Спосіб і пристрій для резонансного збудження рідин і спосіб і установка для фракціонування вуглеводневих рідин

1 Спосіб резонансного збудження рідин, що містять зв'язаний водень, шляхом коливального впливу на рідину для деструктивного перетворення її ХІМІЧНИХ зв'язків на молекулярному рівні, що включає передачу до рідини коливальної енергії за допомогою джерела механічних коливань, яке розміщено в рідині, який відрізняється тим, що резонансне збудження рідини здійснюється на одній із основних частот, що підпорядковуються загальній залежності F ^ R N " 2 , де N ^ 1 - вибране ціле число, F-i=63,992420 [кГц] - основна частота коливань при N=1 2 Спосіб резонансного збудження вуглеводневих рідин за п 1 за допомогою роторного гідродинамічного джерела механічних коливань, що включає (a) подачу рідини, що підлягає обробці, в порожнину (1) робочого колеса (2), що обертається всередині статора (4), (b) випуск рідини з порожнини (1) робочого колеса (2) через ряд вихідних отворів (8), рівномірно розподілених на його периферійній поверхні (6), при цьому (c) згаданий випуск рідини здійснюється в кільцеву камеру (5), обмежену периферійною поверхнею (6) робочого колеса (2) і внутрішньою коаксіальною поверхнею (7) статора (4), і (d) відведення рідини з кільцевої камери (5), який відрізняється тим, що резонансне збудження рідини здійснюється при дотриманні співвідношення nR=l,16141F, де п[1/с] - частота обертання робочого колеса, R[M] - радіус периферійної поверхні робочого колеса 3 Спосіб за п 2, який відрізняється тим, що частота обертання робочого колеса підтримується постійною з відхиленням від розрахункової величини ± 1% 4 Пристрій для резонансного збудження вуглеводневих рідин за допомогою роторного гідродинамічного джерела механічних коливань, який містить (a) ротор (11), що включає вал (12), який спирається на підшипники і принаймні одне встановлене на валу (12) робоче колесо (2), при цьому (b) робоче колесо (2) виконане у вигляді диска (16) із периферійною кільцевою стінкою (17), в якій виконаний ряд вихідних отворів (8) для рідини, рівномірно розподілених по колу, (c) статор (4), що має коаксіальну робочому колесу стінку (18), впускний отвір (3) для подачі рідини, сполучений із порожниною (1) робочого колеса (2), і випускний отвір (10) для відведення рідини, (d) кільцеву камеру (5), утворену коаксіальною стінкою (18) статора (4) і периферійною кільцевою стінкою (17) робочого колеса (2) і сполучену з випускним отвором (10) статора (4), і (є) засіб (20) для приводу ротора (11) із заданою частотою обертання, який відрізняється тим, що величина зовнішнього радіуса периферійної кільцевої стінки (17) робочого колеса (2) складає R=2,8477729n 2 / 3 10 4 [мм], де п=14,651908 F3 [об/хв] - частота обертання робочого колеса, —/ 1? F=63,992420 п [кГц] - основна частота резонансного збудження, N ^ 1 - вибране ціле число, а величина внутрішнього радіуса коаксіальної стінки (18) статора (4) становить Ri=R+BS(27T) 1 [MM], де В ^ 1 - вибране ціле число, S=7,2973531 [мм] - крок вихідних отворів робочого колеса на колі радіуса R 5 Пристрій за п 4, який відрізняється тим, що радіальна протяжність вихідних отворів (8) робочого колеса (2) виконана кратною величині 1 О Ю 00 1 ю 57185 6 Пристрій за п 5, який відрізняється тим, що радіальна протяжність вихідних отворів (8) робочого колеса (2) виконана рівною величині S(2TI) 1 7 Пристрій за будь-яким з пп 4-6, який відрізняється тим, що засіб (20) для приводу ротора (11) містить систему регулювання частоти його обертання з відхиленням ± 1 % від її розрахункової величини 8 Спосіб фракціонування вуглеводневих рідин шляхом дистиляції, що включає попередню обробку рідини за допомогою передвключеного роторного гідродинамічного джерела механічних коливань, подачу заздалегідь обробленої рідини в ректифікаційну колону і відведення дистильованих і залишкових фракцій, який відрізняється тим, що попередня обробка рідини здійснюється шляхом и резонансного збудження за способом згідно з пунктом 2 або З 9 Спосіб фракціонування за п 8, який відрізняється тим, що від загального потоку рідини, що підлягає фракціонуванню, відводиться частковий потік, який зазнає згаданої попередньої обробки, після чого обидва потоки об'єднуються перед подачею в ректифікаційну колону 10 Спосіб фракціонування за п 9, який відрізняється тим, що частковий потік становить 5 80% від повного потоку 11 Спосіб фракціонування за п 10, який відрізняється тим, що частковий потік становить 20 50% від повного потоку 12 Спосіб фракціонування за будь-яким з пп 8-11, що включає часткове повернення в ректифікаційну колону власної залишкової фракції, який відрізня ється тим, що залишкова фракція, що повертається, зазнає згаданої попередньої обробки шляхом резонансного збудження 13 Установка для фракціонування вуглеводневих рідин шляхом дистиляції, що містить сполучені трубопроводами живильний насос (23), принаймні одну ректифікаційну колону (21) і передвключений роторний гідродинамічний пристрій для попередньої обробки рідини, яка відрізняється тим, що згаданий пристрій для попередньої обробки рідини виконаний як пристрій (24) для резонансного збудження рідини згідно з одним із пунктів 4-7 і послідовно включений між виходом живильного насоса (23) і входом ректифікаційної колони (21) 14 Установка за п 13, яка відрізняється тим, що вхід пристрою (24) для резонансного збудження рідини сполучений із входом ректифікаційної колони (21) через запірно-регулюючий орган (25) 15 Установка за п 14, яка відрізняється тим, що вихід пристрою (24) для резонансного збудження рідини сполучений із входом ректифікаційної колони (21) через другий запірно-регулюючий орган (26) 16 Установка за будь-яким з пп 13-15 із контуром часткового повернення в ректифікаційну колону (21) власної залишкової фракції, що містить послідовно сполучені трубопроводами подавальний насос (31) і нагрівальний пристрій (32), яка відрізняється тим, що в згаданий контур часткового повернення залишкової фракції послідовно включений другий згаданий пристрій (24с) для резонансного збудження рідини Винахід відноситься до технології переробки рідин, що мають в своєму складі зв'язаний водень, і безпосередньо стосується способу і пристрою для резонансного збудження і способу і установки для фракціонування вуглеводневих рідин Практична область промислового застосування винаходу охоплює нафтопереробну, хімічну і ІНШІ галузі промисловості, пов'язані з технологічною переробкою рідин, що мають в своєму складі зв'язаний водень, передусім вуглеводневих рідин, таких як газоконденсат, сира нафта, напівпродукти і продукти нафтопереробки і т п Із рівня техніки загальновідомі способи акустичного збудження рідин для рішення різних технологічних задач Ці способи включають передачу до рідини коливальної енергії за допомогою джерела механічних коливань, вміщеного в рідину, в якості якого можуть бути використані широко ВІДОМІ в техніці механічні, електромеханічні, магнитострикційні, п'єзоелектричні, гідродинамічні та ІНШІ акустичні випромінювачі Зокрема, з міжнародної заявки PCT/RU92/00195 відомий гідродинамічний акустичний випромінювач (ультразвуковий активатор) роторного типу, який може бути використаний у процесі попередньої обробки рідин для деструктивного перетворення їх ХІМІЧНИХ зв'язків на молекулярному рівні дження рідин застосовно до деструктивного перетворення їх ХІМІЧНИХ зв'язків мають загальний недолік, який полягає в тому, що вони не дають критеріїв вибору певних резонансних частот, що може різко знижувати ефективність попередньої акустичної обробки рідин Із міжнародної заявки PCT/RU92/00194 ВІДОМІ також спосіб і пристрій для попередньої обробки і фракціонування вуглеводневих рідин за допомогою гідродинамічного акустичного випромінювача роторного типу Спосіб попередньої обробки рідин включає послідовну подачу рідини в порожнини декількох лопатевих робочих коліс, випуск рідини з порожнини кожного робочого колеса в порожнину статора через ВИХІДНІ отвори робочих коліс і перепускні отвори статора При цьому периферійна поверхня робочих коліс має мінімальний зазор по відношенню до статора Потоки рідини, витікаючи з вихідних отворів робочих коліс, зазнають різких періодичних переривань, які збуджують у рідині механічні коливання звукової частоти Пристрій для попередньої обробки рідин містить ротор, що включає вал, який спирається на підшипники і декілька встановлених на валу лопатевих робочих коліс Кожне з них виконане у вигляді диска з периферійною кільцевою стінкою, в якій виконаний ряд рівномірно розподілених по колу вихідних отворів для рідини Пристрій містить статор, що Ці ВІДОМІ способи і засоби акустичного збу 57185 має отвори для підводу і випуску рідини і коаксіальні стінки, які прилягають із мінімальним технічно досяжним зазором до кільцевої периферійної стінки кожного робочого колеса, причому в кожній із коаксіальних стінок виконаний ряд перепускних отворів для рідини Пристрій для фракціонування вуглеводневих рідин агрегатований із пристроєм для їх попередньої обробки і містить пов'язану з останнім робочим колесом камеру для розділення обробленої рідини на рідку і пароподібну фази і сполучену з нею камеру для конденсації пароподібної фази Описані спосіб і пристрій для попередньої обробки вуглеводневих рідин не дозволяють, однак, у максимальній мірі реалізувати потенційні можливості такої обробки для більш ефективного фракціонування обробленої рідини, оскільки тут залишається без уваги вибір оптимального співвідношення між визначальними робочими параметрами, такими як радіус периферійної поверхні робочого колеса і частота його обертання З міжнародної заявки PCT/RU95/00071 ВІДОМІ також спосіб і пристрій для кондицюнування вуглеводневих рідин за допомогою роторного гідродинамічного джерела механічних коливань Спосіб включає подачу рідини в порожнину робочого колеса, що обертається всередині статора, випуск рідини з порожнини робочого колеса через ряд вихідних отворів, рівномірно розподілених на його периферійній поверхні, в кільцеву камеру, обмежену периферійною поверхнею робочого колеса і внутрішньою коаксіальною поверхнею статора, і відведення рідини з кільцевої камери Відведення рідини з кільцевої камери здійснюють переважно в збірну камеру статора через ряд перепускних отворів, рівномірно розподілених на внутрішній коаксіальній поверхні статора, які послідовно розташовуються проти вихідних отворів робочого колеса при його обертанні При цьому номінальна величина радіуса R периферійної поверхні робочого колеса і номінальна частота його обертання п задаються в залежності від вибраної КІЛЬКОСТІ ДО його вихідних отворів згідно з наступними емпіричними співвідношеннями R= 1,1614К[мм], N = 3,8396ИС3/2 106[об/хв] Пристрій містить ротор, що включає вал, який спирається на підшипники і принаймні одне встановлене на валу робоче колесо Воно виконане у вигляді диска з периферійною кільцевою стінкою, в якій виконаний ряд вихідних отворів для рідини, рівномірно розподілених по колу Статор має коаксіальну робочому колесу стінку, впускний отвір для подачі рідини, сполучений із порожниною робочого колеса, і випускний отвір для відведення рідини Є кільцева камера, утворена коаксіальною стінкою статора і периферійною кільцевою стінкою робочого колеса, сполучена з випускним отвором статора Статор переважно має збірну камеру, сполучену, з одного боку, з його випускним отвором і, з іншого боку, з кільцевою камерою через ряд рівномірно розподілених по колу перепускних отворів, виконаних у коаксіальній СТІНЦІ статора Передбачений засіб для приводу ротора із заданою частотою обертання В описаних способі і пристрої для кондицюну вання вуглеводневих рідин зроблена результативна спроба вибору оптимального співвідношення між визначальними робочими параметрами, такими як радіус периферійної поверхні робочого колеса і частота його обертання Однак, потенційні можливості подібної попередньої обробки вуглеводневих рідин для найбільш ефективного подальшого їх фракціонування залишаються все ще не вичерпаними З рівня техніки загальновідомий також спосіб фракціонування вуглеводневих рідин шляхом дистиляції, що включає попередню обробку фракцюнуємої рідини за способом згідно, наприклад, згаданій вище міжнародній заявці PCT/RU95/00071, подачу заздалегідь обробленої рідини в ректифікаційну колону і відведення дистильованих і залишкових фракцій Із рівня техніки загальновідомі також установки для фракціонування вуглеводневих рідин шляхом дистиляції, що містять сполучені трубопроводами живлячий насос і принаймні одну ректифікаційну колону Відомо також, наприклад, із вищезазначеної міжнародної заявки PCT/RU95/00071, використання в таких установках передвключеного роторного гідродинамічного пристрою для попередньої обробки фракцюнуємої рідини Подібні способи і установки для фракціонування вуглеводневих рідин із використанням передвключеного роторного гідродинамічного пристрою для їх попередньої обробки дозволяють підвищити вихід найбільш цінних легких фракцій Однак, на практиці не вдається в максимальній мірі реалізувати потенційні можливості подібної технології Причиною цього представляються як недостатня ефективність власне роторного гідродинамічного пристрою для попередньої обробки рідини, так і недостатнє раціональне вбудування цього пристрою в традиційні схеми установок для фракціонування вуглеводневих рідин Задачею даного винаходу є створення такого способу і пристрою для резонансного збудження рідин, що має в своєму складі зв'язаний водень, передусім вуглеводневих рідин, а також таких способу і установки для їх фракціонування, які дозволяють максимально підвищити ефективність попередньої обробки рідини і тим самим ВІДПОВІДНО позитивно вплинути на ефективність подальшого фракціонування відносно максимального підвищення виходу найбільш цінних легких фракцій Поставлена задача вирішується тим, що в способі, який пропонується, резонансного збудження рідин, що мають в своєму складі зв'язаний водень, який, як і ВІДОМІ, здійснюється шляхом коливального впливу на рідину для деструктивного перетворення її ХІМІЧНИХ зв'язків на молекулярному рівні і включає передачу до рідини коливальної енергії за допомогою джерела механічних коливань, вміщеного в рідину, згідно з основною формою втілення способу, резонансне збудження рідини здійснюють на одній із основних частот, що підпорядковуються загальній залежності F ^ R N 1 7 2 , де N > 1 - вибране ціле число, Fi = 63,992420[кГц] - основна частота коливань при N = 1 В описаному способі резонансного збудження 57185 8 пристрою, величина зовнішнього радіуса перифезастосовно до вуглеводневих рідин, здійснюванорійної кільцевої стінки робочого колеса складає му, як і ВІДОМІ, за допомогою роторного гідродина2/3 4 R = 2,8477729n 10 [мм], де мічного джерела механічних коливань, і що вклю3 п = 14,651908F [o6/хв] - частота обертання робочає подачу рідини, яка обробляється, в порожнину чого колеса, робочого колеса, що обертається всередині ста1 7? тора, випуск рідини з порожнини робочого колеса F= 63.992420N [кГц] - основна частота резонансчерез ряд вихідних отворів, рівномірно розподіленого збудження, них на його периферійній поверхні, в кільцеву каN > 1 - вибране ціле число, меру, обмежену периферійною поверхнею робочоа величина внутрішнього радіуса коаксіальної го колеса і внутрішньою коаксіальною поверхнею стінки статора складає статора, і відведення рідини з кільцевої камери, Ri = R + BS(2TI) [MM], де згідно з окремою формою втілення способу, резоВ > 1 - вибране ціле число, нансне збудження рідини здійснюють при дотриS = 7,2973531 [мм] - крок вихідних отворів робочого манні співвідношення колеса на колі радіуса R NR=1,16141F, де Згідно З переважними формами втілення прип[1/с] - частота обертання робочого колеса 2, строю, радіальну протяжність вихідних отворів R[M] - радіус периферійної поверхні 6 робочого робочого колеса доцільно вибрати кратною або колеса 2 більш переважно рівною величині При такому співвідношенні вказаних параметS(2TI) рів досягається, як підтверджено експерименЗГІДНО З найбільш переважною формою втітально, ефективна резонансна обробка вуглеводлення пристрою, засіб для приводу ротора містить невих рідин, що надає таке деструктивне перетвосистему регулювання частоти його обертання з рення ХІМІЧНИХ зв'язків рідини на молекулярному відхиленням ±1% від її розрахункової величини рівні і ВІДПОВІДНО такий вплив на и фізико-хімічні Поставлена задача одночасно вирішується за властивості, який при подальшому фракціонуванні допомогою способу фракціонування вуглеводнезумовлює значне підвищення виходу високоцінних вих рідин, що пропонується, який дозволяє реалілегких фракцій Цей ефект можна пояснити вплизувати описаний вище спосіб резонансної обробки вом коливального збудження рідини в резонансвуглеводневих рідин у рамках єдиного винахідниному режимі при и одночасному круговому русі з цького задуму Цей спосіб, як і ВІДОМІ, ЗДІЙСНЮЄТЬпевною швидкістю на відповідному певному радіуСЯ шляхом дистиляції і включає попередню обробсі ку рідини за допомогою передвключеного роторноПри певній величині радіуса R робочого колего гідродинамічного джерела механічних коливань, са і фактичній частоті його обертання пм = подачу заздалегідь обробленої рідини в ректифі3 2 3,8395452 (N ± 7) / 106 (приблизно ±10% для каційну колону і відведення дистильованих і залиN = 100 200) ще досягається помітне підвищення шкових фракцій Згідно З ОСНОВНОЮ формою втіефективності резонансної обробки рідини в порівлення способу фракціонування, попередню обробнянні з рівнем, характерним для розглянутих вище ку рідини здійснюють шляхом и резонансного збуаналогів Однак, в переважній формі втілення сподження згідно з вищеописаним способом собу розрахункову частоту обертання робочого резонансного збудження вуглеводневих рідин, що колеса доцільно підтримувати постійною з відхипропонується ленням ±1%, досягаючи тим самим найбільш ефеЗгідно З переважною формою втілення спосоктивної резонансної обробки рідини бу фракціонування, від загального потоку підлягаПоставлена задача одночасно вирішується за ючої фракціонуванню рідини відводять частковий допомогою пристрою, що пропонується для резопотік і піддають його згаданій попередній обробці, нансної обробки вуглеводневих рідин, який дозвопісля чого об'єднують обидва потоки перед подаляє реалізувати описаний вище спосіб резонансчею в ректифікаційну колону Згідно з більш переної обробки вуглеводневих рідин у рамках єдиного важною формою втілення, частковий потік становинахідницького задуму Цей пристрій, як і ВІДОМІ, вить 5 80%, найбільш переважно 20 50% від МІСТИТЬ повного потоку ротор, що включає вал, який спирається на Експериментально встановлено, що поперепідшипники і принаймні одне встановлене на валу дня обробка способом, який пропонується менше робоче колесо, при цьому за 5% від повного потоку рідини ще не дозволяє робоче колесо виконане у вигляді диска з педосягнути помітної ефективності резонансного риферійною кільцевою стінкою, в якій виконаний збудження, а попередня обробка більше за 80% ряд вихідних отворів для рідини, рівномірно розвід повного потоку рідини вже не дає істотного поділених по колу, підвищення ефективності такої обробки статор, що має коаксіальну робочому колесу У найбільш переважній формі втілення спосостінку, впускний отвір для подачі рідини, сполучебу фракціонування, що включає, нарівні з відоминий із порожниною робочого колеса, і випускний ми, часткове повернення в ректифікаційну колону отвір для відведення рідини, власної залишкової фракції, залишкову фракцію, кільцеву камеру, утворену коаксіальною стінщо повертається, піддають згаданій попередній кою статора і периферійною кільцевою стінкою обробці шляхом резонансного збудження, досягаробочого колеса і сполучену з випускним отвором ючи тим самим найбільш ефективного фракціонустатора, і вання засіб для приводу ротора із заданою частотою Поставлена задача одночасно вирішується за обертання Згідно З ОСНОВНОЮ формою втілення допомогою установки, що пропонується для фрак1 1 57185 10 цюнування вуглеводневих рідин, яка дозволяє може складати, наприклад, одиниці герц, що відреалізувати описаний вище спосіб фракціонування повідає максимальним величинам числа N поряд9 вуглеводневих рідин в рамках єдиного винахіднику 1ГУ 10 цького задуму Ця установка, як і ВІДОМІ, МІСТИТЬ Спосіб резонансного збудження вуглеводнесполучені трубопроводами живлячий насос, привих рідин як окремий випадок описаного вище наймні одну ректифікаційну колону і передвключеспособу резонансного збудження рідин, що мають ний роторний гідродинамічний пристрій для попеу своєму складі зв'язаний водень, передбачає виредньої обробки рідини Згідно З ОСНОВНОЮ форкористання роторного гідродинамічного джерела мою втілення установки, пристрій для попередньої механічних коливань При цьому підлягаючу оброобробки рідини виконаний як вищеописаний прибці рідину подають у порожнину 1 (фіг 1) робочого стрій, що пропонується для резонансного збуколеса 2 через впускний отвір 3 статора 4 В продження вуглеводневих рідин, і послідовно включецесі обертання робочого колеса 2 рідина, що обний між виходом живлячего насоса і входом рекробляється, випускається з його порожнини 1 у тифікаційної колони кільцеву камеру 5, утворену периферійною поверхнею 6 (фігЗ) робочого колеса 2 і протилежною Згідно З переважною формою втілення, вхід внутрішньою коаксіальною поверхнею 7 статора 4, пристрою для резонансного збудження рідини через ряд вихідних отворів 8, рівномірно розподісполучений із входом ректифікаційної колони челених на периферійній поверхні 6 робочого колеса рез запірно-регулюючий орган Згідно з більш пе2 В межах кільцевої камери 5 рідина, що обробреважною формою втілення, вихід пристрою для ляється, продовжує обертатися відносно центрарезонансного збудження рідини сполучений із льної осі 9 і зазнає при цьому резонансних коливходом ректифікаційної колони через запірновань звукової частоти, які викликаються взаємодірегулюючий орган Цим забезпечується можлиєю елементарних потоків, витікаючих із вихідних вість резонансної обробки лише часткового потоку отворів 8 робочого колеса 2, між собою і з коаксіарідини, що контролюється льною поверхнею 7 статора 4 Оброблену рідину Згідно З найбільш переважною формою втівідводять із кільцевої камери 5 через випускний лення, в установці для фракціонування, що місотвір 10 статора 4 тить, поряд із відомими, контур часткового повернення в ректифікаційну колону власної залишкової Згідно З ОСНОВНОЮ формою втілення цього фракції, що включає послідовно сполучені трубоспособу, резонансне збудження вуглеводневої проводами подаючий насос і нагрівальний прирідини здійснюють при дотриманні співвідношення стрій, в контур часткового повернення залишкової nR= 1.16141F, де фракції послідовно включений другий пристрій для п[1/с] - частота обертання робочого колеса 2, резонансного збудження рідини, ВІДПОВІДНИЙ винаR[M] - радіус периферійної поверхні 6 робочого ходу колеса 2 Інші особливості даного винаходу будуть ясні з Реальний діапазон прийнятних величин числа нижченаведеного докладного опису і практичного N обмежується при цьому міркуваннями практичприкладу його здійснення із залученням схематичної ДОЦІЛЬНОСТІ і/або технічної здійсненності відноних креслень, на яких представлені сно геометричних розмірів і частоти обертання робочого колеса 2 з урахуванням його характерисфіг 1 - пристрій для резонансного збудження тик МІЦНОСТІ вуглеводневих рідин, поздовжній розріз 1-І (фіг 2), фіг 2 -те ж саме, поперечний розріз ІІ-ІІ (фіг 1), У переважній формі втілення способу резонансного збудження вуглеводневих рідин частоту фіг 3 - те ж саме, поперечний перетин Ill-Ill обертання робочого колеса підтримують постій(фіг1), ною з відхиленням від розрахункової величини фіг 4 - спрощена схема установки для фракціонування вуглеводневих рідин ±1% Спосіб резонансного збудження рідин, що маПристрій для резонансного збудження вуглеють в своєму складі зв'язаний водень, здійснюєтьводневих рідин вищеописаним способом (фіг 1 - 3) ся шляхом коливального впливу на рідину для містить ротор 11 із валом 12, який спирається на деструктивного перетворення її ХІМІЧНИХ зв'язків на підшипники 13 і 14 і забезпеченим ущільненням молекулярному рівні і включає передачу до рідини 15 На валу 12 встановлено принаймні одне неруколивальної енергії за допомогою джерела мехахомо сполучене з ним лопатеве робоче колесо 2, нічних коливань, вміщеного в рідину Згідно з освиконане у вигляді диска 16 із периферійною кільновною формою втілення, резонансне збудження цевою стінкою 17 У СТІНЦІ 17 робочого колеса 2 рідини здійснюють на одній з основних частот, що виконаний ряд рівномірно розподілених по колу підпорядковуються загальній залежності вихідних отворів 8 для випуску рідини, що обробF ^ R N 1 7 2 , де ляється Статор 4 має коаксіальну робочому колеN > 1 - вибране ціле число, су 2 стінку 18, впускний отвір 3 для подачі підлягаючої обробці рідини, сполучене з порожниною 1 Fi = 63,992420[кГц] - основна частота коливань робочого колеса 2, і випускний отвір 10 для відвепри N = 1 дення рідини Кільцева камера 5 для прийому ріЯк джерело коливань можуть бути використані дини обмежена в радіальному напрямку коаксіашироко ВІДОМІ в техніці поширені механічні, електльною стінкою 18 статора 4 і периферійною кільромеханічні, магнітострикційні, п'єзоелектричні, цевою стінкою 17 робочого колеса 2 Кільцева кагідродинамічні і ІНШІ випромінювачі, в тому числі мера 5 сполучена зі збірною камерою 5а і описане вище відоме роторне гідродинамічне випускним отвором 10 для відведення рідини ВІДджерело механічних коливань Нижня межа частоПОВІДНО до основної форми втілення пристрою тного діапазону з міркувань розумної достатності 12 11 57185 величина зовнішнього радіуса периферійної кільводиться через випускний отвір 10 статора 4 в цевої стінки 17 робочого колеса 2 складає напрямку, показаному стрілкою (фіг 2) Працезда2/3 4 R = 2,8477729n 10 [мм], де тність пристрою зберігається в будь-якому просто3 п = 14,651908F [o6/хв] - частота обертання роборовому положенні чого колеса 2, Перелік видів рідин, що піддаються обробці 1 7? згідно з винаходом, охоплює будь-які природні і F= 63.992420N [кГц] - основна частота резонансштучні рідини, що мають в своєму складі зв'язаний ного збудження, водень, передусім вуглеводневі рідини, а також N > 1 - вибране ціле число, приготовані на їх основі ВСІЛЯКІ розчини, емульсії, При цьому величина внутрішнього радіуса косуспензії і т п в широкому діапазоні в'язкості і інаксіальної стінки 18 статора 4 складає ших фізико-хімічних властивостей Ri = R + BS(2TI) [MM], де Спосіб фракціонування вуглеводневих рідин В > 1 - вибране ціле число, реалізовує описаний вище спосіб їх резонансної S = 7,2973531 [мм] - крок вихідних отворів 8 робообробки згідно з винаходом Цей спосіб фракціочого колеса на колі радіуса R нування здійснюється шляхом дистиляції і вклюВерхня межа реального діапазону прийнятних чає попередню обробку рідини за допомогою певеличин числа В обмежується міркуваннями пракредвключеного роторного гідродинамічного джетичної ДОЦІЛЬНОСТІ і може складати, наприклад, В = рела механічних коливань, подачу заздалегідь 20 обробленої рідини в ректифікаційну колону і відУ переважних формах втілення пристрою раведення дистильованих і залишкових фракцій У діальна протяжність L вихідних отворів 8 робочого основній формі втілення способу фракціонування колеса 2 виконана кратною або більш переважно попередню обробку рідини здійснюють шляхом и рівній величині S(2TI) 1 резонансного збудження ВІДПОВІДНО ДО вищеопиУ найбільш переважній формі втілення присаного способу резонансного збудження вуглевострою засіб для приводу ротора 11, переважно дневих рідин згідно з винаходом У переважній приєднаний через муфту 19 електропривод 20, формі втілення способу фракціонування від загамістить систему регулювання частоти обертання п льного потоку підлягаючої фракціонуванню рідини з відхиленням ±1% від и розрахункової величини відводять частковий потік і піддають його згаданій Як така система регулювання (на кресленнях не попередній обробці, після чого об'єднують обидва показана) може бути використана будь-яка відпопотоки перед подачею в ректифікаційну колону відна з широко відомих в техніці подібних систем Частковий потік може становити 5 80%, переважШирина вихідних отворів 8 робочого колеса 2, ніше за 20 50% від повного потоку виміряна в окружному напрямку на його перифеУ найбільш переважній формі втілення спосорійній поверхні 6, становить переважно половину бу фракціонування, що включає, нарівні з відомивід їх окружного кроку 8 Переважна витягнута пами, часткове повернення в ректифікаційну колону ралельно центральній осі 9 однакова форма вихівласної залишкової фракції, залишкову фракцію, дних отворів 8 робочого колеса 2 що повертається, також піддають попередній обДля рішення багатьох практичних задач резоробці шляхом резонансного збудження згідно з нансної обробки вуглеводневих рідин досить завинаходом стосування пристрою згідно з винаходом з одним Установка для фракціонування вуглеводневих робочим колесом 2 В випадку важкооброблюваної рідин шляхом дистиляції реалізовує описаний вирідини і/або підвищених вимог до результатів реще спосіб фракціонування вуглеводневих рідин зонансної обробки ротор 11 може містити два і згідно з винаходом Як і ВІДОМІ, вона містить (фіг 4) більше робочих коліс 2, що встановлюються звисполучені трубопроводами принаймні одну атмочайним чином на загальному валу 12, які по потоку сферну ректифікаційну колону 21, нагрівальний рідини звичайним чином сполучаються послідовпристрій 22 для рідини, що подається в неї, живно У разі підвищеної витрати, рідини, що вимагалячий насос 23 і передвкпючений роторний гідроється, встановлені на загальному валу 12 робочі динамічний пристрій 24 для попередньої обробки колеса 2 можуть звичайним чином сполучатися по рідини Згідно З ОСНОВНОЮ формою втілення устапотоку рідини паралельно Можливо також парановки, пристрій 24 для попередньої обробки рідилельне, послідовне або комбіноване сполучення ни виконаний ВІДПОВІДНО до одного з описаних випо потоку рідини декількох автономних пристроїв ще втілень пристрою для резонансного збудження згідно з винаходом як з одним, так і з декількома вуглеводневих рідин згідно з винаходом Пристрій робочими колесами 2 24 для резонансного збудження рідин послідовно Описаний пристрій для резонансного збувключений між виходом живлячого насоса 23 і дження вуглеводневих рідин працює таким чином входом ректифікаційної колони 21, у цьому випадУ пристрої згідно з винаходом (фіг 1 - 3) ротор ку через нагрівальний пристрій 22 При такому 11 із робочим колесом 2 приводиться за допомовключенні через пристрій 24 проходить весь потік гою електродвигуна 20 через муфту 19 із заданою рідини У переважній формі втілення установки частотою обертання Підлягаюча обробці вуглевовхід пристрою 24 для резонансного збудження днева рідина подається в напрямку стрілки через рідини сполучений із входом ректифікаційної ковпускний отвір 3 статора 4 в порожнину 1 робочого лони 21 через запірно-регулюючий орган 25, за колеса 2, що обертається всередині статора 4 Із допомогою якого можна певною мірою регулювати порожнини 1 робочого колеса 2 рідина під тиском частковий потік рідини, що проходить через привиходить через ряд вихідних отворів 8 і поступає в стрій 24 У більш переважній формі втілення устакільцеву камеру 5 між робочим колесом 2 і статоновки вихід пристрою 24 сполучений із входом ром 4 Із кільцевої камери 5 оброблена рідина від1 14 13 57185 реісгифікаційної колони 21 через запірноЗгідно З найбільш переважною формою втірегулюючий орган 26 За допомогою обох запірнолення, в установці для фракціонування, що місрегулюючих органів 25 і 26 можна більш точно тить, нарівні з відомими, контур часткового поверрегулювати частковий потік рідини, що проходить нення в ректифікаційну колону власної залишкової через пристрій 24, ВІДПОВІДНО до технологічних фракції, що включає послідовно сполучені трубопараметрів фракціонування, що вимагаються проводами подаючий насос 31 і третій нагрівальний пристрій 32, в контур часткового повернення При наявності в конкретній установці для фразалишкової фракції послідовно включений ще кціонування вуглеводневих рідин другої атмосфеодин аналогічний пристрій 24с для резонансного рної ректифікаційної колони 27 може бути викоризбудження залишкової фракції, що повертається, станий другий аналогічний пристрій 24а для резопісля першої колони 21 У представленому на кренансного збудження рідини У цьому випадку присленні фіг 4 прикладі пристрій 24с включений між стрій 24а послідовно включається між виходом виходом подаючого насоса 31 і нагрівальним принасоса 28, що подає залишкову фракцію (відбенстроєм 32 Запірно-регулюючі органи 25с і 26с визинену нафту) від першої колони 21 до другої коконують аналогічні функції лони 27, і входом колони 27, в цьому випадку через другий нагрівальний пристрій 29 ЗапірноРобота і експлуатація описаної установки для регулюючі органи 25а і 26а виконують аналогічні фракціонування вуглеводневих рідин здійснюється функції звичайним чином і відрізняється в порівнянні із звичайними установками подібного типу лише відПри наявності в конкретній установці для франосно управління згаданими запірно-регулюючими кціонування вуглеводневих рідин третьої, вакууморганами, яке може здійснюватися як вручну, так і ної ректифікаційної колони або іншого відомого звичайним чином автоматично ВІДПОВІДНО ДО затехнологічного обладнання для подальшої переданої технологічної програми робки залишкової фракції (на кресленні не показані) може бути використаний також третій аналогічНижче приведений конкретний приклад пракний пристрій 24Ь для резонансного збудження тичного здійснення даного винаходу на ДІЮЧІЙ назалишкової фракції після другої колони 27 У цьофтоперегінній установці, що містить дві атмосфему випадку пристрій 24Ь включається після насоса рних ректифікаційних колони, з використанням ЗО, що подає залишкову фракцію (мазут) від другої одного пристрою для резонансної обробки вуглеколони 27 на подальшу переробку Запірноводневих рідин, встановленого перед першою рекрегулюючі органи 25Ь і 26Ь виконують аналогічні тифікаційною колоною (див Таб) функції ТАБЛИЦЯ Приклад здійснення винаходу застосовно до важкої нафти родовищ Татарстану (Росія) № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Параметр Частота резонансного збудження рідини Номінальна частота обертання робочого колеса Радіус периферійної поверхні робочого колеса Окружний крок вихідних отворів робочого колеса на радіусі R Ширина вихідних отворів робочого колеса Радіальна протяжність вихідних отворів робочого колеса Радіус коаксіальної поверхні статора Потужність привідного електродвигуна Загальна витрата рідини Витрата рідини через пристрій для резонансної обробки Вихід бензинових фракцій (Те ж у звичайному режимі) Відносне підвищення виходу бензинових фракцій у порівнянні зі звичайним режимом Вихід дизельних фракцій (Те ж у звичайному режимі) Відносне підвищення виходу дизельних фракцій в порівнянні зі звичайним режимом Вихід мазуту (Те ж у звичайному режимі) Відносне зниження виходу мазуту в порівнянні зі звичайним режимом Позначення п R Розмірність КГц об /хв MM Величина 5,841 2920 S MM 7,297 MM 3,64 MM 7,30 Ri MM кВт м^/год 140,52 + и и ° 15 8,2 м3/год 2,2 % % 9,14 (5,78) % 58,13 % % 36,77 (24,72) % 48,75 % % 55,30 (68,41) % 19,16 F 139,36 оо8 15 16 57185 ІІ-И ш-ш 2 1? 5 5а Ь ФИГ. З ФИГ. 2 БеНЗИНОВые фракции На дальнейшую переработку 25с » 24= 26с 31 28 25а ФИГ. 4 24а 26а ЗО 24Ь 26» 1 8 4 17 Комп'ютерна верстка Е Гапоненко 57185 18 Підписано до друку 05 07 2003 Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна