпосередньо після гідродинамічного диспергатора в охолоджуваному конденсаторі. Низькомолекулярні вуглеводні, що утворюються, у конденсованому стані є сумішшю вуглеводнів, які можуть бути використані як "моторне паливо". У результаті застосування пропонованого способу конденсат отримує наступні фізико-хімічні властивості: 3 щільність, г/см 0,78-0,86, температура спалаху, °C 45-60, октанове число 85-61, температура перегонки, °C 65-120, від прозорого до колір світло-жовтого. 1 UA 101680 C2 5 10 15 20 25 Проілюструємо запропонований спосіб прикладами виходу конденсату на кг альтернативного палива наступного складу: 45 % рідких вуглеводнів, 40 % дрібнодиперсної твердої фази органічних сполук, 15 % води. Приклад 1 При температурі продукту 100 °C на виході гідродинамічного диспергатора кількість конденсату склала 0,015 кг на 1 кг альтернативного палива. Характеристика конденсату 3 щільність, г/см 0,78, температура спалаху, °C 45, октанове число 85, температура перегонки, °C 65-80, колір прозорий. Приклад 2 При температурі продукту 140 °C на виході гідродинамічного диспергатора кількість конденсату склала 0,035 кг на 1 кг альтернативного палива. Характеристика конденсату 3 щільність, г/см 0,79, температура спалаху, °C 46, октанове число 80, температура перегонки, °C 68-82, колір прозорий. Приклад 3 При температурі продукту 160 °C на виході гідродинамічного диспергатора кількість конденсату склала 0,09 кг на 1 кг альтернативного палива. Характеристика конденсату 3 щільність, г/см 0,82, температура спалаху, °C 52, октанове число 72, температура перегонки, °C 72-90, колір світло-жовтий. Приклад 4 При температурі продукту 180 °C на виході гідродинамічного диспергатора кількість конденсату склала 0,15 кг на 1 кг альтернативного палива. Характеристика конденсату: 3 щільність, г/см 0,86, температура спалаху, °C 60, октанове число 61, температура перегонки, °C 80-120, колір жовтий. Пропонований спосіб приготування альтернативного палива з одночасним отриманням конденсату легких вуглеводнів полягає в тому, що гідродинамічний диспергатор працює при температурах продукту на його виході вище 100 °C. У результаті гідродинамічної обробки й дії підвищених температур відбувається утворення легких вуглеводнів з наступними фізикохімічними характеристиками: 3 щільність, г/см 0,78-0,86, температура спалаху, °C 45-60, октанове число 61-85, температура перегонки, °C 65-120, від прозорого до колір світло-жовтого. Підвищення температури продукту на виході з гідродинамічного диспергатора від 100 до 180 °C приводить до збільшення виходу "моторного палива" від 0,015 до 0,15 г на 1 кг альтернативного палива. Таким чином, зі збільшенням температури продукту на виході гідродинамічного диспергатора відбувається збільшення виходу моторного палива, але з одночасним збільшенням його щільності, температури спалаху й температури перегонки. 2 UA 101680 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Спосіб приготування альтернативного палива з отриманням легких вуглеводнів, що включає змішування вихідних компонентів палива, у якому використовують як вихідні компоненти палива рідкі вуглеводні, воду або водне середовище й дрібнодисперсну тверду гідрофільну фазу органічних сполук, змішування здійснюють у гідродинамічному диспергаторі-кавітаторі, при одночасній подачі вихідних компонентів з утворенням твердої дисперсної фази з розмірами часток 0,5-250 мкм і адсорбованої на їхній поверхні й в об'ємі води, який відрізняється тим, що процес приготування альтернативного палива ведуть при температурі продукту на виході гідродинамічного диспергатора в межах від 100 до 180 °С. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3