|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Представлены способ, система и устройство для разделения в обработке исходных сырьевых материалов. Согласно одному варианту исполнения устройство включает трубчатую емкость, имеющую квадратный трубный вход и выпуск для пара, причем выпуск для пара размещен на верху трубчатой емкости, и квадратный трубный вход размещен тангенциально к внутреннему диаметру трубчатой емкости; барабан, размещенный ниже трубчатой емкости; и изолирующую двойную шиберную задвижку, размещенную между трубчатой емкостью и барабаном, в котором поток газа и твердые вещества поступают в трубчатую емкость через квадратный трубный вход, и в котором газ и твердые вещества разделяются с использованием центробежной силы и в котором газ выходит через выпуск для пара, и твердые вещества собираются в барабане. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Представлены способ, система и устройство для разделения в обработке исходных сырьевых материалов. Согласно одному варианту исполнения устройство включает трубчатую емкость, имеющую квадратный трубный вход и выпуск для пара, причем выпуск для пара размещен на верху трубчатой емкости, и квадратный трубный вход размещен тангенциально к внутреннему диаметру трубчатой емкости; барабан, размещенный ниже трубчатой емкости; и изолирующую двойную шиберную задвижку, размещенную между трубчатой емкостью и барабаном, в котором поток газа и твердые вещества поступают в трубчатую емкость через квадратный трубный вход, и в котором газ и твердые вещества разделяются с использованием центробежной силы и в котором газ выходит через выпуск для пара, и твердые вещества собираются в барабане.
(19)
Евразийское
патентное
ведомство
(21) 201390989 (13) A1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2014.06.30
(22) Дата подачи заявки
2011.12.30
(51) Int. Cl.
B01D 45/12 (2006.01) B04C 5/26 (2006.01) C10B 49/22 (2006.01) C10G 9/32 (2006.01) C10G11/18 (2006.01) C10G 47/30 (2006.01)
(54)
СПОСОБ, СИСТЕМА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ В ОБРАБОТКЕ ИСХОДНЫХ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
(31) 61/428,316
(32) 2010.12.30
(33) US
(86) PCT/US2011/068237
(87) WO 2012/092613 2012.07.05
(88) 2012.09.27
(71) Заявитель:
АЙВАНХО ЭНЕРДЖИ ИНК. (CA)
(72) Изобретатель:
Павел Стефен К., Силверман Майкл А., Калота Стивен А. (US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU) (57) Представлены способ, система и устройство для разделения в обработке исходных сырьевых материалов. Согласно одному варианту исполнения устройство включает трубчатую емкость, имеющую квадратный трубный вход и выпуск для пара, причем выпуск для пара размещен на верху трубчатой емкости, и квадратный трубный вход размещен тангенциально к внутреннему диаметру трубчатой емкости; барабан, размещенный ниже трубчатой емкости; и изолирующую двойную шиберную задвижку, размещенную между трубчатой емкостью и барабаном, в котором поток газа и твердые вещества поступают в трубчатую емкость через квадратный трубный вход, и в котором газ и твердые вещества разделяются с использованием центробежной силы и в котором газ выходит через выпуск для пара, и твердые вещества собираются в барабане.
2420-197546ЕА/035 СПОСОБ, СИСТЕМА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ В ОБРАБОТКЕ ИСХОДНЫХ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество и приоритет Предварительной Патентной Заявки США с серийным № 61/428,316, озаглавленной "ИНЕРЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ТЯЖЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ИСХОДНЫХ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ", поданной 30 декабря 2010 года, которая в настоящий документ включена в качестве ссылки во всей своей полноте для всех целей.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее изобретение в основном относится к оборудованию для быстрой термической обработки вязкого нефтяного исходного сырья. Более конкретно, настоящее изобретение направлено на способ, систему и устройство для разделения в обработке исходных сырьевых материалов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Запасы тяжелой нефти и битума компенсируют сокращение добычи традиционных легких и средних сортов сырой нефти, и добыча из этих запасов неуклонно возрастает. Эти сырые нефти нельзя перекачивать по трубопроводам, если только не добавлять разбавители, чтобы снизить их вязкость и удельный вес для соответствия техническим характеристикам трубопроводов. В альтернативном варианте, желательные свойства могут быть достигнуты первичной обработкой для повышения качества. Однако разбавленные сырые нефти или первично обработанные синтетические сырые нефти значительно отличаются от обычных сортов сырой нефти. В результате битумные смеси или синтетические сырые нефти не без труда подвергаются переработке на обычных нефтеперегонных заводах в условиях каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Поэтому в любом случае должна проводиться дополнительная обработка на нефтеперегонных заводах, оборудованных для переработки либо разбавленных, либо подвергнутых первичной обработке исходных сырьевых материалов.
[0004] Многие тяжелые углеводородные исходные сырьевые материалы также характеризуются как включающие значительные
количества BS &W (донного осадка и воды). Такие исходные сырьевые материалы непригодны для транспортирования по трубопроводам, или перегонке вследствие их коррозионно-агрессивных свойств и присутствия песка и воды. Как правило, исходные сырьевые материалы, которые характеризуются как имеющие менее 0,5% по весу BS &W, могут быть транспортированы по трубопроводу, а такие, которые включают большие количества BS &W, нуждаются в некоторой степени переработки или обработки для снижения содержания BS &W перед транспортированием. Такая переработка может включать хранение, чтобы создать возможность оседания воды и твердых частиц, и термическую обработку для удаления воды и других компонентов. Однако эти действия повышают производственные расходы. Поэтому в технологии существует потребность в эффективном способе обработки для повышения качества исходного сырья, имеющего значительное содержание BS &W, перед транспортировкой или дальнейшей переработкой исходного сырья.
[0005] Тяжелые нефти и битумы могут быть подвергнуты обработке для повышения качества с использованием ряда способов, включающих термическую обработку (например, Патент США № 4490234; Патент США № 4294686; Патент США № 4161442), процедуры гидрокрекинга (Патент США № 4252634), легкого крекинга (Патент США № 4427539; Патент США № 4569753; Патент США № 5413702), или каталитического крекинга (Патент США № 5723040; Патент США № 5662868; Патент США № 5296131; Патент США № 4985136; Патент США № 4772378; Патент США № 4668378, Патент США № 457 8183). В некоторых из этих способов, таких как легкий крекинг или каталитический крекинг, используют либо инертные, либо каталитические дисперсные контактные материалы внутри реакторов с восходящим или нисходящим движением слоя. Каталитические контактные материалы по большей части представляют собой материалы на основе цеолитов (например, смотри Патент США № 5723040; Патент США № 5662868; Патент США № 5296131; Патент США № 4985136; Патент США № 4772378; Патент США № 4668378, Патент США № 4578183; Патент США № 4435272; Патент США № 4263128), тогда как в легком крекинге обычно применяют
инертный контактный материал (например, Патент США № 4427539; Патент США № 4569753), углеродсодержащие твердые материалы (например, Патент США № 5413702), или инертные твердые материалы на основе каолина (например, Патент США № 4569753).
[0006] В технологии известно применение каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCC) или других установок для прямой переработки битумных исходных сырьевых материалов. Однако многие соединения, присутствующие в необработанных исходных сырьевых материалах, препятствуют проведению этих процессов образованием отложений на самом контактном материале. Эти загрязнители исходного сырья включают металлы, такие как ванадий и никель, прекурсоры кокса, такие как коксовые остатки по Конрадсону, и асфальтены. Пока отложения этих материалов не будут удалены выжиганием в регенераторе, они могут обусловливать отравление и необходимость преждевременной замены контактного материала. В особенности это справедливо для контактного материала, используемого в FCC-процессах, когда эффективный крекинг и правильное регулирование температуры процесса требует контактных материалов, включающих мало или не содержащих сгораемые осажденные материалы или металлы, которые мешают проведению каталитического процесса.
[0007] Для уменьшения загрязнения каталитического материала внутри установок для каталитического крекинга была предложена предварительная обработка исходного сырья путем легкого крекинга (Патент США № 5413702; Патент США № 4569753; Патент США № 4427539), термической обработки (Патент США № 4252634; Патент США № 4161442), или других способов, обычно с использованием реакторов типа FCC, действующих при температурах ниже, чем требуется для крекинга исходного сырья (например, Патент США № 4980045; Патент США № 4818373, и Патент США № 4263128). Эти системы работают в последовательном соединении с FCC-установками и функционируют как установки для предварительной обработки для FCC. Эти способы предварительной обработки предназначены для удаления загрязняющих материалов из исходного сырья, и действуют в условиях, которые сдерживают любой крекинг. Эти способы обеспечивают то, что любая обработка
для повышения качества и контролируемый крекинг исходного сырья происходят внутри FCC-реактора при оптимальных условиях.
[0008] Битумные исходные сырьевые материалы включают твердые вещества, такие как песок и прочие дисперсные материалы. Прямая переработка битумных исходных сырьевых материалов должна проводиться путем контакта водородсодержащего газа с потоком углеводородного сырья при повышенных температурах и давлениях. Таким образом, основные затраты на такую переработку по существу приходятся на получение и поддержание технологического оборудования. Примерами основных затрат являются: резервуары и связанные с ними печи, теплообменники, сборные узлы распределительных тарелок, насосы, трубопроводы и клапаны, пригодные для такой эксплуатации, и расходы на замену катализатора, загрязненного при такой эксплуатации, и стоимость сборки оборудования. Промышленная гидроочистка относительно недорогих исходных сырьевых материалов, таких как отбензиненные сырые нефти, содержащие загрязняющие соединения, требует применения величин расхода потока порядка от нескольких тысяч до ста тысяч баррелей в день, с одновременным расходом потока водорода до 10000 стандартных кубических футов (283,17 м3) на баррель (159 л) жидкого сырья. Резервуары, пригодные к проведению в них таких реакционных процессов, являются соответственно дорогостоящими вследствие необходимости как содержать коррозионно-агрессивные среды, так и противостоять коррозии и охрупчиванию металла под действием водородных соединений, соединений серы и твердых веществ внутри битумных исходных сырьевых материалов, в то же время обеспечивая проведение желательных реакций при повышенных давлениях и температурах. Насосы, трубопроводы и вентили для обработки потоков текучих сред, содержащих водород при таких давлениях и температурах, также являются дорогостоящими, поскольку при таких давлениях уплотнения должны оставаться непроницаемыми для водорода на протяжении длительных периодов эксплуатации в течение многих месяцев. Тонко- и сверхтонкодисперсные частицы, глины, пески и твердые частицы в тяжелой нефти и битуме также могут со временем снижать
эффективность уплотнений. Кроме того, дорогостоящим является обеспечение того, чтобы все оборудование было собрано, изготовлено и/или надлежащим образом содержалось.
[0009] Даже при принятии всех мер предосторожности во время процесса обработки для повышения качества, и при сборке, изготовлении и техническом обслуживании оборудования, чтобы обеспечить чистейший конечный продукт, квалифицированный специалист в этой области технологии понимал неизбежность того, что конечный продукт часто включает тонко- и сверхтонкодисперсные глины, пески и твердые частицы, которые происходят из битумного или нефтяного исходного сырья.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00010] Представлены способ, система и устройство для разделения в обработке исходных сырьевых материалов. Согласно одному варианту исполнения, устройство включает трубчатую емкость, имеющую квадратный трубный вход и выпуск для пара, причем выпуск для пара размещен на верху трубчатой емкости, и причем квадратный трубный вход размещен тангенциально к внутреннему диаметру трубчатой емкости; барабан, размещенный ниже трубчатой емкости; и изолирующая двойная шиберная задвижка, размещенная между трубчатой емкостью и барабаном, в котором поток газа и твердые вещества поступают в трубчатую емкость через квадратный трубный вход, и в котором газ и твердые вещества разделяются с использованием центробежной силы, и в котором газ выходит через выпуск для пара, и твердые вещества собираются в барабане.
[00011] Системы, способы, признаки и преимущества изобретения будут или станут очевидными квалифицированному специалисту в этой области технологии после ознакомления с нижеследующими фигурами и подробным описанием. Предполагается, что все такие дополнительные способы, признаки и преимущества являются включенным в пределы этого описания, находятся в пределах области изобретения, и защищены пунктами прилагаемой патентной формулы. Также предполагается, что изобретение не ограничивается необходимыми подробностями примерных вариантов осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[00012] Сопроводительные чертежи, которые включены как часть настоящего описания, иллюстрируют предпочтительные в данный момент варианты исполнения, и, вместе с приведенным выше общим описанием и приведенным ниже подробным описанием предпочтительных вариантов исполнения, служат для разъяснения и изложения принципов настоящего изобретения.
[00013] Фиг.1 иллюстрирует конструкцию реактора согласно прототипу.
[00014] Фиг.2 иллюстрирует конструкцию реактора согласно прототипу.
[00015] Фиг.3 иллюстрирует примерную конструкцию реактора для применения с настоящей системой, согласно одному варианту исполнения.
[00016] Фиг.4 иллюстрирует примерную секцию вторичного сепаратора для применения с настоящей реакторной системой, согласно одному варианту исполнения.
[00017] Фиг.5 иллюстрирует проектный рабочий чертеж одного примерного вторичного сепаратора для применения с настоящей системой, согласно одному варианту исполнения.
[00018] Фиг.б иллюстрирует сравнение характеристик сбора твердых веществ по весу для настоящего вторичного сепаратора и охлаждающей емкости, согласно одному варианту исполнения.
[00019] Фиг.7 иллюстрирует примерные характеристики выноса песка, согласно одному варианту исполнения.
[00020] Фиг.8 иллюстрирует примерные результаты испытаний выжигания углеводородов.
[00021] Фиг.9 иллюстрирует примерные распределения численных количеств частиц для различных продуктов синтетической сырой нефти.
[00022] Фиг.10 иллюстрирует полученное в сканирующем электронном микроскопе (SEM) изображение (100-кратное увеличение) твердых частиц, задержанных настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения.
[00023] Фиг.11 иллюстрирует полученное в сканирующем электронном микроскопе (SEM) изображение (500-кратное
увеличение) твердых частиц, задержанных настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения.
[00024] Фиг.12 иллюстрирует полученное в сканирующем электронном микроскопе (SEM) изображение (1000-кратное увеличение) твердых частиц, задержанных настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения.
[00025] Фиг.13 и 14 иллюстрируют столбчатые диаграммы гранулометрического состава твердых веществ, захваченных циклонным сепаратором и настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения.
[0002 6] Фиг.15 иллюстрирует параметры размеров частиц твердых веществ, захваченных циклонным сепаратором и настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения.
[00027] Фиг.16 иллюстрирует диаграмму устройства для испытания термического загрязнения согласно прототипу.
[00028] Фиг.17 иллюстрирует результаты примерного испытания загрязнения для реализации без настоящего вторичного сепаратора.
[00029] Фиг.18 иллюстрирует результаты примерного испытания загрязнения для реализации с настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения.
[00030] Фиг.19 иллюстрирует дополнительные результаты примерного испытания загрязнения для реализации с настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения.
[00031] Фиг.20 иллюстрирует полученные с использованием микроскопа изображения твердых веществ, циркулирующих в исходном сырьевом битуме из песков Атабаски.
[00032] Фиг.21 иллюстрирует полученный с использованием FBRM (измерение отражения фокусированного пучка) график размера частиц в исходном сырьевом битуме из песков Атабаски.
[00033] Фиг.22 иллюстрирует сравнение на основе FBRM трех партий битума из песков Атабаски.
[00034] Следует отметить, что фигуры необязательно вычерчены в масштабе, и что элементы сходных конструкций или функции в основном представлены подобными кодовыми номерами позиций для целей иллюстрирования на протяжении всех фигур.
Также следует отметить, что фигуры предназначены только для упрощения описания разнообразных описываемых здесь вариантов исполнения. Фигуры не обязательно описывают каждый аспект раскрытых здесь инструктивных указаний, и не ограничивают область пунктов патентной формулы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00035] Представлены способ, система и устройство для разделения в обработке исходных сырьевых материалов. Согласно одному варианту исполнения, устройство включает трубчатую емкость, имеющую квадратный трубный вход и выпуск для пара, причем выпуск для пара размещен на верху трубчатой емкости, и причем квадратный трубный вход размещен тангенциально к внутреннему диаметру трубчатой емкости; барабан, размещенный ниже трубчатой емкости; и изолирующая двойная шиберная задвижка, размещенная между трубчатой емкостью и барабаном, в котором поток газа и твердые вещества поступают в трубчатую емкость через квадратный трубный вход, и в котором газ и твердые вещества разделяются с использованием центробежной силы, и в котором газ выходит через выпуск для пара, и твердые вещества собираются в барабане.
[00036] Настоящее изобретение представляет устройство или добавочный блок к установке для быстрой термической обработки, которое(-рый) способно(-бен) производить превосходный, устойчивый и однородный поток смеси газа (например, водородсодержащего газа) и жидкости (например, жидкого углеводорода) в реактор, без недостатков, присущих способам и устройствам согласно прототипу.
[00037] Настоящая система преодолевает недостатки прототипа тем, что предусматривает вторичный сепаратор ниже по потоку относительно реактора, чтобы обеспечивать удаление твердых веществ, происходящих из исходного сырья и реакционных продуктов, из парообразного продукта реакции и повышение качества продукта реакции. Назначение реактора состоит в преобразовании тяжелого нефтяного исходного сырья в более легкий конечный продукт путем реакции пиролиза (термического крекинга) внутри циркулирующего слоя реакторной системы с
транспортом твердого теплоносителя.
[00038] Настоящее изобретение представляет вторичный сепаратор (также взаимозаменяемо называемый здесь инерционным сепаратором и вторичной сепараторной системой) для быстрой термической обработки с целью повышения качества вязких тяжелых углеводородов как исходных сырьевых материалов. Вторичный сепаратор включает цилиндрический элемент и конструкцию, определяющую отверстие на верхнем конце и отверстие на нижнем конце, и по меньшей мере одно отверстие с осью, проходящей перпендикулярно цилиндрическому элементу, через которое смесь из газообразного продукта и твердых частиц поступает во вторичный сепаратор. По меньшей мере один второй цилиндрический элемент, который является внутренним по отношению к первому цилиндрическому элементу, находится у самого верхнего отверстия с осью, которая проходит перпендикулярно цилиндрическому элементу. К цилиндрическому элементу у отверстия на нижнем конце цилиндрического элемента присоединена куполообразная конструкция. Куполообразная конструкция дополнительно сокращает размер отверстия на нижнем конце первого цилиндрического элемента. Твердые частицы выходят из вторичного сепаратора через отверстие на нижнем конце вторичного сепаратора. Настоящее изобретение дополнительно исполняет его желательные цели тем, что принимает газообразный продукт из реактора. Газообразный продукт содержит твердые частицы из исходного сырья, реакционного продукта или циркулирующего твердого теплоносителя, вынесенные из реакционного резервуара, которые должны быть отделены от парообразного продукта реакции. Газообразный продукт проходит через вторичный сепаратор, снижающий количество твердых частиц и повышающий качество парообразного продукта реакции.
[00039] Настоящий вторичный сепаратор используется в процессах для повышения качества тяжелой нефти или битума как исходного сырья, включающего частичное химическое улучшение или мягкий крекинг исходного сырья. Эти процессы также снижают уровни содержания загрязняющих примесей внутри исходных сырьевых материалов, тем самым сокращая загрязнение
каталитических контактных материалов, таких как материалы, используемые в крекинге или гидрокрекинге, компонентами, присутствующими в тяжелой нефти или битуме как исходном сырье. Такие процессы и/или способы, и соответственные устройства и продукты описаны в Патенте США № 7572365; Патенте США № 7572362; Патенте США № 7270743; Патенте США № 5792340; Патенте США № 5961786; Патенте США № 7905990; и в находящихся на рассмотрении Патентных Заявках США с серийными номерами 13/340,487, 13/340,569, 12/046,363 и 09/958,261, включенных здесь ссылкой во всей своей полноте.
[00040] Как описано в Патенте США № 5792340 (включенном здесь ссылкой во всей своей полноте), в пиролизной реакторной системе данного типа для жидкого исходного сырья требуется система диспергирования подводимого сырья. Транспортный газ
(газлифт) вводят в реактор через нагнетательную камеру, размещенную ниже газораспределительной пластины. Назначение системы диспергирования подводимого сырья состоит в достижении условий более эффективного теплопереноса для жидкого исходного сырья путем сокращения размера капелек жидкого подводимого сырья для увеличения отношения площади поверхности к объему. Назначение газораспределительной пластины для транспортного газа (тарельчатого распределителя) заключается в создании оптимального режима течения газа, который облегчает смешение подводимого сырья и твердого теплоносителя.
[00041] Под "исходным сырьем" или "тяжелым углеводородным исходным сьгрьем" в общем понимают производное из нефти масло с высокой плотностью и вязкостью, часто называемое (но не ограничивающееся этим) тяжелой сырой нефтью, тяжелым маслом, битумом (из нефтеносных песков) или кубовым остатком нефти
(гудрон или асфальт). Однако термин "исходное сырье" также может включать нижние фракции перегонки сырой нефти, такие как кубовые остатки перегонки при атмосферном давлении или кубовые остатки вакуумной перегонки. Кроме того, исходное сырье может включать значительные количества BS &W (донного осадка и воды), например, но без ограничения этим, содержание BS &W свыше 0,5% по весу. Предпочтительными исходными сырьевыми материалами
являются тяжелая нефть и битум. Варианты осуществления изобретения также могут быть применимы к преобразованию других исходных сырьевых материалов, включающих, но не ограничивающихся таковыми, пластики, полимеры, углеводороды, нефтепродукты, уголь, сланец, исходные сырьевые материалы для переработки нефти, битумы, легкие нефти, смолистые отложения, пылевидный уголь, биомассу, суспензии биомассы, жидкие биомассы из любого органического материала, и смеси. Биомасса в качестве исходного сырья предпочтительно представляет собой сухое древесное исходное сырье, которое может быть в форме опилок, но жидкие и парофазные (газофазные) материалы биомассы могут быть эффективно обработаны в системе быстрой термической конверсии с использованием альтернативной жидкой или парофазной системы подводимого сырья. Исходные сырьевые материалы из биомассы, которые могут быть использованы, включают, но не ограничиваются таковыми, древесину твердых лиственных пород, древесину мягких хвойных пород, кору, остатки сельскохозяйственного и лесоводческого производства, и прочие углеродсодержащие исходные сырьевые материалы из биомассы.
[00042] Как описано в Патенте США № 5792340, в пиролизной реакторной системе данного типа для жидкого исходного сырья требуется система диспергирования подводимого сырья. Транспортный газ (газлифт) вводят в реактор через нагнетательную камеру, размещенную ниже газораспределительной пластины. Назначение системы диспергирования подводимого сырья состоит в достижении условий более эффективного теплопереноса для жидкого исходного сырья путем сокращения размера капелек жидкого подводимого сырья для увеличения отношения площади поверхности к объему. Назначение газораспределительной пластины для транспортного газа (тарельчатого распределителя) заключается в создании оптимального режима течения газа, который облегчает смешение подводимого сырья и твердого теплоносителя.
[00043] Фиг.1 иллюстрирует реактор с конструкцией согласно прототипу. Конструкция реактора 100 включает трубчатый реактор 101, где рециркулирующий или транспортный газ 102 поступает в
самую нижнюю точку 102а. Регенерированный твердый теплоноситель
103 поступает в несколько более высокую точку 103а, и в самую
высокую точку 104а вводится подводимая в реактор сырьевая
жидкость 104. Закоксованный/израсходованный твердый
теплоноситель, продукты и другие газы и твердые частицы 105, выведенные из верха реактора, поступают в циклонный сепаратор 10 6, где газы (парообразные продукты и другие газы) и твердые вещества (твердый теплоноситель и твердые частицы) разделяются. Парообразные продукты и другие газы продолжают двигаться в процесс ниже по потоку для дальнейшего разделения продуктов 107. Поток 108 твердых веществ поступает в систему 109 повторного нагрева (система 109 повторного нагрева не изображена в фигуре, но включение в систему будет понятным для специалиста с обычной квалификацией в этой области технологии). Твердый теплоноситель подвергается регенерации, и затем проходит через боковую секцию для транспортирования регенерированного твердого теплоносителя 103 обратно в реактор 101.
[00044] Фиг.2 иллюстрирует реактор с конструкцией согласно прототипу. Подобно прототипной горячей секции 100, изображенной в Фиг.1, конструкция реактора 200 включает трубчатый реактор 2 01, где рециркулирующий или транспортный газ 2 02 поступает в самую нижнюю точку 2 02а. Регенерированный твердый теплоноситель 203 поступает в реактор 201 в несколько более высокой точке 2 03а. В самую высокую точку 2 04а относительно точек впуска транспортного газа (202а) и твердого теплоносителя (203а) вводится подводимое в реактор жидкое сырье 204. Закоксованный/израсходованный твердый теплоноситель, продукты и другие газы и твердые частицы 205, выходящие из верха реактора, поступают в циклонный сепаратор 206, где газы (парообразные продукты и другие газы) и твердые вещества (твердый теплоноситель и твердые частицы) разделяются. Парообразные продукты и другие газы продолжают двигаться в процесс ниже по потоку для дальнейшего разделения продуктов 207. Поток 208 твердых веществ вновь поступает в реакторную систему 2 08 (где твердый теплоноситель подвергается регенерации), и затем в
боковую секцию для транспортирования регенерированного твердого теплоносителя 2 03 обратно в реактор. Специалисту с обычной квалификацией в этой области технологии будет понятно, что конкретные методы регенерации твердого теплоносителя и транспортирования обратно в реактор могут варьировать между вариантами исполнения, без выхода за пределы области настоящего изобретения.
[00045] Поток 208 твердого вещества выходит из дна циклона 206 и проходит через наклонную секцию 2 09 (опускную трубу циклона), и поступает в регенераторную секцию 210 (подогреватель песка). В подогревателе 210 твердые вещества смешиваются с нагретым до высокой температуры воздухом, и твердый теплоноситель подвергается регенерации выжиганием коксовых отложений. Твердый теплоноситель также нагревается до высокой температуры в результате горения. Горячий, регенерированный твердый теплоноситель 211 выходит из дна подогревателя и транспортируется обратно в реактор 201 с помощью шнекового транспортера 212.
[00046] Газообразный поток выходит из верха циклона 206 и движется 2 07 дальше ниже по потоку для подвергания дальнейшей обработке. Газообразный поток состоит главным образом из парообразных углеводородов и газов, и других газов из реакции пиролиза, продувочных газов, продуктов сгорания и атмосферных газов (обнаруживаются N2, 02, С02, СО, NOx, Н2, H2S, и S02) . Имеется также переменное количество увлеченных твердых веществ в количестве, которое зависит от эффективности разделения в циклонном сепараторе 206.
[00047] Газообразный поток перемещается далее ниже по потоку в охлаждающую емкость 213, где углеводородная жидкость вовлекается в рециркуляцию при более низкой температуре 250°С. Охлаждающая емкость 213 служит для двух целей. Первая состоит в охлаждении парообразных углеводородов для перевода их обратно в жидкостную фазу, чтобы подготовить к дальнейшей переработке ниже по потоку. Вторая цель состоит в удалении твердых веществ (главным образом песка) из углеводородных продуктов в
газообразном потоке. Вследствие падения температуры кинетическая энергия твердых частиц снижается до уровня, где большинство из них падает на дно охлаждающей емкости, в то время как углеводородная жидкость выходит через верх охлаждающей емкости.
[00048] В то время как такая конфигурация является эффективной в удержании большей части твердых загрязняющих примесей отдельно от жидких продуктов ниже по потоку относительно охлаждающей емкости, изрядное количество жидких продуктов, которые остаются в охлаждающей емкости 213, делается непригодным для использования в конечной смеси продуктов вследствие высокой концентрации твердых загрязняющих примесей. Это обусловливается тем, что в конструкции горячей секции согласно прототипу любые твердые вещества, которые не отделились от газообразного потока в циклонном сепараторе 206, в конечном итоге собираются в охлаждающей емкости 213. Если посмотреть на это с другой стороны, в горячей секции согласно прототипу песок вовлекается в рециркуляцию с величиной расхода потока приблизительно 2000 фунтов/час (908 кг/час), и эффективность разделения в применяемом циклонном сепараторе оценивается на уровне по меньшей мере 99%. Таким образом, вплоть до 1% (или 20 фунтов/час (9,1 кг/час)) твердых веществ поступают в охлаждающую емкость в любое время, когда происходит циркуляция песка. Это представляет собой значительное количество, если учесть, что величина расхода потока тяжелого нефтяного исходного сырья, поступающего в реактор во время работы, обычно составляет не более 60 фунтов/час (27,2 кг/час).
[0004 9] Фиг.3 иллюстрирует примерную конструкцию реактора для применения с настоящей системой, согласно одному варианту исполнения. Конструкция 300 реактора включает трубчатый реактор 301, где рециркулирующий или транспортный газ 3 02 поступает в самую нижнюю точку 302а. Регенерированный твердый теплоноситель 303 поступает в реактор 301 в несколько более высокой точке 303а. В самую высокую точку 304а относительно точек впуска транспортного газа (302а) и твердого теплоносителя (303а) вводится подводимое в реактор жидкое сырье 304.
Закоксованный/израсходованный твердый теплоноситель, продукты и другие газы и твердые частицы 305, выходящие из верха реактора, поступают в циклонный сепаратор 306, где газы (парообразные продукты и другие газы) и твердые вещества (твердый теплоноситель и твердые частицы) разделяются. Парообразные продукты и другие газы продолжают двигаться в процесс ниже по потоку для дальнейшего разделения продуктов 307. Твердые вещества вновь поступают в реакторную систему 308 (где твердый теплоноситель подвергается регенерации), и затем в боковую секцию для транспортирования регенерированного твердого теплоносителя 303 обратно в реактор. Специалисту с обычной квалификацией в этой области технологии будет понятно, что конкретные методы регенерации твердого теплоносителя и транспортирования обратно в реактор могут варьировать между вариантами исполнения, без выхода за пределы области настоящего изобретения.
[00050] Поток 308 твердого вещества выходит из дна циклона 30 6 и проходит через наклонную секцию 309 (опускную трубу циклона), и поступает в регенераторную секцию 310 (подогреватель песка). В подогревателе 310 твердые вещества смешиваются с нагретым до высокой температуры воздухом, и твердый теплоноситель подвергается регенерации выжиганием коксовых отложений. Твердый теплоноситель также нагревается до высокой температуры в результате горения. Горячий, регенерированный твердый теплоноситель 311 выходит из дна подогревателя и транспортируется обратно в реактор 301 с помощью шнекового транспортера 312.
[00051] Газообразный поток выходит из верха циклона 306 и движется 307 дальше ниже по потоку для подвергания дальнейшей обработке. Газообразный поток состоит главным образом из парообразных углеводородов и газов, и других газов из реакции пиролиза, продувочных газов, продуктов сгорания и атмосферных газов (обнаруживаются N2, 02, С02, СО, NOx, Н2, H2S, и S02) . Имеется также переменное количество увлеченных твердых веществ в количестве, которое зависит от эффективности разделения в циклонном сепараторе 30 6.
[00052] Для устранения указанных недостатков прототипа, ниже по потоку относительно циклонного сепаратора 30 6 и выше по потоку относительно охлаждающей емкости 313 устанавливают вторичный сепаратор 400. Газообразный поток движется ниже по потоку в охлаждающую емкость 313, где углеводородная жидкость вовлекается в рециркуляцию при более низкой температуре 250°С. Охлаждающая емкость 313 охлаждает парообразные углеводороды для перевода их обратно в жидкостную фазу, чтобы подготовить их для дальнейшей переработки ниже по потоку. Охлаждающая емкость 313 также удаляет твердые вещества (главным образом песок) из углеводородных продуктов в газообразном потоке, которые не были удалены вторичным сепаратором 400.
[00053] Фиг.4 иллюстрирует примерную секцию вторичного сепаратора для применения с настоящей реакторной системой, согласно одному варианту исполнения. Газообразный поток выходит из циклонного сепаратора 30 6 и поступает во вторичный сепаратор 400, где происходит дополнительное разделение газа и твердого вещества. Обработанный поток затем направляется в охлаждающую емкость 313.
[00054] Согласно одному варианту исполнения, в данной
конструкции вторичного сепаратора используют аспекты
многочисленных принципов разделения газа и твердого вещества.
Главенствующими параметрами являются сокращение
капиталовложений и эксплуатационных расходов с максимальной эффективностью удаления дисперсного материала (РМ) . Вторичный сепаратор является самоподдерживающимся, что означает, что внутренний объем рассчитан на содержание 200 фунтов (90,8 кг) песка, и по-прежнему функционирует с минимальной потерей эффективности разделения. Кроме того, вторичный сепаратор обернут высокомощным (в Ваттах) нагревательным кабелем, который сообщает надлежащее тепло стенкам резервуара для компенсации охлаждения стенок резервуара (без огнеупорного материала для изоляции). На основе предварительных расчетов точка отсечки
(cUo) дисперсных частиц данного сепаратора составляет 15 микрон
(15 мкм) (50%-ная эффективность при cUo) .
где:
ц = вязкость газа (кг/м-сек) W = ширина впускного канала (м) Ne = число оборотов в циклоне Vi = входная скорость (м/сек) рр = плотность частиц (кг/м3) рд = плотность газа (кг/м3) .
[00055] Газообразный поток с увлеченными твердыми веществами (приблизительно 0,07 фунтов твердых веществ/футЗ газа) (1,12 кг/м3) поступает во вторичный сепаратор 400 через квадратную трубу 4 01 с размером примерно 2,9 дюйма (73,7 мм), которая расположена тангенциально к его внутреннему диаметру. Тангенциальный впуск через квадратную трубу 401 позволяет газотвердофазному потоку входить в сепаратор 400 и начинать движение вниз по спирали. Когда газ продолжает движение вниз по спирали, твердые вещества удерживаются в наружном слое вихря вследствие действия центробежной силы и инерции. Когда твердые вещества достигают внутреннего диаметра резервуара, они отделяются после N оборотов и выталкиваются в сторону нижнего поддона 402 вторичного сепаратора 400. После приблизительно 4-5 оборотов газ перемещается через центр трубы 4 03 с диаметром 10 дюймов (254 мм) и выходит наружу через 3-дюймовый (76,2 мм) выпуск 4 04 для пара.
[00056] Фиг.5 иллюстрирует проектный рабочий чертеж одного примерного вторичного сепаратора для применения с настоящей системой, согласно одному варианту исполнения. Вторичный сепаратор 400 не содержит конической секции, поскольку длина протяженного барабана обеспечивала бы достаточное число внутренних оборотов и тем самым надлежащее отделение твердых веществ. В дополнение, вторичный сепаратор 4 00 главным образом представляет собой закрытый резервуар. Это значит, что в техническом отношении регулярный выход твердых веществ во время работы отсутствует. Способ, которым твердые вещества удаляются
из сепаратора 4 00, основан на применении запорной системы изолирующей двойной шиберной задвижки (KV) 4 05, в которой твердые вещества выгружают вручную порциями (например, порциями по 10 фунтов (4,54 кг) ) . Однако во время типичного рабочего цикла вторичный сепаратор 4 00 представляется как закрытый резервуар, тем самым твердые вещества остаются в донной части барабана 402 на протяжении всего времени работы.
[00057] Благодаря своей самоподдерживающейся конструкции вторичный сепаратор 4 00 по существу перенимает роль охлаждающей емкости 313 как сборник твердых веществ ниже по потоку относительно циклонного сепаратора 306. Таблица 1 и Таблица 2 показывают общее количество твердых веществ в виде песка, выведенных из охлаждающей емкости во время рабочих циклов без вторичного сепаратора 400 и с таковым. Таблица 1 и Таблица 2 также показывают продолжительность циркуляции песка и скорость циркуляции песка, обе из которых использованы для расчета фактической эффективности циклонного разделения для каждого рабочего цикла.
¦M-total sand ^sand tcirculation
Лсус1опе = 100% X (MV800 sand ~=~ Mtotal sand)
где:
MV8oo sand = песок из охлаждающей емкости, фунтов Mtotai sand = общая пропускная способность циклона в отношении песка, фунтов
Msand = скорость циркуляции песка, фунтов/час tcircuiation = продолжительность циркуляции песка, часов ricycione = эффективность циклонного разделения, % по весу.
А021
Не имеет отношения
189
8, 80
2436
21437
99, 1
А022
Не имеет отношения
128
34, 9
2291
79956
99, 8
А023
Не имеет отношения
174
33,5
2024
67804
99, 7
А024
Не имеет отношения
131
40, 8
2231
91025
99, 9
А025
Не имеет отношения
129
36, 9
2227
82176
99, 8
А026
Не имеет отношения
177
19, 9
2254
44855
99, 6
А027
Не имеет отношения
179
25, 3
2260
57178
99, 7
Среднее
Не имеет
144
25, 9
2344
60020
99, 7
значение
отношения
В040
123
0, 00
27, 1
2249
60948
99, 8
А041
178
0, 00
40,5
2275
92138
99, 8
Е042
107
0, 00
31,2
2195
68484
99, 8
Е043
100
0, 00
22,4
2100
47040
99, 8
Е044
41,5
0, 00
25, 3
2250
56925
99, 9
Е045
71,5
0, 00
29, 6
2385
70596
99, 9
Среднее значение
136
0, 00
28,5
2244
64000
99, 8
[00058] Фиг.б иллюстрирует сравнение характеристик сбора твердых веществ по весу для настоящего вторичного сепаратора и охлаждающей емкости, согласно одному варианту исполнения. В среднем, в рабочих циклах без вторичного сепаратора в охлаждающей емкости было собрано 144 фунта (65,4 кг) твердых веществ, и в рабочих циклах с вторичным сепаратором в охлаждающей емкости не были собраны никакие твердые вещества. С другой стороны, в рабочих циклах с вторичным сепаратором в среднем 136 фунтов (61,7 кг) твердых веществ было собрано во вторичном сепараторе. Ввиду тесной близости обоих средних значений (с разностью менее 6%), можно утверждать, что вторичный сепаратор задержал почти все твердые вещества, которые попали бы в охлаждающую емкость. Кроме того, это подтверждается тесной близостью между эффективностями циклонного разделения до и после применения вторичного сепаратора.
[00059] Благодаря сокращению основной массы скопления песка в охлаждающей емкости большее количество донного продукта из охлаждающей емкости может быть использовано в конечной смеси синтетической сырой нефти (SCO) без опасности загрязнения конечного продукта твердыми веществами. Этим также повышается производительность работы технического персонала, благодаря сокращению количества времени, необходимого для очистки сетчатых фильтров рециркуляционного насоса в охлаждающей емкости, и также сокращается необходимость в периодическом дренировании донной части охлаждающей емкости, в которой накопился циркулирующий твердый теплоноситель.
[00060] Такая практическая польза для технического персонала в особенности важна для горячих секций, имеющих новую систему транспортирования твердого теплоносителя между реактором и подогревателем (называемую "модернизацией").
Песок, выведенный из вторичного сепаратора и охлаждающей емкости (после модернизации)
Кодовое обозначение рабочего цикла
Песок из вторичного сепаратора (фунтов)
Песок из охлаждающей емкости (фунтов)
Е046
334
0, 00
Е047
546
0, 00
Е048
415
0, 00
В049
830
0, 00
А050
273
0, 00
А051
461
0, 00
А052
537
0, 00
А053
944
0, 00
А054
192
0, 00
А055
184
0, 00
А056
230
0, 00
А057
567
0, 00
Среднее значение
459
0, 00
[00061] Как иллюстрировано в Таблице 3, среднее количество песка, выведенного из вторичного сепаратора во время рабочих циклов после модернизации, составляет 459 фунтов (208, 4 кг) . Фиг.7 иллюстрирует механический вынос песка из циклонного сепаратора во вторичный сепаратор, в том числе ситуации во время обучения, тестирования нового оборудования и в эксплуатационных режимах с новыми контрольными системами.
[000 62] Вторичный сепаратор был результативным и эффективным в сборе твердых веществ в пределах широкого диапазона эксплуатационных условий и режимов.
[00063] Показанные в Таблице 1 весовые количества песка, выведенного из охлаждающей емкости, основываются на полном весе смеси песка/нефти, дренированной из донной части охлаждающей емкости, и лабораторных анализах содержания нефти в смеси. Метод лабораторного анализа для определения весового содержания нефти в смеси песка/нефти состоит в выжигании любого сгораемого
материала (главным образом нефти) из смеси, после которого остается песок. Результаты анализа (испытание с выжиганием углеводородов) показаны в Таблице 4 и иллюстрированы в Фиг.8.
[000 64] Как иллюстрировано в Таблице 4, в среднем 77,31% песка собрано в жидкости из охлаждающей емкости до применения вторичного сепаратора. После размещения вторичного сепаратора среднее количество сократилось до 10,42%. Это является показателем того, что вторичный сепаратор собирает большую часть твердых веществ, которые выходят в газообразном потоке, покидающем циклонный сепаратор, и это очевидно из тенденций, иллюстрированных в Фиг.6.
[000 65] В охлаждающей емкости во время рабочего цикла требуется уровень жидкости, достаточный для циркуляции охлаждаемой жидкости от дна колонны до верха колонны, и для
этой цели в охлаждающую емкость загружают неотбензиненную сырую
нефть, которую обрабатывают в данном рабочем цикле.
Многообразные факторы влияния обусловливают снижение
оптимального уровня жидкости в охлаждающей емкости, и требуется
пополнение загруженной жидкости, чтобы поддерживать оптимальный
уровень жидкости. Такие факторы включают изменения давлений в
системе, величин расхода потока и частоты дренирований
охлаждающей емкости. Сокращением количества песка,
накапливающегося в охлаждающей емкости, также уменьшается количество загружаемой жидкости, необходимой для поддержания уровня жидкости в охлаждающей емкости.
[ООО 66] Для сравнения относительных величин загрузки охлаждающей емкости между различными рабочими циклами, каждую величину загрузки охлаждающей емкости сопоставляют с общим количеством подводимого в реактор сырья, используемого для этого конкретного рабочего цикла, поскольку потребление подводимого в реактор сырья непосредственно показывает количество тяжелого нефтяного исходного сырья, обработанного в реакторной системе для данного рабочего цикла. Отношения величин загрузки охлаждающей емкости к подводимому в реактор сырью, показанные в Таблице 5, дают количество загрузки охлаждающей емкости, необходимое в расчете на единицу обработанного исходного сырья.
Таблица 5
Отношение загрузки охлаждающей емкости к подводимому
А021
235
61, 0
3, 85
А022
463
475
0, 975
А023
361
331
1, 09
А024
611
442
1,38
А025
266
1050
0, 253
А026
412
183
2,25
А027
257
304
0, 845
Среднее значение
332
397
1,31
После применения вторичного сепаратора
А028
228
411
0, 555
А029
180
312
0, 577
В030
242
424
0, 571
В031
263
719
0,366
А032
229
174
1, 32
АОЗЗ
221
346
0, 639
А034
252
199
1,27
М035
159
211
0, 754
МОЗб
241
183
1, 32
М037
301
196
1, 54
М038
207
535
0,387
М039
228
890
0,256
В040
148
1007
0, 147
А041
172
1257
0, 137
Е042
298
255
1, 17
Е043
236
370
0, 638
Е044
182
147
1,24
Е045
260
614
0,423
Среднее значение
225
458
0,739
[000 67] Как иллюстрировано в Таблице 5, величина загрузки охлаждающей емкости, необходимая без вторичного сепаратора, почти вдвое превышает величину, нужную с вторичным сепаратором. Ценность любой установки для повышения качества тяжелой нефти состоит в способности преобразовывать более тяжелую
неотбензиненную сырую нефть в более легкие продукты. При введении большего количества неотбензиненной сырой нефти непосредственно в охлаждающую емкость, в обход любой предварительной обработки и термического крекинга, которые имеют место выше по потоку относительно охлаждающей емкости, не достигается никакой выгоды от добавления загрузки охлаждающей емкости. С другой стороны, при сокращении количества жидкости, необходимой для загрузки охлаждающей емкости, требуется меньшее потребление неотбензиненной сырой нефти, и нужны меньшие расходы в этом отношении.
[00068] Охлаждающая емкость функционирует как резервуар-"ловушка" для задерживания любых твердых веществ, поступающих в охлаждающую емкость, для предотвращения дальнейшего продвижения их ниже по потоку, чтобы обеспечивать чистоту жидких продуктов без загрязнений твердыми веществами из исходного сырья. Однако, подобно любому методы разделения, он не является на 100% эффективным, и невозможно избежать выноса твердых веществ из охлаждающей емкости в расположенные ниже по потоку резервуары, в особенности тонкодисперсных, более легких твердых частиц, которые с меньшей вероятностью опускаются на дно охлаждающей емкости.
[00069] Благодаря вторичному сепаратору охлаждающая емкость уже больше не имеет значительного накопления твердых веществ, начиная с рабочего цикла А028 (см. Фиг.7). При значительном снижении концентрации твердых веществ в охлаждающей емкости количество твердых веществ, которые могло бы быть вынесено в резервуары ниже по потоку, также существенно сокращается. Резервуары ниже по потоку относительно охлаждающей емкости собирают большую часть жидких продуктов, которые в конечном итоге смешиваются с образованием готового продукта (Синтетическая Сырая Нефть, или SCO). Поэтому вторичный сепаратор ответственен за предотвращение попадания большей части твердых загрязнений из исходного сырья в конечный продукт.
[00070] Синтетическая сырая нефть в качестве конечного продукта может быть проанализирована на содержание твердых
загрязняющих примесей с использованием метода, называемого Измерением Отражения Фокусированного Пучка (FBRM). Результаты FBRM-анализа разнообразных продуктов синтетической сырой нефти показаны в Таблице б, и распределение численных количеств частиц показано в Фиг.9. Результаты для синтетической сырой нефти в рабочем цикле Run А014, рабочем цикле без вторичного сепаратора, сравниваются с результатами для синтетической сырой нефти, полученной в рабочих циклах с вторичным сепаратором.
[00071] Согласно цифрам, приведенным в Таблице б, ясно, что степень загрязнения твердыми веществами является значительно меньшей для рабочих циклов, в которых используют вторичный сепаратор. В то время как синтетическая сырая нефть АО14 содержит общее численное количество 27 000, наивысший результат для всех рабочих циклов с вторичным сепаратором составляет 7450, что примерно на 70% меньше, чем количество в А014. Также наблюдаются значительные сокращения твердых частиц всех размеров, в особенности тех твердых частиц с размером менее 50 микрон (50 мкм).
[00072] Фиг.10 иллюстрирует полученное в сканирующем электронном микроскопе (SEM) изображение (100-кратное увеличение) твердых частиц, задержанных настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения. Фиг.11 иллюстрирует полученное в сканирующем электронном микроскопе (SEM) изображение (500-кратное увеличение) твердых частиц, задержанных настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения. Фиг.12 иллюстрирует полученное в сканирующем электронном микроскопе (SEM) изображение (1000-кратное увеличение) твердых частиц, задержанных настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения. До применения вторичного сепаратора эти твердые частицы оставались бы в парах и в конечном итоге содержались бы в конечном жидком продукте.
[00073] В то время, как и циклонный сепаратор 30 6, и вторичный сепаратор 4 00 относятся к одному и тому же классу разделительных устройств, есть различия в уровнях эффективности отделения частиц с различными размерами вследствие различий в технических особенностях изображенных здесь конструкций.
[00074] Для сравнения качества разделения между циклонным сепаратором 30 6 и вторичным сепаратором 4 00 необходимо сравнивать выход твердых веществ для обоих сепараторов. Показательным примером выходной производительности циклонного сепаратора является твердый (песок) образец, отобранный либо из пробоотборного отверстия, расположенного между циклонным сепаратором и подогревателем, либо образец, взятый из
подогревателя. Показательным примером выходной
производительности вторичного сепаратора является любое твердое вещество, выведенное из нижнего поддона сепаратора, ввиду отсутствия выходного канала для твердых веществ.
Размеры частиц захваченных твердых веществ
[00075] Рациональным показателем качества разделения является определение размеров частиц, улавливаемых сепаратором. Таблица 7 сравнивает гранулометрический состав твердых веществ, уловленных циклонным сепаратором 30 6 и вторичным сепаратором 400. Эти цифры основываются на образцах, отобранных из рабочего цикла Run А02 8.
[00076] Как иллюстрировано в Таблице 7, ясно, что твердые частицы, захватываемые вторичным сепаратором, являются меньшими по размеру, чем частицы, улавливаемые циклонным сепаратором. Приблизительно 73% всех твердых веществ, отделенных вторичным сепаратором, имеют размер менее 300 микрон (300 мкм), тогда как только приблизительно 16% всех твердых частиц, захваченных циклонным сепаратором, являются меньшими 300 микрон (3 00 мкм) по величине. В дополнение, приблизительно 4% всех твердых частиц, захваченных вторичным сепаратором, являются меньшими 50 микрон (50 мкм) по размеру, в то время как циклонный сепаратор не улавливает никаких частиц мельче 150 микрон (150 мкм) . Если вспомнить из вышеприведенного описания, наибольшие численные количества твердых загрязняющих веществ в синтетической сырой
нефти составляют частицы, которые являются меньшими 50 микрон (50 мкм) по размеру. Тем самым это доказывает, что вторичный сепаратор вносит основной вклад в удаление твердых загрязнений из конечного жидкого продукта. Фиг.13 и 14 иллюстрируют столбчатые диаграммы гранулометрического состава твердых частиц, захваченных циклонным сепаратором и настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения.
[00077] Такое же различие в размерах частиц твердых веществ, захваченных циклонным сепаратором 30 6 и вторичным сепаратором 4 00, показано также в других рабочих циклах. Таблица 8 сравнивает объемно-взвешенный средний размер частиц (диаметр Саутера) твердых частиц, захваченных циклонным сепаратором и вторичным сепаратором, и Фиг.15 иллюстрирует вариации размеров частиц для всех рабочих циклов с доступными данными.
[00078] Как показано в Фиг.15, средний размер частиц, захваченных вторичным сепаратором, последовательно является меньшим, чем для частиц, улавливаемых циклонным сепаратором. Это согласуется с данными для рабочего цикла А02 8, показанными в Таблице 7.
[00079] Тяжелое нефтяное и битумное исходное сырье может содержать создающие проблемы, трудноудаляемые, сверхтонко- и тонкодисперсные твердые частицы. Тонкодисперсные твердые частицы связаны с асфальтеновой фракцией тяжелой нефти и битума вследствие углеводородных покрытий. Месторождение битуминозных песков Атабаски является крупнейшим из основных залежей среди запасов нефтеносных песков. Битум Атабаски является родовым термином для нефти, добываемой из месторождения битуминозных песков Атабаски. Тяжелые нефти и битумы происходят из сравнительно молодых пластов, и Битум Атабаски составляет основу для сравнения с другими тяжелыми нефтями и битумами, или любым исходным сырьем с твердыми частицами.
[0008 0] Тонкодисперсные твердые частицы были
идентифицированы из основного пласта путем обезвоживания на месте добычи, и в процессе очистки, так как они связаны с тяжелой фракцией, часть которой кипит при температуре выше 1000 градусов Фаренгейта (537,8°С) и содержит асфальтены. Эти твердые примеси в исходном сырье проходят через реактор, реакторный циклон, но улавливаются вторичным сепаратором. Источники твердых примесей в исходном сырье включают:
[00081] - (1) Твердые вещества, которые были внедрены во время формирования пласта и покрыты нефтью, образованной и конденсированной вокруг этих мелких частиц. Эти частицы имеют покрытия из растворимого в толуоле органического вещества (TIOM), и связаны с самыми тяжелыми углеводородами, асфальтенами. Эти твердые частицы имеют диаметры, измеряемые менее 10 микрон (10 мкм), и обычно менее 5 микрон (5 мкм) в диаметре.
[00082] - (2) Твердые вещества, которые были сформированы в то же время, как источник нефти, неорганические сверхтонко- и
тонкодисперсные глины, пески и прочие материалы, находящиеся в условиях озерных и морских осадочных отложений. Эти твердые вещества имеют размеры 10x200 нм. Твердые вещества имеют открытые неорганические участки, покрытые гумусом участки, и участки с TIOM. При наличии гидрофобных участков и других гидрофильных участков сверхтонко- и тонкодисперсные твердые частицы проявляются на поверхности раздела нефтяных и микроскопических водяных капелек. Эти твердые частицы затрудняют удаление воды, и связаны с эмульсиями на поверхностях раздела нефти и воды.
[00083] - (3) Твердые вещества, которые были внесены во время добычи из источников, включающих, но не ограничивающихся таковыми, буровые растворы, текучие среды и добавки, такие как реагенты для снижения гидравлических потерь, для стимулирования добычи, и продукты реакций при взаимодействиях буровых растворов, текучих сред, добавок и нефти.
[00084] - (4) Твердые вещества, которые проникли во время добычи, в том числе отложения в трубах, ржавчина и т.д.
[00085] - (5) Твердые вещества, которые представляли собой продукты выпадения в осадок асфальтенов и алканов до поставки исходного сырья на переработку, те, которые образуются во время добычи при добавлении легкого материала для экстракции, асфальтены, которые выделяются в осадок на стенки ствола буровой скважины, когда снижается температура и/или давление, или на участки трубопроводов на промысле. В зависимости от физических условий и асфальтенов, уменьшение диаметра вследствие осаждения приводит к повышению скорости, при условии, что сдвиговая нагрузка является достаточно высокой, чтобы осажденные асфальтены не закреплялись в отложениях, но двигались вместе с нефтью до поставки.
[00086] В дополнение к твердым веществам и асфальтенам из исходного сырья, эти материалы могут агломерироваться и коагулировать, создавая более крупные частицы. Термическая обработка генерирует коксовые твердые частицы, которые направляются вместе с твердым теплоносителем в регенератор.
Исследования показали, что присутствие твердых частиц и
асфальтенов в сырых нефтях может приводить к нарастанию
загрязняющего материала из продуктивной буровой скважины в
процессе обезвоживания на промысле, хранения и
транспортирования на нефтеперерабатывающий завод, вследствие
процессов очистки и всего прочего, до коксовых наслоений в
теплообменниках, нагревателях, колоннах, цистернах
нефтеперерабатывающего завода, и в кубовых продуктах, включающих мазуты. Для промышленной переработки нефти, где любой перерыв производства может быть пагубным, показателем качества сырой нефти является потенциал загрязнения сырой нефти. Поэтому желательной характеристикой является снижение потенциала загрязнения.
[00087] Фиг.16 иллюстрирует схему устройства для испытания термического загрязнения согласно прототипу. Для определения потенциала загрязнения исходного сырья и продукта проводят моделирование теплообменника нефтеперерабатывающего завода в лабораторном масштабе с помощью F.A.C.T., в независимой сторонней фирме на ее собственном оборудовании, которая количественно оценивает степень загрязнения, обусловленного испытуемой сырой нефтью. Устройство F.A.C.T., установка 1600 для испытания термического загрязнения, прокачивает испытуемую сырую нефть через кольцеобразную секцию кожухотрубного теплообменника, которая содержит электрически нагреваемую трубу для точного регулирования температуры. Для измерения выходной температуры нагретой трубы и температуры сырой нефти, выходящей из теплообменника, установлены термопары. На протяжении испытательного цикла с использованием устройства происходит загрязнение поверхности нагретой трубы.
[0008 8] Практическим проявлением загрязнения
теплообменника является ненадлежащий теплообмен. В стационарном
режиме и без загрязнения температура нагретой трубы и
температура выходящей из теплообменника сырой нефти должны быть
очень близкими. Загрязняющий материал, покрывающий
теплообменник, имеет гораздо меньшую теплопроводность, чем незагрязненная поверхность нагретой трубы, поэтому теплоперенос
на сырую нефть затрудняется, когда происходит загрязнение. Это проявляется в снижении температуры сырой нефти, выходящей из теплообменника. Другими словами, чем сильнее загрязнение, тем ниже температура. Таким образом, установка F.A.C.T. для испытания термического загрязнения количественно оценивает степень загрязнения измерением изменения температуры сырой нефти, выходящей из теплообменника. Таблица 9, Таблица 10 и Таблица 11 сравнивают синтетическую сырую нефть, как конечный продукт из рабочего цикла А014 до вторичного сепаратора и рабочих циклов А028, Е043.А, Е044, Е045.А и Е046 после вторичного сепаратора, с необработанным Битумом Атабаски и Образцом Разведочной Тяжелой Нефти (EHOS) неотбензиненных сырых нефтей. EHOS (Образец Разведочной Тяжелой Нефти) представляет собой образец из разведочной буровой скважины, который был представлен для демонстрации технологии. Образец EHOS был взят в начале промысловой добычи и является специфическим для этого этапа активности, и был из одного цикла пробоотбора. Образец EHOS является показательным только для самого образца. Вторичный сепаратор был сначала применен в рабочем цикле А02 8, и впоследствии его использование было продолжено.
сепаратора
Кодовое обозначение образца
E046-SP-0135-2969
Е043А-SCO-2951
Е044-SCO-2950
Е045А-SCO-2949
E046-SCO-3113
ЗАГРЯЗНЕНИЕ, AT/°F
15 мин
3 0 мин
4 5 мин
60 мин
7 5 мин
90 мин
105 мин
12 0 мин
135 мин
150 мин
165 мин
18 0 мин
[0008 9] Как показано в Таблице 9, без эксплуатации вторичного сепаратора процесс производил синтетическую сырую нефть в качестве продукта, который имеет слегка повышенный потенциал загрязнения (немного увеличенные значения ЛТ после одинакового истекшего периода времени), чем неотбензиненная сырая нефть из Битума Атабаски, которая была обработана в рабочем цикле А014. Этого следовало ожидать, поскольку объем битума был сокращен, но твердые вещества не были удалены. Напротив, как показано в Таблице 10, при использовании вторичного сепаратора процесс производил синтетическую сырую нефть в качестве продукта, который имеет более низкий потенциал загрязнения, чем неотбензиненная сырая нефть из Битума Атабаски, которая представляла собой исходное сырье в рабочем цикле А028. Это был первый пробный рабочий цикл с вторичным сепаратором, и производительность повысилась, когда были реализованы технологические инструкции.
[00090] Это снижение потенциала загрязнения также повторилось в рабочих циклах после вторичного сепаратора, в которых обрабатывали неотбензиненную сырую нефть другого типа. Как показано в Таблице 11, процесс производил синтетическую сырую нефть в качестве продуктов, которые имеют гораздо более низкий потенциал загрязнения, чем Образец Разведочной Тяжелой Нефти (EHOS) неотбензиненных сырых нефтей, который был обработан в рабочих циклах Е043.А, Е044, Е045.А и Е046.
[00091] Фиг.17 иллюстрирует результаты примерного испытания загрязнения для реализации без настоящего вторичного сепаратора. Фиг.18 иллюстрирует результаты примерного испытания загрязнения для реализации с настоящим вторичным сепаратором, согласно одному варианту исполнения. Фиг.19 иллюстрирует дополнительные результаты примерного испытания загрязнения для реализации с настоящим вторичным сепаратором, согласно одному
варианту исполнения.
[00092] Кроме твердых веществ из исходного сырья и асфальтенов, которые могут вызывать загрязнение в теплообменниках нефтеперерабатывающих установок, в сырой нефти присутствуют другие нежелательные вещества, которые лучше всего сводить к минимуму. Одни из таких нежелательных веществ представляют собой металлы, в частности, Никель и Ванадий. Никель и Ванадий потенциально могут образовывать химические комплексы, которые являются вредными для процессов очистки. Однако настоящий способ удаляет такие металлы из конечного жидкого продукта, так как твердый теплоноситель создает среду, которая адсорбирует эти металлы и отделяет их от углеводородов. Следовательно, доведением до минимума количества твердого теплоносителя в любых резервуарах для продуктов ниже по потоку может быть сокращено количество металлов в конечном продукте.
[00093] Таблица 12 показывает данные о содержании металлов в синтетической сырой нефти, и подводимом в реактор сырье на основе ICP-анализа (спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой). Данные ICP-анализа для необработанной синтетической сырой нефти наводят на мысль, что содержание металлов в синтетической сырой нефти из рабочих циклов без настоящего вторичного сепаратора является более низким, чем содержание металлов в синтетической сырой нефти из рабочих циклов с настоящим вторичным сепаратором. Однако данные ICP-анализа необработанного подводимого в реактор сырья также указывают на то, что содержание металлов в подводимом в реактор сырье в рабочих циклах без вторичного сепаратора является более высоким, чем содержание металлов в подводимом в реактор сырье в рабочих циклах с вторичным сепаратором. Поэтому сравнение данных для необработанной синтетической сырой нефти в ситуациях до и после применения вторичного сепаратора не является справедливой оценкой. Вместо этого сравнение должно основываться также на количестве металлов, ранее присутствующих в подводимом в реактор сырье. Для этой цели устанавливают отношение содержания металлов в синтетической сырой нефти к содержанию металлов в подводимом в реактор сырье.
[00094] При сравнении отношения содержания металлов в синтетической сырой нефти (SCO) к содержанию металлов в подводимом в реактор сырье действительно имеет место меньшее количество Никеля, Ванадия и Кальция в синтетических сырых нефтях как продуктах из рабочих циклов после вторичного сепаратора в расчете на единицу металла, предварительно присутствующего в подводимом в реактор сырье. Это показывает увеличенную степень удаления металлов для рабочих циклов с вторичным сепаратором, что проявляется в меньшем содержании металлов в синтетической сырой нефти.
После применения вторичного сепаратора
А028
27, 8
75, 4
1030
125
340
41100
0,2224
0,2218
0,0251
В030.А
19, 1
26,4
53, 8
157
209
5310
0,1217
0,1263
0,0101
В030.В
31, 1
38, 8
60, 9
154
208
7820
0,2019
0,1865
0,0078
В031 .А
40,4
45, 3
230
169
215
15600
0,2391
0,2107
0,0147
В031.в
22, 1
25, б
1550
161
208
26300
0,1373
0,1231
0,0589
А032 .В
27,2
70, 8
129
166
418
6040
0,1639
0,1694
0,0214
U035
11,2
68, 6
38,2
164
823
265
0,0683
0,0834
0,1442
U036.А
39, 2
205
84,7
170
866
344
0,2306
0,2367
0,2462
U03 б.в
19, 2
105
191
162
853
7870
0, 1185
0,1231
0,0243
U037.А
29, б
170
199
159
824
14800
0,1862
0,2063
0,0134
U037 . В
10,2
72,2
25, 1
158
851
21400
0,0646
0,0848
0,0012
U038 .А
33, 0
<19, 8
687
153
781
27700
0,2157
Не имеет отношения
0,0248
Е043 .А
47,5
150
134
193
636
12000
0,2461
0,2358
0,0112
Е043.В
37,7
121
369
208
688
29400
0,1813
0,1759
0,0126
Е044.А
38, 1
119
195
215
702
20300
0,1772
0,1695
0,0096
Е045.А
38,2
114
2070
183
607
67800
0,2087
0,1878
0,0305
Е045.В
25, 1
79, 2
1950
183
607
67800
0,1372
0,1305
0,0288
Среднее значение
29, 2
92, 9
529
169
579
21873
0,1718
0,1670
0,0403
[00095] При добыче битума из нефтеносных песков, и других
сырых нефтей с более высокой плотностью, чем у воды, используют
нафту в качестве разбавителя для извлечения и снижения объемной
плотности до меньшего значения, чем плотность воды, с помощью
системы обезвоживания, чтобы нефть всплыла наверх, и могла быть
извлечена вода. Нафту в качестве разбавителя удаляют отгонкой
легких фракций при атмосферном давлении, и отправляют обратно в
процесс добычи, тогда как битум направляют на хранение до
отгрузки. После удаления разбавителя в битуме все еще остаются
некоторые трудноудаляемые твердые вещества и вода. Основным
компонентом этих остаточных твердых веществ являются
сверхтонкодисперсные кристаллиты алюмосиликатной глины с
поверхностями, покрытыми растворимым в толуоле органическим
веществом. Минеральные твердые вещества и соль остаются в
подвергнутом отбензиниванию битуме и во время переработки
битума; они могут быть увлечены летучими головными погонами и
вынесены в другие технологические установки. Высокое содержание
хлоридов в соляном остатке создает проблемы коррозии и
загрязнения в расположенных ниже по потоку технологических
установках. В зависимости от количества и типа органического
вещества, связанного с твердыми компонентами битумного
исходного сырья, оно вносит основной вклад в образование кокса,
как в реакторных резервуарах, так и на катализаторах. Кроме
того, известно, что вынос твердых частиц из исходного сырья
вызывает загрязнение фильтров предварительной обработки и
установок для гидроочистки с наполнителем. Как сообщалось,
связанные с битумом твердые вещества представляет собой
преимущественно наноразмерные однослойные частицы
алюмосиликатной глины. В масштабах геологического времени поверхности этих активных неорганических частиц стали подобными асфальтенам, вследствие воздействия на них высокоароматических полярных органических компонентов из залежи нефтеносного песка. Химическое взаимодействие с поверхностью "хозяина" делает органические покрытия нерастворимыми в растворителях. Эти глинисто-водные частицы могли быть поглощены нефтью, либо по мере ее миграции в углеводородную залежь, либо во время ее
геологического местопребывания. Таким образом, даже в промышленном процессе для удаления твердых веществ и воды центрифугированием некоторые сверхтонкодисперсные частицы все еще остаются в сырьевом битуме для коксования. Во время переработки битума некоторые из частиц уносятся летучими головными погонами. Поэтому битумные твердые вещества могли бы содействовать образованию кокса в непредсказуемых участках процесса. Твердые частицы проявляют предпочтение оставаться связанными с асфальтеновым компонентом благодаря сходству между адсорбированными органическими веществами на их поверхностях и самого асфальтена.
[00096] Удаление тонкодисперсных твердых частиц,
происходящих из исходного сырья, с помощью фильтрации является
очень затруднительным вследствие размера и ассоциации с
асфальтенами. Чтобы удалить твердые вещества для лабораторных
анализов, проводят ультрацентрифугирование, подвергая
центрифугированию растворы асфальтенов в толуоле при скорости вращения, создающей 350000-кратную перегрузку. По мере повышения скорости центрифугирования отделение твердых частиц исходного сырья становится более эффективным. Эксперимент, в котором удаляли твердые вещества с использованием целенаправленно подобранных систем растворителей, имел результатом падение извлечения жидкости до 85%, при соответствующем возрастании стоимости и отходов, что является неподходящим для обсуждения.
[00097] Как было описано, тонко- и свертонкодисперсные твердые частицы из исходного сырья обусловливают загрязнение трубопроводов, процессов повышения качества и очистки. Как правило, твердые вещества из исходного сырья следуют тем же путем, что и асфальтеновая фракция, и находятся в газойлях из колонн вакуумной перегонки и кубовых остатках вакуумной перегонки, которые направляются в качестве сырья в установки для коксования, на гидроочистку тяжелой нефти, нефтяное топливо, или получение смесей синтетической сырой нефти.
[00098] Хорошо известно, что твердые вещества из исходного сырья, связанные с содержащей асфальтены тяжелой фракцией,
являются причиной загрязнения, и обнаруживаются процедурами испытаний на загрязнение.
[00099] Настоящая система удаляет часть твердых веществ исходного сырья и снижает коэффициент загрязнения смешанного потока, в этом случае Синтетической Сырой Нефти (SCO).
[000100] Системы измерения соответственно современному уровню технологии были использованы здесь для обнаружения и анализа тонкодисперсных твердых частиц, связанных с Битумом Атабаски в качестве исходного сырья. Твердые вещества были визуально подтверждены с помощью полученных с использованием микроскопа фотографий, и медианный размер частиц менее 5 микрон (5 мкм) был подтвержден с помощью FBRM (измерение отражения фокусированного пучка).
[000101] Фиг.20 представляет полученные с использованием микроскопа изображения твердых веществ, циркулирующих в сырой нефти. Фиг.21 иллюстрирует полученный с использованием FBRM (измерение отражения фокусированного пучка) график размера частиц в растворе. В согласии с микроскопическим изображением из Фиг.20, мелкие тонкодисперсные частицы измерены методом FBRM с модой распределения менее 5 микрон (5 мкм).
[000102] Фиг.22 иллюстрирует сравнение на основе FBRM трех отдельных партий Битума Атабаски. Партия 1 иллюстрирована линией 2201, образец A014-SP0135-653. Партия 2 иллюстрирована линией 2202, образец A024-SP0135-1308. Партия 3 иллюстрирована линией 2203, образец A053-SP0135-3868. Условиями проведения FBRM была температура 65°С, при настройке числа оборотов в минуту на 1:00. Все партии Битума Атабаски содержали тонкодисперсные твердые частицы с медианным размером менее 5 микрон (5 мкм) . Как очевидно, имеет место заметное различие в малых дисперсных твердых веществах, присутствующих в каждой из партий, с наибольшим отличием, показанным в Партии 1 2201. Такие различия, по-видимому, обусловлены добычей из конкретных буровых скважин на конкретных глубинах в конкретных пластах, или вследствие обезвоживания, регенерации нафты, или прочих технологических вариаций, или вследствие корректировки смешения
для соответствия техническим условиям для продукта.
[000103] В вышеприведенном описании, только для целей разъяснения, изложена специфическая номенклатура, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако квалифицированному специалисту в этой области технологии будет понятно, что эти конкретные подробности не требуются для практической реализации инструктивных указаний настоящего изобретения.
[000104] Более того, разнообразные признаки показательных примеров и зависимых пунктов патентной формулы могут быть скомбинированы путями, которые конкретно и определенно не перечислены, чтобы создать дополнительные полезные варианты исполнения инструкций настоящего изобретения. Также недвусмысленно отмечено, что все диапазоны значений или обозначений групп объектов раскрывают каждое возможное промежуточное значение или промежуточный объект для цели исходного изобретения, а также для цели ограничения заявленного предмета изобретения. Также определенно отмечено, что размеры и формы компонентов, показанных в фигурах, предназначены для того, чтобы содействовать пониманию, как инструкции настоящего изобретения могут быть реализованы на практике, но не предполагают ограничения размеров и форм, показанных в примерах.
[000105] Были раскрыты способ, система и устройство для разделения в обработке исходных сырьевых материалов. Понятно, что описанные здесь варианты исполнения предназначены для цели разъяснения, и не должны рассматриваться как ограничивающие предмет изобретения. Квалифицированному специалисту в этой области технологии были бы очевидными разнообразные модификации, варианты применения, замены, комбинации, усовершенствования, способы получения, без выхода за пределы области или смысла настоящего изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство, включающее в себя:
трубчатую емкость, имеющую квадратный трубный вход и выпуск для пара, причем выпуск для пара размещен на верху трубчатой емкости, и причем квадратный трубный вход является тангенциальным к внутреннему диаметру трубчатой емкости;
барабан, размещенный ниже трубчатой емкости; и
изолирующую двойную шиберную задвижку, размещенную между трубчатой емкостью и барабаном,
причем поток газа и твердые вещества поступают в трубчатую емкость через квадратный трубный вход, и причем газ и твердые вещества разделяются с использованием центробежной силы, и причем газ выходит через выпуск для пара, и твердые вещества собираются в барабане.
2. Устройство по п.1, в котором барабан является съемным для опорожнения от собранных твердых веществ.
3. Устройство по п.1, причем устройство позиционировано ниже по потоку относительно циклонного сепаратора и выше по потоку относительно охлаждающей емкости.
4. Способ, включающий стадии, в которых:
предоставляют вторичное разделительное устройство, содержащее
трубчатую емкость, имеющую квадратный трубный вход и выпуск для пара, причем выпуск для пара размещен на верху трубчатой емкости, и причем квадратный трубный вход является тангенциальным к внутреннему диаметру трубчатой емкости;
барабан, размещенный ниже трубчатой емкости; и
изолирующую двойную шиберную задвижку, размещенную между трубчатой емкостью и барабаном,
размещают вторичное разделительное устройство ниже по потоку относительно циклонного сепаратора,
причем поток газа и твердых веществ из циклонного сепаратора поступает в трубчатую емкость через квадратный трубный вход, и причем газ и твердые вещества разделяются с использованием центробежной силы, и причем твердые вещества собираются в барабане, и
размещают вторичное разделительное устройство выше по потоку относительно охлаждающей емкости,
причем газ выходит через выпуск для пара и продолжает движение в охлаждающую емкость.
5. Способ по п. 4, дополнительно включающий стадию, на которой снимают барабан и опорожняют от собранных твердых веществ.
По доверенности
поток
ПРОДУКТА
ФИГ.1
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
со сл
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
ФИГ.З
ИНЕРЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР
^IfV00
НАПОЛЬНАЯ РЕШЕТКА, ПОЛОЗЬЯ А
ВПУСК ДЛЯ ПАРА
НАПОЛЬНАЯ РЕШЕТКА
ПОЛОЗЬЯ В
403-
ИНДИКАТОР РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ
ШИБЕРНАЯ I 405 ЗАДВИЖКА
БАРАБАН ЕМКОСТЬЮ 55 ГАЛЛОНОВ (208 Л)
1ч>
14"
ИЗ ЦИКЛОНА
306
404
РЕЗЬБОВОЕ 1/2-ДЮИМОВОЕ
СОЕДИНЕНИЕ (НАЦИОНАЛЬНАЯ ТРУБНАЯ РЕЗЬБА)
403"
РЕЗЬБОВОЕ 1/2-ДЮЙМОВОЕ
СОЕДИНЕНИЕ (НАЦИОНАЛЬНАЯ ТРУБНАЯ РЕЗЬБА)
РЕЗЬБОВОЕ 1/2-ДЮЙМОВОЕ
СОЕДИНЕНИЕ (НАЦИОНАЛЬНАЯ ТРУБНАЯ РЕЗЬБА)
РЕЗЬБОВОЕ 1/2-ДЮЙМОВОЕ
СОЕДИНЕНИЕ (НАЦИОНАЛЬНАЯ ТРУБНАЯ РЕЗЬБА)
ТЕРМО ПАРОГИЛЬЗА
405-^3^
402
РЕЗЬБОВОЕ 1/2-ДЮЙМОВОЕ
СОЕДИНЕНИЕ (НАЦИОНАЛЬНАЯ ТРУБНАЯ РЕЗЬБА)
ФИГ.5
300
Ill о и I > >
•8т
о ф с
о I I га а ю о о
о ф ш
250
200
150
100
О О О OOOOwOOOOOOOOOGjOOOO' О 0000*30000
< < < < < < < < < < < < < < < <Ш00 < < <52525Ш <шш1иш
1000
ФИГ.7
о о со
го о о
X X
о о
С 03
го о.
о о
а> о
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Установка инерционного
1 ' 1 "I : 1 1 !- Г" ~1 ! " 1 : 1
А018 А019 А020 А021 А022 А023 А024 А025 А026 А027 А028 АОЗЗ
xxx Ref;A014-SCO(тонкодисперсныечастицы)
-wv Rgf; A028-SCO w/Bottoms-1792 (тонкодисперсные частицы)
--- Ref: A050-SCO-3640 (тонкодисперсные частицы)
• •"• Ref: A050A-SCOF-3642 (тонкодисперсные частицы)
*** Ref: A052B-SCO-3810 (тонкодисперсные частицы)
-- Reft A053A-SCO-3959 (тонкодисперсные частицы)
ФИГ.9
ftto M*n"" 1JMM E0"A.TO8f 5-Ж8!МЛ?
ФИГ.10
0.01 0.1 1 10 100 1000 10000
Размер частиц (мкм)
HA028-Sand FiiwM673, Wednesday, June 30,201011:36:01 AM
ФИГ.13
ФИГ.14
1600
Израсходо ванная текучая среда
Термопара
Насос регулирования постоянной скорости
Мешалка
Термопары для регистрации данных
Изоляция
К) ГО
О 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180
Минут
Минут
Таблица 1
Таблица 2
Таблица 2
Таблица 3
Таблица б
Таблица 8
Таблица 10
Таблица 10
Таблица 12
200
200
200
200
ФИГ.4
ФИГ.4
ФИГ.4
ФИГ.4
ФИГ.4
ФИГ.4
ФИГ.6
ФИГ.6
ФИГ.6
ФИГ.6
ФИГ.8
ФИГ.8
ФИГ.12
ФИГ.12
ФИГ.12
ФИГ.16
ФИГ.16
ФИГ.17
ФИГ.17
ФИГ.18
ФИГ.18
ФИГ.19
ФИГ.21
ФИГ.21
|
