Установка для переробки вуглеводневої сировини

Реферат: Установка для переробки вуглеводної сировини містить з'єднані трубопроводами ємності для реагентів та збору цільного продукту. Переробка вуглеводневої сировини проводиться в гідродинамічному кавітаційному реакторі, де кавітатор має циліндр, внутрішня поверхня якого складена із "n" зворотно усічених конусів так, що похилі та горизонтальні поверхні утворюють каверни зхлопування перед звужуючим соплом, яке пов'язує рідинний потік, що диспергується на перегородці, у якій криволінійна поверхня. UA 105427 U (12) UA 105427 U UA 105427 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель відноситься до області хімічної технології, а саме до устаткування для переробки вуглеводневої сировини, і може бути використана в хімічній, нафтопереробній і нафтогазовидобувній промисловості. Відома установка для переробки вуглеводневої сировини, що містить виготовлені з хімічностійких матеріалів і з'єднані трубопроводами випарник, реактор, теплообмінник і ємність для збору цільового продукту (Австрія, патент № 305326 "Процес одержання метанолу", МПК С07С 31/06, публ. 12.02.1973 р., 2 Blatt, B1. I.). Установка призначена для переробки вуглеводневої сировини, зокрема для одержання метанолу шляхом газофазної взаємодії вуглеводневого газу і пари. До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного технічного результату належить те, що установка призначена для здійснення способу одержання метанолу з вуглецевої сировини двостадійним способом, що включає одержання синтез-газу з наступною його взаємодією з парою при високих тиску і температурі і у присутності каталізаторів. Установка складна конструктивно і в обслуговуванні, енерго- і матеріалоємна. Відома установка для переробки вуглеводневої сировини, зокрема одержання метанолу й аліфатичних спиртів, що містить блок водопідготовки, змішувач, реактор, теплообмінник і ємність для збору цільового продукту (патент України № 28613 "Спосіб одержання метанолу і аліфатичних спиртів", МПК 6 С07С 31/02, 31/04,29/48, публ. 15.05.2002, бюл. № 15, 2002 р.). До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного нижче технічного результату належить те, що установка призначена для реалізації способу переробки вуглеводневої сировини (природного газу) переважно в метанол і аліфатичні спирти двостадійним способом з одержанням проміжного продукту синтез-газу і наступною його взаємодією з парами води при високому тиску, температурі, у присутності каталізаторів. Відома установка для переробки вуглеводневої сировини, що включає виготовлені з хімічно стійких матеріалів і з'єднані трубопроводами блок водопідготовки, випарник, реактор, обладнаний зовнішнім обігрівом, теплообмінники і ємність для збору цільового продукту, яка відрізняється тим, що у реактор, виготовлений з антикорозійного матеріалу, вмонтовано один або кілька пристроїв із джерелами ультрафіолетового випромінювання, що розташовуються усередині та/або зовні реактора, причому установка додатково містить систему регулювання тиску, з'єднану трубопроводом з випарником або безпосередньо з реактором, і з'єднаний з ним блок поділу парогазової суміші, що містить принаймні два теплообмінники, перший з яких зв'язаний з реактором і приймачем конденсату, з'єднаним з випарником, а другий і наступні теплообмінники з'єднані між собою і з ємностями для збору цільових продуктів (патент України UА 4102). Найбільш близькою до установки, що заявляється, по технічній суті і технічному результату, що досягається, є відома установка для переробки вуглеводневої сировини, що включає виготовлені з хімічно стійких матеріалів і з'єднані трубопроводами блок водопідготовки, випарник, реактор, обладнані зовнішнім обігрівом теплообмінники і ємність для збору цільового продукту (Лен-дер Ю.В. і ін. "Виробництво метанолу і формальдегіду". - К.: "Техніка", 1972. - С. 172), прийнята за прототип. Переробка вуглеводневої сировини, зокрема природного газу або газів нафтовидобутку, що відходять (побіжних) в цільові продукти, необхідні в господарській діяльності людини, наприклад формальдегід, метанол; інші аліфатичні спирти, здійснюється в даний час переважно багатостадійним способом, що включає одержання одного або декількох проміжних продуктів, що піддаються подальшій переробці при високих температурах і тиску в присутності каталізаторів, у результаті чого утворюються домішки, від яких у свою чергу необхідно очищати одержувані продукти і, як наслідок, апаратурне оформлення таких процесів складне, матеріалоі енергоємне, вимагає великих капітальних вкладень. Задачею корисної моделі, що заявляється, є переробка вуглеводневої сировини з одержанням технічного результату - створення установки для реалізації способу прямого гідроксилювання вуглеводнів, зокрема природного газу, в одну стадію без одержання проміжних продуктів. Зазначений технічний результат при здійсненні корисної моделі досягається тим, що в установці для переробки вуглеводневої сировини, яка містить з'єднані трубопроводами ємності для реагентів та збору цільового продукту, переробка вуглеводної сировини проводиться в гідродинамічному кавітаційному реакторі, де кавітатор має циліндр, внутрішня поверхня якого складена з "n" зворотних усічених конусів так, що похилі та горизонтальні поверхні утворюють каверни зхлопування перед звужуючим соплом, яке пов'язує рідинний потік, що диспергується на відбивачі, у якого криволінійна поверхня. 1 UA 105427 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Крім цього, газовий потік, який тангенційно заводиться в гідродинамічний кавітаційний реактор, проходить через джерело ультрафіолетового випромінювання, а також установка може працювати на газовій та на рідинній сировині. Проведений заявником аналіз рівня техніки, що включає пошук по патентних і науковотехнічних джерелах інформації, дозволив виявити сукупність істотних ознак стосовно технічного результату, що вбачається заявником, відмітних ознак, викладених у формулі корисної моделі, отже заявник вправі припускати, що заявлена корисна модель відповідає умові "новизна". При дослідженні відмітних ознак установи, що заявляється, не виявлено будь-яких аналогічних рішень, що дозволяють переробляти вуглеводневу сировину способом прямого гідроксилювання під дією ультрафіолетового випромінювання та кавітованого розчину пероксиду-водню, для реалізації якого розроблена установка, що заявляється. Реакцію прямого гідроксилювання вуглеводнів, що містяться в природному газі або побіжних газах нафтовидобутку, проводять у реакторі, форма, розміри і матеріал, з якого він виготовлений, забезпечують здійснимість процесу. Оскільки хімічні речовини, одержувані в процесі, агресивні, реактор виготовлений з антикорозійного матеріалу нержавіючої сталі або титану, причому використання титану для виготовлення реактора переважніше, тому що він у деякій мірі каталізує процес, що у свою чергу збільшує вихід цільового продукту. Габарити реактора, його перегин (круглий або прямокутний) і форма визначаються, виходячи з кількості і розмірів використовуваних джерел ультрафіолетового випромінювання, витрати і швидкості подачі газової суміші, тобто потрібної продуктивності установки. І навпаки, ступінь перетворення вуглеводневої сировини в цільовий продукт, а отже, продуктивність установки, знаходяться в прямій залежності від кількості джерел ультрафіолетового випромінювання, швидкості подачі газового потоку і тиску, створюваних системою регулювання піску, і температури. Джерела ультрафіолетового випромінювання розташовують зовні кавітатора таким чином, щоб світловий потік забезпечував максимальне опромінення всього обсягу газового потоку. Установка для переробки вуглеводневої сировини включає систему регулювання тиску 1; джерело ультрафіолетового випромінювання 2; регулятор витрати 3; гідродинамічний кавітатор 4; реактор 5; відбивач 6; дифузор 7; регулюючі вентилі 8; 11; 14; ємкість для продуктів реакції; насос високого тиску 10; ємності для сировини 12 і 13. Установка для переробки вуглеводневої сировини працює таким чином: Вуглеводневу сировину, наприклад природний газ, пропускають через; систему регулювання тиску 1 (дросельний вентиль), де його змішують з оборотним газом, що повертається з реактора 5, під тиском 0,3 МПа проходить джерело ультрафіолетового випромінювання і через тангенціальний вхід заходить в реактор 5. В гідродинамічному кавітаторі 4 при зустрічі високошвидкісного струменя розчину перекису водню з відбивачем 6 утворюється туманоподібний дрібний розпил рідини на межі поверхні розділу фаз (поверхня каверни). Такий розпил (утворення великої кількості дрібних краплин) інтенсифікує масоперенос і прискорює обмінні реакції між рідиною і газом на кордоні каверни. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Установка для переробки вуглеводневої сировини, що містить з'єднані трубопроводами ємності для реагентів та збору цільного продукту, яка відрізняється тим, що переробка вуглеводневої сировини проводиться в гідродинамічному кавітаційному реакторі, де кавітатор має циліндр, внутрішня поверхня якого складена із "n" зворотно усічених конусів так, що похилі та горизонтальні поверхні утворюють каверни зхлопування перед звужуючим соплом, яке пов'язує рідинний потік, що диспергується на перегородці, у якій криволінійна поверхня. 2. Установка для переробки вуглеводневої сировини за п. 1, яка відрізняється тим, що газовий потік, який тангенційно заводиться в гідродинамічний кавітатор, проходить через джерело ультрафіолетового випромінювання. 3. Установка для переробки вуглеводневої сировини за п. 1, яка відрізняється тим, що установка може працювати на газовій та на рідинній сировині. 2 UA 105427 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3