Патент на изобретение №2253498

(54) СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЫХОДА СВЕТЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТИ НА РЕКТИФИКАЦИОННЫХ УСТАНОВКАХ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Способ увеличения выхода светлых нефтепродуктов при первичной переработке нефти на ректификационных установках заключается в съеме всего спектра слабых электромагнитных колебаний, сопровождающего процесс ректификации, включающей в себя и спектр колебаний нефти и спектр колебаний адсорбционно связанных легких и тяжелых углеводородов в этой нефти, и вводе их в резонатор для концентрации и усиления собственных слабых электромагнитных колебаний. Резонатор представляет собой замкнутую торообразную камеру, образованную присоединительным по внутреннему периметру камеры последовательно друг к другу тонкостенными листами Мебиуса, соотношения длин которых находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду. Прогоняя указанные собственные слабые электромагнитные колебания процесса по многомерной замкнутой поверхности торообразной камеры для их усиления, затем возвращают их в ректификационную колонну для достижения резонансного эффекта, т.е. увеличения амплитуды колебаний между тяжелыми и легкими адсорбционно связанными углеводородами, что приводит к разрыву указанных связей и возрастанию концентрации свободных легких углеводородов.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к разделению нефти на углеводородные фракции в ректификационной колонне.

В настоящее время в нефтеперерабатывающей промышленности широко используется способ первичной переработки нефти, состоящий в разделении нефти на углеводородные фракции путем испарения легко кипящих фракций из нефти, вводимой внутрь ректификационной колонны, и последующей конденсации углеводородных фракций на тарелках, расположенных на различных высотах колонны. Такой способ позволяет выделить и разделить на бензиновую, керосиновую и дизельную фракции до 94-98% находящихся в несвязанном состоянии легких углеводородных фракций из нефти. Оставшиеся 2-6% свободных, несвязанных легких фракций остаются в мазуте, представляющем дисперсную, так же как и нефть, среду, состоящую в основном из углеводородов, температура кипения которых выше 340-360°С.

Эта дисперсная среда состоит не только из большого набора различных высокомолекулярных углеводородов, в которых количество атомов углерода больше 14-16 и выше, и ассоциатов, представляющих собой конгломераты из адсорбционно связанных с помощью сил Ван-дер-Ваальса тяжелых и легких углеводородов. Каждая такая адсорбционная связь между легкими и тяжелыми углеводородами имеет для конкретной тяжелой и легкой пары углеводородов частотную характеристику и амплитуду колебаний, возрастающую при повышении температуры. При достижении определенной температуры амплитуда колебаний может достигнуть такой величины, что сил Ван-дер-Ваальса будет недостаточно для удержания друг с другом этой пары и связь между ними порвется. Однако такие температуры, как правило, лежат выше 360°С, предельной для температуры нефти, подаваемой в ректификационную колонну.

Известен способ увеличения выхода светлых нефтепродуктов при первичной переработке нефти на ректификационных установках, заключающийся в разделении нефти на углеводородные фракции в процессе ректификации при ее облучении усиленными в резонаторе слабыми электромагнитными колебаниями (RU патент №2157026, Н 01 Р 7/00, опубл. 27.09.2000 г.).

Недостатком данного способа является то, что процесс усиления слабых электромагнитных колебаний не учитывает гармонизацию выдаваемого во внешнее пространство электромагнитного излучения. Гармонизация отражает процесс приведения решения к золотому сечению, то есть к закономерно уравновешенной форме. В связи с отсутствием подчиненности гармонизации выдаваемого излучения процесс разрыва связей легких и тяжелых углеводородов по случайным совпадениям носит слабовыраженный характер.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи разрыва адсорбционно связанных легких и тяжелых углеводородов и увеличения, тем самым, концентрации свободных углеводородов нефти.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении выхода светлых фракций (бензин, керосин, дизельное топливо) при ректификации нефти.

Указанный технический результат достигается тем, что увеличиваются амплитуды колебаний между адсорбционно связанными тяжелыми и легкими углеводородами нефти за счет резонансного воздействия на нефть, находящуюся в ректификационной колонне. Для этой цели сначала снимают весь спектр слабых электромагнитных колебаний, сопровождающий процесс ректификации, включающей в себя и спектр колебаний нефти и спектр колебаний адсорбционно связанных легких и тяжелых углеводородов в этой нефти, а затем его вводят в резонатор для концентрации и усиления собственных слабых электромагнитных колебаний. Резонатор представляет собой замкнутую торообразную камеру, образованную присоединительным по внутреннему периметру камеры последовательно друг к другу тонкостенными листами Мебиуса, выполненными из парамагнитного и/или диамагнитного материала и соотношения длин которых находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду, и, прогоняя указанные собственные слабые электромагнитные колебания процесса по многомерной замкнутой поверхности торообразной камеры для их усиления, возвращает их в ректификационную колонну для достижения резонансного эффекта с последующим многократным повторением съема, усиления и возврата указанных колебаний.

Вследствие такого обменного резонансного воздействия на нефть увеличиваются, в частности, амплитуды колебаний между тяжелыми и легкими адсорбционно связанными углеводородами, что приводит к разрыву указанных связей и возрастанию концентрации свободных легких углеводородов, что увеличивает суммарный выход бензина, керосина, дизельного топлива и соответствующее уменьшение мазута при ректификации нефти.

Указанные признаки являются взаимосвязанными между собой и являются существенными для получения требуемого технического результата.

Согласно настоящему изобретению способ увеличения выхода светлых фракций при ректификации нефти заключается в увеличении амплитуды колебаний адсорбционно связанных легкий и тяжелых углеводородов. Это увеличение амплитуды колебаний обусловлено явлением резонанса, возникающего при воздействии на находящуюся в ректификационной колонне нефть, собственными слабыми электромагнитными колебаниями, сопровождающими процесс ректификации и усиленными в резонаторе, представляющем собой замкнутую торообразную камеру, образованную присоединительным по внутреннему периметру камеры последовательно друг к другу тонкостенными листами Мебиуса, выполненными из парамагнитного и/или диамагнитного материала, и соотношения длин которых находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду. Прогоняя указанные собственные слабые электромагнитные колебания процесса по многомерной замкнутой поверхности торообразной камеры для их усиления, возвращают их в зону разделения нефти для достижения резонансного эффекта с последующим многократным повторением съема и возврата указанных колебаний.

Особенностью резонатора является его способность усиливать введенные в полость камеры тора электромагнитные колебания, прогоняя их по многомерной замкнутой поверхности тора, образованной листами Мебиуса. Такое становится возможным, так как с топологической точки зрения лист Мебиуса представляет собой неориентируемую поверхность с нулевой эйлеровой характеристикой, ограниченной одной замкнутой линией.

Проявление настоящих свойств у такого устройства в настоящее время не может быть теоретически объяснено, хотя данные свойства однозначно зафиксированы проведенными экспериментами и опытной эксплуатацией. Таким образом, резонатор представляет собой устройство, протекающие процессы в котором не могут быть научно-теоретически подтверждены, но налицо имеется конкретный результат.

В резонаторе соотношения длин листов Мебиуса находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду. Приведение длин листов Мебиуса, образующих торообразную камеру к определенной закономерности, например, определяющей отношение частей целого между собой и с целым, позволяет настроить камеру на гармонизацию выдаваемого усиленного излучения с колебательными процессами в природе. При проведении экспериментов было установлено, что изменяя длину листов Мебиуса так, что соотношения их длин находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду, существенно поднимется эффективность воздействия передаваемого во внешнее пространство излучения на конкретный объект.

Например, при воздействии на гудрон при его окислении, вследствие усиления и передачи в пространство этим устройством слабых электромагнитных колебаний, сопровождающих процесс окисления гудрона, уменьшается температура подаваемого в окислительную колонну гудрона на 20-30°С, уменьшается температура окисления гудрона в самой колонне на 30 и более градусов. Такое “мягкое” окисление гудрона существенно улучшает технологические характеристики дорожного битума, увеличивает производительность колонны вследствие уменьшения выброса “черного” соляра в атмосферу, улучшает экологическую обстановку и значительно снижает энергоемкость производства дорожного битума.

Полученные в результате экспериментов показатели указывают на то, что гармонизация длин листов Мебиуса и приведение соотношения их длин к естественным пропорциям, таким как пропорции музыкального ряда, приводят к гармонизации выдаваемого во внешнее пространство электромагнитного излучения. Гармонизация отражает процесс приведения решения к золотому сечению, то есть к закономерно уравновешенной форме. Вопросы пропорций музыкального ряда, как один из возможных путей приведений решения к золотому сечению, хорошо рассмотрены в книге М.А.Марутаева “Гармония как закономерность природы”, М, “Наука”, 1980, стр.162-165, 194-200.

Опытно-промышленные испытания на ректификационных колоннах показали возможность увеличения выхода светлых фракций при первичной переработке нефти за счет увеличения концентрации свободных (невидимых) легких углеводородов в нефти, возникающей в результате разрыва связей между адсорбционно связанных легких и тяжелых углеводородов.

Опытно-промышленные испытания проводились на АВТ-4 в АО “НОРСИ”, на АВТ-2 в ООО “Киришинефтеоргсинтез” и на АВТ-6 ОАО “Саратовский НПЗ”. На всех указанных установках предварительно проводились контрольные испытания (1-ый этап), проходящие в обычном технологическом режиме, соответствующем требованиям нормативно-технической документации и требованиям регламента установки и экологической безопасности. Срок этих нормативных испытаний во всех трех случаях был не меньше двух недель. После проведения первого этапа проводился в абсолютно аналогичном режиме 2-ой этап (опытно-промышленные испытания), срок которых был не менее четырех недель, достаточный для достоверных статистических данных.

В процессе испытания через каждые два часа фиксировались технологические показатели режима работы установки, влияющие на отбор светлых нефтепродуктов:

– производительность по обессоленной нефти;

– давление в колоннах К1 и К2;

– расход перегретого пара в К1 и К2;

– температурный режим в К1 и К2;

– плотной обессоленной накопительной нефти, собираемой в течение каждых суток.

На каждом этапе испытаний проводился аналитический контроль:

2-3 раза в неделю определялось потенциальное содержание светлых фракций в нефти, накопительная проба которой отбиралась каждые 3 часа;

– фракционный состав бензина (НК-180°С) – 3 раза в сутки;

– фракционный состав керосина (180°-240°С) – 3 раза в сутки;

– фракционный состав дизельного топлива (240°-260°С) – 3 раза в сутки;

– содержание светлых фракций в мазуте – 3 раза в сутки.

Эффективность способа на процессе ректификации нефти в промышленных условиях определяется по изменению процента отбора суммы светлых фракций от потенциального содержания светлых в нефти.

“Потенциал светлых в нефти” – это сумма фракций, вытекающих до 360°С.

Потенциал светлых в нефти рассчитывался по методике определения качества нефти (выход фракций до 360°С на АРН по ГОСТ 110011) по результатам разгонки усредненной пробы сырой нефти за 3 дня на аппарате АРН-2 (аппарат разгонки нефти).

Коэффициент отбора суммы светлых определялся по отношению фактического отбора суммы светлых от перерабатываемого сырья к потенциалу светлых в нефти.

Разница в сравнении коэффициента отбора суммы светлых в контрольном и экспериментальном этапах являлась оценкой эффективности описываемого способа.

В зависимости от используемой нормы на установках и требуемого качества нефтепродуктов (производства летнего или зимнего дизельного топлива) коэффициент отбора светлых нефтепродуктов в периоды опытно-промышленных испытаний по сравнению с контрольными был увеличен в ОА “НОРСИ” на 5,9%, в ООО “Киришинефтеоргсинтез” на 7,1%, в ОАО “Саратовский НПЗ” от 6,5% до 9,2%. При этом в контрольные и экспериментальные этапы качество нефтепродуктов соответствовало требованиям СТП и нормативно-технической документации предприятий.

Формула изобретения

Способ увеличения выхода светлых нефтепродуктов при первичной переработке нефти на ректификационных установках, заключающийся в разделении нефти на углеводородные фракции в процессе ректификации при ее облучении усиленными в резонаторе слабыми электромагнитными колебаниями, отличающийся тем, что сначала осуществляют съем всего спектра собственных слабых электромагнитных колебаний, сопровождающих процесс ректификации, и ввод их для концентрации и усиления собственных слабых электромагнитных колебаний в резонатор, представляющий собой замкнутую торообразную камеру, образованную присоединенными по внутреннему периметру камеры последовательно друг к другу тонкостенными листами Мебиуса из парамагнитного и/или диамагнитного материала, соотношения длин которых находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду, затем прогоняют указанные собственные слабые электромагнитные колебания процесса по многомерной замкнутой поверхности указанной камеры для их усиления и возвращают их в ректификационную колонну для достижения резонансного эффекта увеличения амплитуды колебаний между тяжелыми и легкими адсорбционно связанными углеводородами с последующим многократным повторением съема, усиления и возврата указанных колебаний.