Спосіб отримання високооктанового бензину із газоконденсату

Реферат: Спосіб отримання високооктанового бензину із газоконденсату включає безпосереднє електромагнітне опромінювання газоконденсату. Газоконденсат гріють до температури близько 170 °С, потім на нього впливають ультрафіолетовим випромінюванням, яке викликає незворотну ізомеризацію молекул вуглеводнів, збільшує концентрацію ароматичних вуглеводнів і підвищує тим самим октанове число бензину. UA 117628 U (12) UA 117628 U UA 117628 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до нафто-газопереробної промисловості і може бути використана для підвищення октанового числа прямогінних бензинових фракцій, вилучених з газоконденсату. Відомий традиційний спосіб отримання високооктанового бензину із стабільного газового конденсату шляхом його фракціонування з отриманням прямогінних фракцій, направлення однієї з них на каталітичну переробку в присутності каталізаторів при підвищених температурі і тиску, сепарації, стабілізації, ректифікації продуктів переробки з отриманням бензинової фракції і змішанням її з прямогінною фракцією стабільного газового конденсату [1]. Недоліком відомого способу є те, що він потребує застосування громіздкого і коштовного обладнання, а також наявності дорогих присадок, що і визначає високу вартість високооктанових палив. Найбільш близьким технічним рішенням до корисної моделі, що пропонується, є спосіб підвищення октанового числа бензинів [2], який включає вплив електромагнітного випромінювання лазера безпосередньо на бензин, що проходить в розпиленому вигляді з прискоренням через робочу область оптичного фільтра, де випромінювання частково відбивається від внутрішньої напівпрозорої та структурованої стінки фільтра, далі це випромінювання інтерферує з початковим випромінюванням і модулюється в прискореному потоці розпиленого бензину, що викликає зміну його хімічного складу. Це забезпечує ізомеризацію молекул зі збільшенням частки ароматичних вуглеводнів, тим самим підвищується октанове число. Недоліком відомого способу є складна прецизійна оптична система, що включає світловодні збірки і дифракційні ґратки, яка повинна надійно працювати в потоці прискореного оптично неоднорідного бензину. Також бензин проходить крізь систему в розпиленому вигляді, що знижує вихід кінцевого високооктанового продукту. Тому задачею запропонованої корисної моделі є удосконалення способу підвищення октанового числа бензинів, що були вилучені із газоконденсату, з одночасним збільшенням виходу кінцевого продукту при зменшенні його вартості та енергоспоживання. Поставлена задача вирішується тим, що для ізомеризації молекул вуглеводнів нормальної будови в прямогінному бензині із газоконденсату застосовують електромагнітне випромінювання ультрафіолетового (УФ) діапазону. При високих значеннях перерізів поглинання гамма-квантів в УФ області спектра молекулами вуглеводнів процес ізомеризації проходить досить ефективно, що супроводжується збільшенням концентрації ароматичних вуглеводнів і, відповідно, підвищенням октанового числа бензину. Спосіб отримання високооктанового бензину із газоконденсату, що включає безпосереднє електромагнітне опромінювання газоконденсату, згідно з корисною моделлю, газоконденсат гріють до температури близько 170 °C, потім на нього впливають ультрафіолетовим випромінюванням, яке викликає незворотну ізомеризацію молекул вуглеводнів, збільшує концентрацію ароматичних вуглеводнів і підвищує тим самим октанове число бензину. Запропонована корисна модель пояснюється наступним чином. При поглинанні молекулою вуглеводню нормальної будови М кванту електромагнітного випромінювання з енергією h (де h - стала Планка;  - частота випромінювання) можливі наступні реакції: а) дисоціація: M + h  А + В + С (де А, В і С - продукти дисоціації); б) ізомеризація: М + h  М*  Р (де М* - збуджена молекула М, Р - ізомер початкового продукту). Ефективність таких реакцій (або квантовий вихід Ф) визначається наступним чином: Ф кількість молекул, що прореагували . кількість поглинених квантів 6 50 55 Квантовий вихід в макромолекулярних системах може досягати значення 10 [3]. Це пов'язано з тим, що мають місце ланцюгові реакції. Розрахунки свідчать про те, що швидкість 6 -1 ізомеризації для деяких вуглеводнів може складати до 10 сек [3]. Таким чином, при високих значеннях перерізів поглинання квантів електромагнітного випромінювання процес ізомеризації може бути досить ефективним. Цей висновок було перевірено експериментально на лабораторній установці, блок-схема якої наведена на Фіг. 1. Як вихідну сировину використовували газоконденсат Талалаївського родовища Чернігівської області. Газоконденсат (1) заливали в робочу камеру (2), яка уявляла собою комірку об'ємом 10 мл і товщиною 0,1 см та була термостатовона. Опромінення газоконденсату здійснювали крізь оптичне плоске віконце з кварцу протягом від 15 до 30 хвилин при температурі 170 °C (коли закипають усі основні фракції газоконденсату) за допомогою УФ випромінювачів типу ДРШ-2-100 (3), живлення яких було забезпечено стабілізованим джерелом 1 UA 117628 U 5 10 15 20 25 30 35 (4) потужністю 1 кВт. Умови нагріву та подальшої конденсації суміші (5), що пройшла опромінення, забезпечували за допомогою двох термостатів (6). З метою визначення змін у складі сумішей вуглеводнів, які виникають в процесі їх модифікації при електромагнітному опроміненні, проводили реєстрацію найбільш інформативних УФ-спектрів поглинання зразків до і після електромагнітного впливу на спектрофотометрі типу UV-VIS. На Фіг. 2 наведені характерні УФ-спектри поглинання зразків газоконденсату (d- початковий газоконденсат) до і після опромінення, а також для порівняння, бензину марки А-92 Євро ДСТУ 7687-2015 Кременчуцького НПЗ - (а), Як видно з Фіг. 2, вплив на вихідну суміш протягом від 15 (в) до 30 (с) хвилин значно модифікує її, наближаючи за компонентним складом до стандартного зразку бензину марки А-92. Зміни були незворотними і залежали тільки від часу опромінення. Приклад конкретного виконання Запропонований спосіб отримання високооктанового бензину із газоконденсату здійснюється наступним чином. На Фіг. 3 наведено поперечний переріз одного з елементів дослідно-промислової установки для електромагнітної обробки газоконденсату. Вона містить трубу з нержавіючої сталі (7) внутрішнього радіусу R; кварцову трубу (8) зовнішнього радіусу r; на осі установки розташований ланцюжок ультрафіолетових випромінювачів (9). У міжтрубному просторі міститься газоконденсат (10). Зовнішня труба (7) знаходиться в безпосередньому контакті з термостатованим нагрівачем (11), який забезпечує сталу температуру газоконденсату під час опромінення близько 170 °С. Якщо загальна довжина одного елементу є l, то загальний об'єм V вуглеводної сировини, що 2 2 опромінюється, дорівнює: V = •(R - r )•l, а загальна маса m сировини з густиною  становить: 2 2 m = V• = •(R - r )•l•. При наступних вихідних даних: час обробки - 1 година; R = 0,15 м; r = = 0,125 м; l = 12 м;  = 3 2 0,8 т/м ; добова продуктивність одного елементу установки дорівнює: m=3,14•(0,15 2 0,125 )•12•0,8•245 т високооктанового бензину. Для забезпечення можливості отримання 20 т бензину на добу необхідно використовувати чотири таких елементи. Таким чином, запропонований спосіб отримання високооктанового бензину із газоконденсату дозволяє: 1. Отримувати високооктанові види палива з вуглеводної сировини без застосування коштовних каталізаторів та присадок. 2. Замкнути цикл переробки нафтопродуктів, виключаючи вплив на довкілля, бо він є безвідхідним. 3. Бути використаним на нафто- і газопереробних заводах, а також безпосередньо на об'єктах видобування та первинної переробки нафти і газу. 4. Спосіб також є енергозберігаючим, оскільки вимагає лише живлення електронагрівачів та УФ-випромінювачів. 40 45 Джерела інформації: 1. Патент US 4347399 А США. МПК С07С 5/13. Isomerization of normal butane / Linn H. Rice (US): UOP Inc. - № 270054; заявлено 03.06.1981; опубл. 31.08.1982. - 8 с. 2. Патент RU 2315801 Росія. МПК С10L1/02, C10G32/02, C10G15/06. Способ повышения октанового числа бензинов / А.Г. Денисов (RU), А.Н. Зубарев (RU), А.В. Грядунов (RU): ЗАО "РУТЕНИЯ" (RU) - № 200613458/04; заявлено 01.09.2006; опубл. 27.01.2008, Бюл. № 3. - 8 с. 3. Справочник химика 21 века [електронний ресурс] / URL: http:// www. chem21.info. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Спосіб отримання високооктанового бензину із газоконденсату, що включає безпосереднє електромагнітне опромінювання газоконденсату, який відрізняється тим, що газоконденсат гріють до температури близько 170 °С, потім на нього впливають ультрафіолетовим випромінюванням, яке викликає незворотну ізомеризацію молекул вуглеводнів, збільшує концентрацію ароматичних вуглеводнів і підвищує тим самим октанове число бензину. 2 UA 117628 U 3 UA 117628 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4