Спосіб очищення сирої нафти

Реферат: Спосіб очищення сирої нафти, при якому утворення емульсії "нафта-вода" виконують у співвідношенні 50 % нафти та 50 % води і виконують деструкцію механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, присутніх у емульсії "нафта-вода" кавітаціюванням до температури емульсії 50 градусів Цельсія, а відстоювання емульсії виконують з вилученням нерозчинених компонентів солей та механічних домішок у вигляді осаду та води з вилученням розчинених в ній компонентами солей механічних домішок та газів. UA 73020 U (12) UA 73020 U UA 73020 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі народного господарства, а саме до хімічної та переробної промисловості, де необхідне виділення з сирої нафти механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, що входять до її складу. Сиру нафту практично не використовують у чистому вигляді. До того як з нафти вилучити продукти її переробки, а саме бензин, авіаційний гас, мазут, дизельне паливо, мастила, парафін та сировину для нафтохімічних виробництв з сирої нафти вилучають механічні домішки, розчинені гази та молекули солей, що входять до її складу, яке виконують знесолюванням сирої нафти [1]. Відомі способи очищення (знесолювання) сирої нафти такі як електричне знесолювання, яке виконують на електрознесолюючих установках (ЕЛ-ЗУ), при якому використовуються 2 електростатичні заряди високої напруги в електродегідраторах (1-3 квт/см ) [1]. Відомий також спосіб фільтрації очищення (знесолювання) сирої нафти, який передбачає фільтрацію нагрітої сирої нафти з використанням інфузорної землі як середовище фільтрації. Найбільш близьким технічним рішенням є хімічне очищення (знесолювання) сирої нафти, при якому водні та хімічні поверхнево-активні речовини (ПАР) додають до сирої нафти потім нагрівають для того щоб солі та інші домішки розчинилися у воді або приєдналися до неї, а потім були вилучені з нафти [1] - (Richard S. Kraus Процесе переработки нефти). Недоліком відомих способів очищення (знесолювання) сирої нафти є висока енергоємність, вірогідність враження електричним струмом високої напруги (1000-3000 вольт) на електрознесолюючих установках (ЕЛЗУ) та мала ефективність процесу очищення сирої нафти від механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, що входять до її складу. Для усунення вказаних недоліків у сиру нафту додають 50 % води і утворюють емульсію "нафта-вода" і змінюють властивості емульсії "нафта-вода", а саме, знижують її в'язкість та руйнують зв'язки між атомами молекул з підсиленням руйнування зв'язків до стану де асиміляції між ними, тобто до стану неуможливлювання їх об'єднання. Руйнування зв'язків (деструкцію) механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, присутніх у емульсії "нафта-вода" виконують кавітаціюванням, при цьому підвищується температура, що сприяє зниженню в'язкості емульсії "нафта-вода". Руйнування зв'язків (деструкцію) механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, присутніх у емульсії "нафта-вода" виконують до температури емульсії 50 градусів Цельсія, що значно менше, ніж у відомих способах (177 град. Цельсія). Далі виконують відстоювання емульсії з вилученням нерозчинених компонентів солей та механічних домішок у вигляді осаду та води з вилученням розчинених в ній компонентами солей механічних домішок та газів. Задачею корисної моделі є підвищення ефективності та зниження енергоємності процесу очищення сирої нафти від механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, що входять до її складу. Поставлена задача вирішується тим, що при очищенні сирої нафти утворюють емульсію "нафта-вода" та виконують її відстоювання. У відповідності до корисної моделі утворення емульсії "нафта-вода" виконують у співвідношенні 50 % нафти та 50 % води і виконують деструкцію механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, присутніх у емульсії "нафта-вода" кавітаціюванням до температури емульсії 50 градусів Цельсія, а відстоювання емульсії виконують з вилученням нерозчинених компонентів солей та механічних домішок у вигляді осаду та води з вилученням розчинених в ній компонентами солей механічних домішок та газів, при цьому швидкість утворення осаду визначається за залежністю: V=F (d, μ, ρТ, ρР), де V - швидкість утворення осаду, F - керуюча функція, d - діаметр часток осаду, μ - в’язкість емульсії, ρТ - щільність твердих (нерозчинених) часток, ρР - щільність емульсії (рідини). Суть корисної моделі пояснюється схемою технологічного процесу очищення сирої нафти від механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, що входять до її складу, наведеною на кресленні. Здійснення запропонованого способу очищення сирої нафти починають на ділянці А (креслення) з подачі сирої нафти 1 та води 2 у співвідношенні 50 % нафти та 50 % води та утворення емульсії "нафта-вода" у пристрої 3 - ділянки В. Після утворення емульсії "нафта-вода" на ділянці С (креслення) у пристрої 4 виконують деструкцію механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, присутніх у емульсії "нафта-вода", тобто фізично руйнують зв'язки між атомами механічних домішок та молекул хімічних з'єднань, присутніх у емульсії "нафта-вода". Руйнування зв'язків між атомами молекул виконують до стану, коли окремі атоми не можуть утворювати первинні з'єднання, від яких вони були відірвані внаслідок руйнування молекул. Таким чином, руйнування зв'язків між атомами 1 UA 73020 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 молекул виконують з деасиміляцією між ними. Зазначене руйнування зв'язків між атомами молекул виконують кавітаціюванням. Для руйнування зв'язків між атомами молекул використовують енергію схлопувань кавітаційних пухирців. Ця енергія використовується для руйнування хімічних зв'язків між атомами молекул вуглецево-водневих з'єднань. Енергія руйнування зв'язків у вуглецевоводневих з'єднаннях змінюється у широких межах приблизно від 40 до 400 кдж/моль. Утворена кількість кавітаційних пухирців в 1 мм рідини може складати від 1000 до 100000 одиниць, а їх "схлопування" супроводжується фізико-хімічними процесами - локальним підвищенням тиску до 7000 атм та температури до 10000 градусів Цельсія. При кавітаціюванні температура емульсії "нафта-вода" постійно збільшується, тому температура емульсії знаходиться під постійним контролем, а кавітаціювання виконують до температури емульсії 50 градусів Цельсія. Для руйнування зв'язків між атомами молекул може бути використано кавітатор. Найбільш вдалою конструкцією кавітатора для цього вважається кавітатор [2] за патентом України № 78879 МПК B01F 7/10 Бюл № 5 від 25.04.2007. На ділянці Д виконують відстоювання 5 емульсії. На ділянці F після відстоювання з емульсії вилучають нерозчинені компоненти солей та механічних домішок у вигляді осаду 6 та води 7 з розчиненими в ній компонентами солей механічних домішок та газів та одержують очищену від механічних домішок, розчинених газів та молекул солей сиру нафту 8. Очищену сиру нафту 8 ділянка Е в подальшому спрямовують для її переробки 9 для одержання продукції 10, а саме бензину, авіаційного гасу, мазуту, дизельного палива, мастила, парафіну та сировини для нафтохімічних виробництв. Воду 7 з розчиненими в ній компонентами солей механічних домішок та газів спрямовують для промислового очищення 11 ділянка Е для вилучення розчинених в ній компонентів солей та механічних домішок 12 та одержання очищеної води 13. Осад 6 ділянка F та вилучені з води розчинені в ній компоненти солей та механічних домішок 12 спрямовують на переробку 14 ділянка Е для одержання корисних для промисловості речовин 15. Ефективність способу очищення сирої нафти в основному буде залежати від швидкості утворення осаду так як ця операція у технологічному ланцюгу очищення являє собою найбільш затратною у часі тому швидкість утворення осаду та чинники від яких вона залежить повинні бути визначеними та керованими. Швидкість утворення осаду визначається за залежністю: V=F (d, μ, ρТ, ρР), де V - швидкість утворення осаду, F - керуюча функція, d - діаметр часток осаду, μ - в’язкість емульсії, ρТ - щільність твердих (нерозчинених) часток, ρР - щільність емульсії (рідини). Таким чином, технологія очищення сирої нафти від механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, що входять до її складу, складається з окремих операцій, які виконують на відповідних ділянках у такій послідовності: ділянка А - поз. 1 та 2 - подача сирої нафти та води на очищення у співвідношенні 50 % нафти та 50 % води; ділянка В - поз. 3 - утворення емульсії "нафта-вода"; ділянка С - поз. 4 - деструкція механічних домішок, розчинених газів та молекул солей присутніх у емульсії "нафта-вода"; ділянка Д - поз. 5 - відстоювання емульсії; ділянка F - поз. 6 - утворення осаду з нерозчинених компонентів солей та механічних домішок; поз. 7 - розчинення у воді компонентів солей, механічних домішок та газів; поз. 8 - одержання очищеної сирої нафти; ділянка Е - поз. 9 - переробка очищеної сирої нафти 8 ділянка F; поз. 10 - одержання продукції переробки очищеної сирої нафти 8 ділянка F; поз. 11 - промислове очищення води 7 ділянка F; поз. 12 - вилучення при промисловому очищенні води 7 ділянка F розчинених в ній компонентів солей та механічних домішок; поз. 13 - одержання очищеної води; поз. 14 - переробка осаду 6 ділянка F та вилучених з води розчинених в ній компонентів солей та механічних домішок 12 для одержання корисних для промисловості речовин 15. Увесь наведений перелік операцій по очищенню сирої нафти забезпечить виконання поставленої задачі корисної моделі - підвищення ефективності та зниження енергоємності процесу очищення сирої нафти від механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, що входять до її складу. 2 UA 73020 U 5 10 15 20 25 Запропонований спосіб очищення сирої нафти є промислово придатний і може бути реалізований при підготовці сирої нафти для промислової її переробки. В джерелах інформації спосіб з аналогічними ознаками авторами не виявлено, тому просимо надати правовий захист запропонованому технічному рішенню. Джерела інформації 1. Richard S. Kraus Процесс переработки нефти інтернет-сайт: www.cryosystems.ru. 2. Патент України № 78879 МПК B01F 7/10 Кавітатор / Є.О. Глотов, О.Д. Сердюк, О.С. Нікітіна, С.П. Нікітін. Бюл. № 5 від 25.04.2007. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб очищення сирої нафти, який включає утворення емульсії "нафта-вода" та її відстоювання, який відрізняється тим, що утворення емульсії "нафта-вода" виконують у співвідношенні 50 % нафти та 50 % води і виконують деструкцію механічних домішок, розчинених газів та молекул солей, присутніх у емульсії "нафта-вода" кавітаціюванням до температури емульсії 50 градусів Цельсія, а відстоювання емульсії виконують з вилученням нерозчинених компонентів солей та механічних домішок у вигляді осаду та води з вилученням розчинених в ній компонентами солей механічних домішок та газів, при цьому швидкість утворення осаду визначається за залежністю: V=F (d, μ, ρТ, ρР), де V - швидкість утворення осаду, F - керуюча функція, d - діаметр часток осаду, μ - в'язкість емульсії, ρТ - щільність твердих (нерозчинених) часток, ρР - щільність емульсії (рідини). Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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