EA 027223B1 20170731 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/027223 Полный текст описания [**] EA201490611 20121010 Регистрационный номер и дата заявки EP11186145.6 20111021 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок EP2012/069991 Номер международной заявки (PCT) WO2013/057010 20130425 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21707 Номер бюллетеня [GIF] EAB1\00000027\223BS000#(842:361) Основной чертеж [**] СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАСЛА ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ Название документа [8] B03C 3/00 Индексы МПК [DE] Зигер Герман, [DE] Биндер Кристиан, [DE] Верц Ханс-Йоахим, [DE] Анастасиевич Никола, [DE] Орт Андреас, [EE] Кайдалов Александр, [EE] Кайдалов Кирилл Сведения об авторах [EE] ЭНЕФИТ ОУТОТЕК ТЕКНОЛОДЖИ ОЮ Сведения о патентообладателях [EE] ЭНЕФИТ ОУТОТЕК ТЕКНОЛОДЖИ ОЮ Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000027223b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ извлечения масла из парогазовой смеси (ПГС), полученной пиролизом содержащего углеводороды материала, в котором ПГС, содержащую несколько масляных фракций, обеспыливают и масляные фракции разделяют на основе их температуры конденсации, отличающийся тем, что обеспыленную ПГС охлаждают, а разделение фракций осуществляют путем по меньшей мере двух стадий обработки в электрофильтре, при температуре, адаптированной к температуре кипения соответствующей масляной фракции, которая должна быть выделена.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ПГС включает 10-90 мас.% углеводородов С 5+ , 4,5-40 мас.% углеводородов С 4- , 0,01-30 мас.% неконденсирующихся фракций и 2-30 мас.% воды.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что электрофильтр функционирует при напряжении от 5 до 120 кВ.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что напряжение, приложенное к электроду электрофильтра, регулируют индивидуально для каждой стадии фракционирования.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ПГС охлаждают внутри электрофильтра.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ПГС вводят на стадию обработки в электрофильтре в верхнюю или нижнюю часть.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что часть масла, отобранного из электрофильтра, рециркулируют в электрофильтр для охлаждения ПГС.

8. Устройство для осуществления способа по любому из предшествующих пунктов, содержащее средство (1) для удаления пыли из пылегазовой смеси (ПГС) и средства разделения масляных фракций ПГС на основе их температур кипения, отличающееся тем, что средства разделения фракций включают по меньшей мере два узла, представляющих собой электрофильтры, и технологически связаны со средствами нагрева и охладителем для обеспечения функционирования каждого узла при температуре ниже температуры конденсации той масляной фракции, которая должна быть выделена с помощью данного узла.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что каждый электрофильтр (5) связан с отдельным охладителем (4).

10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что электрофильтр (5) содержит электрод (7), установленный в трубке, при этом расстояние между электродом (7) и стенками (5а) трубки составляет от 100 до 1000 мм.

11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что электрофильтр (10) выполнен в виде конденсационной колонны, включающей электрод (11) для каждой стадии фракционирования.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что электрофильтр (10) включает количество тарелок (13), соответствующее количеству масляных фракций, которые должны быть выделены.

13. Устройство по любому из пп.8-12, отличающееся тем, что электрофильтр (10) имеет охлаждающие стенки.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Способ извлечения масла из парогазовой смеси (ПГС), полученной пиролизом содержащего углеводороды материала, в котором ПГС, содержащую несколько масляных фракций, обеспыливают и масляные фракции разделяют на основе их температуры конденсации, отличающийся тем, что обеспыленную ПГС охлаждают, а разделение фракций осуществляют путем по меньшей мере двух стадий обработки в электрофильтре, при температуре, адаптированной к температуре кипения соответствующей масляной фракции, которая должна быть выделена.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ПГС включает 10-90 мас.% углеводородов С 5+ , 4,5-40 мас.% углеводородов С 4- , 0,01-30 мас.% неконденсирующихся фракций и 2-30 мас.% воды.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что электрофильтр функционирует при напряжении от 5 до 120 кВ.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что напряжение, приложенное к электроду электрофильтра, регулируют индивидуально для каждой стадии фракционирования.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ПГС охлаждают внутри электрофильтра.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ПГС вводят на стадию обработки в электрофильтре в верхнюю или нижнюю часть.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что часть масла, отобранного из электрофильтра, рециркулируют в электрофильтр для охлаждения ПГС.

8. Устройство для осуществления способа по любому из предшествующих пунктов, содержащее средство (1) для удаления пыли из пылегазовой смеси (ПГС) и средства разделения масляных фракций ПГС на основе их температур кипения, отличающееся тем, что средства разделения фракций включают по меньшей мере два узла, представляющих собой электрофильтры, и технологически связаны со средствами нагрева и охладителем для обеспечения функционирования каждого узла при температуре ниже температуры конденсации той масляной фракции, которая должна быть выделена с помощью данного узла.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что каждый электрофильтр (5) связан с отдельным охладителем (4).

10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что электрофильтр (5) содержит электрод (7), установленный в трубке, при этом расстояние между электродом (7) и стенками (5а) трубки составляет от 100 до 1000 мм.

11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что электрофильтр (10) выполнен в виде конденсационной колонны, включающей электрод (11) для каждой стадии фракционирования.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что электрофильтр (10) включает количество тарелок (13), соответствующее количеству масляных фракций, которые должны быть выделены.

13. Устройство по любому из пп.8-12, отличающееся тем, что электрофильтр (10) имеет охлаждающие стенки.


Евразийское 027223 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.07.31
(21) Номер заявки 201490611
(22) Дата подачи заявки
2012.10.10
(51) Int. Cl. B03C3/00 (2006.01)
(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАСЛА ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ
(31) 11186145.6
(32) 2011.10.21
(33) EP
(43) 2014.09.30
(86) PCT/EP2012/069991
(87) WO 2013/057010 2013.04.25
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ЭНЕФИТ ОУТОТЕК ТЕКНОЛОДЖИ ОЮ (EE)
(72) Изобретатель:
Зигер Герман, Биндер Кристиан, Верц Ханс-Йоахим, Анастасиевич Никола, Орт Андреас (DE), Кайдалов Александр, Кайдалов Кирилл (EE)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В. (RU)
(56) CA-A1-2311738 DE-A1-10058995 JP-A-2009195860 CN-A-101948700
(57) В способе извлечения масла из парогазовой смеси (ПГС), полученной пиролизом содержащего углеводороды материала, например горючего сланца, ПГС, содержащую несколько масляных фракций, обеспыливают и масляные фракции разделяют на основе их температур конденсации. Для того чтобы выделить желательные масляные фракции, содержащиеся в парогазовой смеси, обеспыленную ПГС охлаждают и затем фракционируют в ходе по меньшей мере двух стадий обработки в электрофильтре при температуре, адаптированной к температуре кипения соответствующей фракции, которая должна быть выделена.
Данное изобретение направлено на способ и устройство для извлечения масла из парогазовой смеси, полученной пиролизом содержащего углеводороды материала, в частности горючего сланца, в которых парогазовую смесь, полученную при пиролизе, содержащую несколько масляных фракций, обеспыливают, а масляные фракции разделяют на основе их температур конденсации.
Для того чтобы получить масло из горючего сланца, горючий сланец непосредственно нагревают горячим теплоносителем (шлаком) до температуры примерно 500°С во вращающейся обжиговой печи. При этом масло испаряется из горючего сланца, образуя так называемую парогазовую смесь (ПГС). Затем парогазовую смесь (газ, содержащий также мелкие частицы) быстро охлаждают в блоке конденсации для извлечения масла. Это масло содержит порошкообразный материал (мелкие частицы), которые традиционно отделяют от масла в скруббере. Частицы пыли, собранные каплями, полученными в скруббере, можно обнаружить в охлажденном масле в нижней части скруббера. Обеспыленное таким образом масло дополнительно обрабатывают в ректификационной колонне, чтобы отделить различные масляные фракции, которые содержатся в пиролизном масле, на основе их температур кипения при многоступенчатой перегонке.
Ректификация является стандартной процедурой и описана, например, в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Distillation, chapter 4 Rectification (Multi-stage Distillation) (Энциклопедия промышленной химии Ullmann; Перегонка; гл. 4 Ректификация (многостадийная перегонка), Weinheim 2010, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KG aA, DOI: 10.1002/14356007.B03_04.pub2. Однако существует несколько проблем в отношении адекватного контроля разделения фракционированием в ректификационной колонне. Ректификационные колонны обычно работают с существенным количеством флегмы, что снижает производительность. Кроме того, из-за насадок, используемых на стадиях ректификации, имеется существенная потеря давления по колонне.
Целью данного изобретения является обеспечение более эффективного получения масла из горючего сланца или подобного сырья. В частности, должно быть оптимизировано разделение желательных масляных фракций, содержащихся в парогазовой смеси, полученной при пиролизе.
Согласно данному изобретению предложен способ, включающий признаки п.1 формулы изобретения, в котором обеспыленную ПГС охлаждают, а затем фракционируют по меньшей мере на двух стадиях электрофильтров, при температуре, адаптированной к температуре кипения соответствующей масляной фракции, которая должна быть отделена. Таким образом, в данном изобретении заменяют стандартную ректификационную колонну несколькими электрофильтрами и охладителями. Охлаждение и осаждение аэрозоля с помощью электрофильтров обеспечивают захват почти всех капель конденсата масла желаемой масляной фракции без дополнительных энергетических затрат. В сравнении со стандартной ректификационной колонной электрофильтры не требуют никакой флегмы или требуют меньшего ее количества, так что можно создать устройство меньшего размера и сделать процесс более эффективным. Кроме того, устройство не обязательно должно содержать какие-либо насадки, а потеря давления является существенно меньшей.
Электрофильтр (ЭФ) представляет собой устройство для сбора порошкообразного материала, которое удаляет частицы из ПГС с использованием силы индуцированного электростатического заряда.
Следует отметить, что вместо горючего сланца для способа согласно данному изобретению можно использовать другой углеводородсодержащий материал, например нефтеносный песок, биомассу, пластмассы, отходы нефти, отработанное масло, материалы, содержащие животные жиры, или материалы, содержащие растительные масла, если только пиролизом упомянутого материала можно получить парогазовую смесь, содержащую масляные фракции. Предпочтительно углеводородный материал содержит от 8 до 80 мас.% углеводородов.
В зависимости от количества желательных масляных фракций можно отрегулировать количество охладителей и электрофильтров для отделения масляных фракций в соответствии с их температурами кипения.
Согласно предпочтительному примеру воплощения данного изобретения парогазовая смесь содержит от 40 до 90 мас.% углеводородов С5+, от 4,5 до 40 мас.% углеводородов С4-, от 0,01 до 30 мас.% неконденсирующихся фракций (то есть таких газов, как Н2, N2, H2S, SO2, NO и т.д.) и от 5 до 30 мас.% воды. Предпочтительно состав парогазовой смеси является следующим: от 55 до 85 мас.% углеводородов C5+, от 7 до 25 мас.% углеводородов С4-, от 0,1 до 15 мас.% неконденсирующихся фракций и от 7 до 20 мас.% воды; более предпочтительно состав парогазовой смеси является следующим: от 60 до 80 мас.% углеводородов C5+, от 13 до 22 мас.% углеводородов С4-, от 0,3 до 10 мас.% неконденсирующихся фракций и от 7 до 15 мас.% воды. На стадии обеспыливания перед электрофильтрами пыль, содержащуюся в исходном пиролизном масле, по существу, удаляют так, чтобы ПГС, поступающая на стадию фракционирования, предпочтительно имела содержание пыли <30 млн ч.
Предпочтительно электрофильтр работает при напряжении от 5 до 120 кВ.
В предпочтительном примере воплощения данного изобретения напряжение, прилагаемое к электродам электрофильтра, индивидуально регулируют для каждой стадии фракционирования так, чтобы обеспечить оптимальное напряжение на электродах, в зависимости от состава газа, который может изменяться от стадии к стадии.
Охлаждение ПГС можно осуществить в отдельном охладителе или внутри электрофильтра. Предпочтительно обеспечивают косвенное охлаждение водой или воздухом. Для прямого охлаждения в ПГС можно вводить масло.
ПГС можно вводить на стадии использования электрофильтра в верхнюю или нижнюю часть так, чтобы можно было осуществлять работу в условиях прямотока или противотока.
В предпочтительном примере воплощения данного изобретения часть масла, отобранного из электрофильтра, рециркулируют в электрофильтр для прямого охлаждения ПГС, находящейся внутри фильтра.
Для того чтобы обеспечить очень низкое содержание пыли в ПГС, поступающей на стадию фракционирования, обеспыливание ПГС, образованной при пиролизе, проводят в электрофильтре, работающем при температуре от 380 до 480°С. Этот электрофильтр работает в сухом состоянии при температуре выше температуры конденсации масла так, чтобы отделить пыль без какой-либо конденсации масла. Это существенно уменьшает загрязнение продукта (пиролизного масла) таким образом, что последующее фракционирование приводит к получению продуктов более высокого качества. Электрофильтр представляет собой высокоэффективное фильтрующее устройство, которое в минимальной степени препятствует протеканию газов через фильтр и которое легко может удалить мелкие частицы пыли из ПГС. Для осуществления данного изобретения электрофильтр может быть трубчатого, пластинчатого или камерного типа, при этом предпочтительным является трубчатый фильтр. Однако в целом данное изобретение можно также использовать совместно со стандартными способами обеспыливания, например, используя скруббер или горячее фильтрующее устройство, такое как керамические, или металлические, или другие термостойкие фильтровальные свечи.
Данное изобретение направлено также на устройство для извлечения масла из парогазовой смеси, полученной пиролизом нефтесодержащего материала, например горючего сланца, который пригоден для осуществления вышеописанного способа и включает стадию обеспыливания для удаления пыли из ПГС и стадию разделения, для разделения масляных фракций ПГС на основе их температур кипения. В соответствии с данным изобретением устройство включает по меньшей мере две стадии обработки в электрофильтре, каждая из которых связана со стадией охлаждения и работает при температуре, адаптированной к температуре кипения соответствующей масляной фракции, которая должна быть отделена.
В одном из примеров воплощения каждый электрофильтр связан с отдельным охладителем.
Предпочтительно расстояние между электродом и стенкой фильтра составляет от 100 до 1000 мм, более предпочтительно от 200 до 600 мм.
В другом предпочтительном примере воплощения электрофильтр выполнен в виде конденсационной колонны, включающей электрод для каждой стадии фракционирования. Таким образом, возможно создание компактной структуры, в то время как обеспечены отдельные электроды для эффективного осуществления фракционирования на различных стадиях.
В конденсационной колонне электрофильтр включает большое количество тарелок, соответствующих числу масляных фракций, которые должны быть разделены так, чтобы эти масляные фракции можно было соответствующим образом уловить и отобрать.
Предпочтительно, чтобы электрофильтр имел охлаждающие стенки (с/без увеличенной поверхности), которые способствуют охлаждению или заменяют отдельные охладители. Таким образом, можно создать более компактную структуру.
Теперь данное изобретение будет описано более подробно на основе предпочтительных примеров воплощения и чертежей.
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение устройства по первому примеру воплощения данного изобретения,
фиг. 2 - модификацию устройства по первому примеру воплощения,
фиг. 3 - результат имитированной дистилляции на основе устройства на фиг. 2,
фиг. 4 - устройство по второму примеру воплощения данного изобретения,
фиг. 5 - модификацию устройства по второму примеру воплощения,
фиг. 6 - результат имитированной дистилляции на основе устройства на фиг. 5.
В первом примере воплощения данного изобретения, показанном на фиг. 1, устройство для извлечения масла включает первый электрофильтр (ЭФ) 1 для обеспыливания парогазовой смеси (ПГС), полученной пиролизом горючего сланца или любого другого подходящего материала. Электрофильтр 1 работает при температуре от 380 до 480°С и напряжении от 5 до 120 кВ, которое приложено к электроду 2. Таким образом, пыль отделяют от паров масла и осаждают на стенках трубки, откуда ее можно удалить путем постукивания или другими пригодными механическими способами. Пыль отбирают по линии 3. Электрофильтр 1 может иметь одну или большее количество стадий и объединять сухие и мокрые электрофильтры.
После стадии обеспыливания в электрофильтре 1 обеспечены несколько стадий фракционирования для разделения пиролизного масла, полученного на стадии обеспыливания, на различные масляные фракции. Каждая такая стадия фракционирования включает охладитель 4 и последующий электрофильтр
5. Электрофильтры предпочтительно работают как мокрые электрофильтры. Мокрые электрофильтры работают при температуре ниже температуры конденсации углеводородов, содержащихся в газе. По мере охлаждения ПГС образуются небольшие сконденсированные капли, которые диспергированы в виде аэрозоля в потоке газа. Основную часть сконденсированных капель собирают на поверхности охладителя, а капли достаточно малого размера, остающиеся в газовом потоке, проходят через охладитель. После получения ими заряда от электрода их отделяют на противоэлектроде. Таким образом, мокрые электрофильтры осаждают из газа все мокрые/сконденсированные компоненты. Электрофильтры 5 представляют собой трубчатые фильтры, в которых подходящее расстояние между электродом 7, создающим электрическое поле, и стенками 5а фильтра составляет от 100 до 1000 мм, предпочтительно от 200 до 600 мм. Очевидно, что это расстояние зависит от размеров электрофильтра.
В охладителе 4 ПГС охлаждают до температуры, соответствующей температуре кипения/конденсации желательной масляной фракции. Например, на первой стадии фракционирования (охладитель 4.1 и электрофильтр 5.1) ПГС охлаждают примерно до 270°С, чтобы сконденсировать тяжелую масляную фракцию. Электрофильтр 5.1 работает при постоянной температуре ± 10°С относительно температуры охладителя, существующей ниже по потоку. Масляную фракцию, которая конденсируется в охладителе 4.1, собирают и отводят по линии 6.1. В электрофильтре 5.1 электрод 7.1 подает напряжение от 5 до 120 кВ. Электрическое поле ионизирует мелкие капли, таким образом, повышая отложение на стенках так, чтобы можно было отобрать сконденсированную тяжелую масляную фракцию по линии 8.
Оставшуюся ПГС затем направляют на следующую стадию фракционирования, которая в основном соответствует первой стадии фракционирования, но работает при более низкой температуре, соответствующей температуре кипения/конденсации следующей тяжелой масляной фракции. Число стадий фракционирования от 1 до n соответствует числу желательных масляных фракций, которые должны быть отделены. Разница температур между стадиями фракционирования, определяемая соответствующими охладителями 4 и электрофильтрами 5, составляет, например, 50°С. Однако не является необходимым, чтобы температурные интервалы между стадиями фракционирования были равномерными. В равной степени является возможным выбор неравномерных интервалов в зависимости от желательных масляных фракций.
В модификации первого примера воплощения на фиг. 2 стадии фракционирования показаны более подробно. Температуру электрофильтров 5.1 и 5.2 поддерживают с помощью соответствующих сетевых электронагревателей 9 или любого другого подходящего нагревающего устройства.
Ниже по потоку стадии обеспыливания обеспыленную ПГС охлаждают в охладителе 4.1 посредством косвенного охлаждения воздухом, перед тем, как она поступает в первый электрофильтр 5.1. В противоположность этому обеспечивают охладитель 4.2 выше по потоку второго электрофильтра 5.2 в качестве косвенного водяного охладителя. Охлаждающую среду можно выбрать по необходимости.
В то время как фиг. 2 изображает две стадии 5.1 и 5.2 обработки в электрофильтре только для отделения тяжелой фракции и легкой фракции пиролизного масла, легко можно понять, что могут быть обеспечены дополнительные стадии 4 охлаждения и электрофильтры 5 для увеличения селективности фракционирования и получения большего количества масляных фракций.
В примере воплощения на фиг. 4 фракционирование обеспыленной ПГС проводят в электрофильтре 10, сформированном в виде конденсационной колонны, включающей электроды 11 для каждой стадии фракционирования.
Газообразную ПГС, выходящую со стадии 1 обеспыливания, вводят в нижнюю часть 12 электрофильтра 10. Оттуда она поступает на первую стадию электрофильтра, где ее охлаждают до заданной температуры, например, путем инжекции рециркулируемого масла или с помощью охлаждающих стенок или элементов так, что тяжелую масляную фракцию конденсируют и собирают на тарелке 13.1 и выводят ее из колонны. Оставшуюся ПГС вводят на следующую стадию при заданной более низкой температуре, чтобы сконденсировать следующую желательную масляную фракцию, которую собирают на тарелке 13.2 и выводят из колонны. Оставшуюся после этого ПГС вводят на следующую стадию, которая работает при заданной температуре для конденсации высококипящей масляной фракции (легкой масляной фракции), которую собирают на тарелке 13.3 и отбирают из колонны. Отходящий газ выводят по линии
14.
Для каждой стадии электрофильтра 10 обеспечен электрод 11, на который подают соответствующее напряжение, адаптированное к составу газа на соответствующей стадии, обычно от 5 до 120 кВ.
Фиг. 5 изображает более подробное устройство электрофильтра 10. Для упрощения показаны только две стадии фракционирования для отбора потока тяжелого масла и потока легкого масла.
Обеспыленную ПГС вводят в нижнюю часть 12 электрофильтра 10. Тяжелое масло, собранное в нижней части электрофильтра 10, отбирают с помощью насоса 15.1 и охлаждают в косвенном водяном охладителе 16.1. Затем поток масла разделяют на поток продукта, отводимый по линии 17.1, и поток рецикла, рециркулируемый в колонну по линии 18.1 рецикла, и вводят в электрофильтр через сопло 19.1, чтобы охладить ПГС, вводимую в электрофильтр 10. При этом фракцию тяжелого масла конденсируют и собирают в нижней части колонны и выводят с помощью насоса 15.1. Оставшаяся ПГС поступает в
верхнюю часть 20 электрофильтра 10 примерно при 270°С. В структуре, сходной с нижней частью 12, масляную фракцию, конденсирующуюся в верхней части 20 электрофильтра, собирают на тарелке 21 и выводят с помощью насоса 15.2 и косвенно охлаждают в охладителе 16.2 до комнатной температуры. Здесь также поток масла разделяют на поток продукта, отводимый по линии 17.2, и поток рецикла, подаваемый на электрофильтр через сопло 19.2, чтобы охладить ПГС, поступающую из нижней части 12. Отходящий газ отводят по линии 14.
Электроды 11 вмонтированы по центру верхней стенки 22 электрофильтра 10 и проходят в соответствующую часть 12, 20 электрофильтра. Электроды 11.1 и 11.2 отделены друг от друга изолятором 23.
В то время как на фиг. 5 изображены только две части 12, 20 электрофильтра 10 для получения тяжелой масляной фракции и легкой масляной фракции, легко можно понять, что можно обеспечить дополнительные части, чтобы увеличить селективность электрофильтра 10 и получить дополнительные масляные фракции.
Теперь данное изобретение будет дополнительно разъяснено с помощью примеров, которые основаны на исследовательских установках согласно фиг. 2 и 5 соответственно. Пример 1 (на основе фиг. 2).
Таблица 1
Парогазовую смесь (ПГС) получают путем пиролиза горючего сланца типа I и затем ее обеспыливают. Состав ПГС приведен в табл. 1. Обеспыленный поток ПГС направляют в косвенный воздушный охладитель 4 при 430°С и охлаждают до 280°С. Из-за охлаждения до 280°С более тяжелые компоненты потока ПГС конденсируются. Часть сконденсированной фазы отделяют от газового потока в охладителе, но значительная доля сконденсированной фазы выходит из охладителя в виде мелкодисперсного аэрозоля. Затем мелкодисперсный аэрозоль разделяют с помощью электрофильтра 5. Температуру электрофильтра регулируют с помощью сетевого электронагревателя 9 до 280°С. Приложенное к электродам 7 напряжение регулируют в пределах от 5 до 20 кВ. С помощью воздушного охладителя 4.1 и электрофильтра 5.1 собрано 37 г/ч тяжелой фракции пиролизного масла (12 мас.% от общего количества собранного масла).
Оставшуюся ПГС затем охлаждают до 23°С и направляют в трубчатый электрофильтр 5.2, который также работает при 23°С. Приложенное к электродам напряжение регулируют в пределах 5-20 кВ. Собрано 275 г/ч (88 мас.% от общего количества собранного масла) легкой фракции пиролизного масла.
На фиг. 3 представлены результаты имитированной дистилляции тяжелой и легкой масляных фракций. Эти результаты показывают значительные различия зависимостей температур кипения для двух полученных масляных фракций.
Пример 2 (на основе фиг. 5).
Таблица 2
Парогазовая смесь (ПГС) получена пиролизом горючего сланца типа II и затем обеспылена. Состав ПГС приведен в табл. 2. Обеспыленный поток ПГС поступает в нижнюю часть 12 блока 10 конденсации. Блок конденсации представляет собой выполненный в виде трубки электрофильтр. К электроду 11.1 прилагают напряжение 12-17 кВ. ПГС охлаждают примерно до 270°С потоком рецикла тяжелого масла, который вводят через сопло 19.1. Введенный туман тяжелого масла и дополнительно сконденсированную фракцию ПГС отделяют от потока газа посредством электрического поля. Насос 15.1 перекачивает тяжелое масло к соплу 19.1. После косвенного водяного охладителя 16.1 некоторую долю тяжелого масла удаляют в виде потока продукта - тяжелого масла. Оставшуюся долю рециркулируют через сопло 19.1 в электрофильтр 10.
Оставшуюся ПГС вводят в верхнюю часть 20 электрофильтра 10 примерно при 270°С. К электроду 11.2 прилагают напряжение 15-25 кВ. Оставшуюся ПГС охлаждают примерно до 23°С потоком рецикла легкого масла, который вводят через сопло 19.2 в блок конденсации. Введенный туман легкого масла и дополнительно сконденсированную фракцию оставшейся ПГС отделяют от потока газа посредством электрического поля. Насос 15.2 перекачивает легкое масло к соплу 19.2 через охладитель 16.2. После косвенного водяного охладителя 16.2 некоторую долю легкого масла удаляют в качестве потока продукта - легкого масла. Оставшуюся фракцию рециркулируют через сопло 19.2 в электрофильтр 10. Отходящий газ выходит из блока конденсации по линии 14. Выпускают поток воды 400 г/ч, полученной при пиролизе, который формирует отдельную фазу в полученную масляную фракцию и может быть отделен с помощью известных технологий, например декантации и т.п.
Отобраны поток продукта - легкого масла (линия 17.2) 500 г/ч (86% от общего количества собранного масла) и поток продукта - тяжелого масла (линия 17.1) 80 г/ч (14% от общего количества собранного масла).
Результаты имитированной дистилляции продукта - легкого и тяжелого масла - показаны на фиг. 6. Позиции на чертежах.
1 - Электрофильтр,
2 - электрод,
3 - трубопровод,
4 - охладитель,
5 - электрофильтр, 5а - стенка фильтра,
6 - трубопровод,
7 - электрод,
8 - трубопровод,
9 - сетевой электронагреватель,
10 - электрофильтр (конденсационная колонна),
11 - электрод,
12 - нижняя часть электрофильтра 10,
13 - тарелка,
14 - трубопровод (отходящий газ),
15 - насос,
16 - охладитель,
17 - трубопровод,
18 - трубопровод рецикла,
19 - сопло,
20 - верхняя часть электрофильтра 10,
21 - тарелка,
22 - верхняя стенка,
23 - изолятор,
ЭФ - электрофильтр. ПГС - парогазовая смесь.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ извлечения масла из парогазовой смеси (ПГС), полученной пиролизом содержащего углеводороды материала, в котором ПГС, содержащую несколько масляных фракций, обеспыливают и масляные фракции разделяют на основе их температуры конденсации, отличающийся тем, что обеспыленную ПГС охлаждают, а разделение фракций осуществляют путем по меньшей мере двух стадий обработки в электрофильтре, при температуре, адаптированной к температуре кипения соответствующей масляной фракции, которая должна быть выделена.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ПГС включает 10-90 мас.% углеводородов С5+, 4,5-40 мас.% углеводородов С4-, 0,01-30 мас.% неконденсирующихся фракций и 2-30 мас.% воды.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что электрофильтр функционирует при напряжении от 5
до 120 кВ.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что напряжение, приложенное к электроду электрофильтра, регулируют индивидуально для каждой стадии фракционирования.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ПГС охлаждают внутри электрофильтра.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что ПГС вводят на стадию обработки в электрофильтре в верхнюю или нижнюю часть.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что часть масла, отобранного из электрофильтра, рециркулируют в электрофильтр для охлаждения ПГС.
8. Устройство для осуществления способа по любому из предшествующих пунктов, содержащее средство (1) для удаления пыли из пылегазовой смеси (ПГС) и средства разделения масляных фракций ПГС на основе их температур кипения, отличающееся тем, что средства разделения фракций включают по меньшей мере два узла, представляющих собой электрофильтры, и технологически связаны со средствами нагрева и охладителем для обеспечения функционирования каждого узла при температуре ниже температуры конденсации той масляной фракции, которая должна быть выделена с помощью данного узла.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что каждый электрофильтр (5) связан с отдельным охладителем (4).
10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что электрофильтр (5) содержит электрод (7), установленный в трубке, при этом расстояние между электродом (7) и стенками (5а) трубки составляет от 100 до 1000 мм.
11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что электрофильтр (10) выполнен в виде конденсационной колонны, включающей электрод (11) для каждой стадии фракционирования.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что электрофильтр (10) включает количество тарелок (13), соответствующее количеству масляных фракций, которые должны быть выделены.
13. Устройство по любому из пп.8-12, отличающееся тем, что электрофильтр (10) имеет охлаждающие стенки.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
027223
027223
- 1 -
- 1 -
(19)
027223
027223
- 1 -
- 1 -
(19)
027223
027223
- 1 -
- 1 -
(19)
027223
027223
- 4 -
- 3 -
027223
027223
- 6 -
027223
027223
- 6 -