Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1418
.pdf
65
Нам известно, что предлагалось использовать нагреваемые оксиды железа и алюминия, а также боксит и
флоридин для десульфуризации нефти (см. британскую спецификацию № 186955), но следует понимать, что,
как и в случае с 70 другими пористыми адсорберами, настоящее изобретение относится только к гелям на
основе оксидов металлов, имеющим указанный выше размер пор.
Такие гели на основе оксидов металлов могут быть получены с помощью процессов, аналогичных тем,
которые используются для производства силикагеля (см., например, британский патент № 212065).
[0044]
Твердый пористый силикагель, являющийся предпочтительным адсорбирующим материалом согласно
настоящему изобретению, следует отличать от высушенного желатинообразного осадка, полученного,
например, путем смешивания кислоты и силиката натрия в растворе с последующей сушкой осажденной
кремниевой кислоты.
Последний продукт не обладает пористой структурой геля, полученного в соответствии с патентом № 136543
или методом диализа, и не был признан пригодным для адсорбции растворенных веществ из растворов.
Согласно указанному патенту, используются растворы кислоты и силиката таких концентраций и в таких
количествах, чтобы кислота и силикат реагировали, образуя однородный, коллоидный раствор кремниевой
кислоты.
Преждевременное свертывание смеси предотвращается тщательным перемешиванием растворов во время
их смешивания.
Через три-четыре часа после смешивания происходит застывание без образования осадка, в однородную
гелеобразную массу, и после промывки и медленной сушки этой массы в соответствии с указаниями в
спецификации получается твердый пористый гель, поры которого имеют ультрамикроскопический размер.
105-
[0045]
Как указано в описании патента № 175 987, адсорбируется растворенное вещество из раствора, обладающего
наименьшим поверхностным натяжением по отношению к стенкам пор адсорбирующего материала; иными
словами, будет адсорбироваться то растворенное вещество, которое легче смачивает пористый материал.
Кроме того, отделение новой фазы от раствора происходит легче, чем меньше растворимость вещества в
растворе.
В качестве меры растворимости можно выбрать критическую температуру растворения, и наибольший
адсорбционный эффект будет получен от раствора с самой высокой критической температурой растворения.
120 Степень адсорбции также зависит от разницы в плотности компонентов раствора.
Чем меньше разница в плотности, тем больше будет адсорбция одного из 125 компонентов из раствора.
Эти принципы находят применение в практике настоящего изобретения, как и в патенте № 175 987.
[0046]
Настоящее изобретение применимо к 130
[0047]
195,055
[0048]
3
[0049]
Очистка масел и восков в целом, растительного, животного и минерального происхождения, включая бензин,
толуол, четыреххлористый углерод и анилин, но для удобства будет описано ее применение в переработке
бензина и керосина.
[0050]
Прямой бензин и крекинг-дистилляты, а также керосин в целом содержат соединения серы, имеют
неприятный или «кислый» запах и желтый цвет.
Эти характеристики сильно различаются в зависимости от типа продукта, источника сырой нефти, от того,
является ли она прямым дистиллятом или продуктом крекинга.
15 Точная форма существования серы в бензине или керосине до сих пор остается предметом споров.
Хорошо известно, что существует как минимум две формы, одна из которых реагирует на тест врача, а другая
— нет.
Также известно, что некоторые виды бензина и керосина, содержащие серу и дающие отрицательный
результат теста на содержание серы, после выдержки дадут положительный результат.
Такое изменение ускоряется под воздействием тепла и света, а также при контакте с воздухом (кислородом) и
влагой, и в результате часто обнаруживается, что бензин или керосин, очищенные химической обработкой до
отрицательной реакции, впоследствии дают положительную реакцию при тестировании.
[0051]
Аналогичное явление наблюдается как с цветом, так и с запахом.
Например, бензин может быть очищен химической обработкой, такой как обработка серной кислотой,
щелочью и оксидом свинца, в результате чего получается бесцветный или почти бесцветный продукт со
сладковатым запахом, но при хранении этот, казалось бы, удовлетворительный продукт, особенно при
воздействии света, влаги и кислорода, приобретает кислый запах и желтый цвет.
[0052]
Повторное появление положительного результата теста врача при указанных условиях, по-видимому, связано
с некоторыми ненасыщенными компонентами бензина, а также серы; эти и подобные изменения также
приводят к появлению «кислого» запаха и образованию красящих веществ, которые остаются растворенными
в бензине, придавая ему желтый цвет.
[0053]
Нефтепродукты, такие как бензин и керосин, после очистки в соответствии с настоящим изобретением,
несмотря на высокое содержание ненасыщенных компонентов, остаются бесцветными или водянисто-белыми
в течение неопределенного периода времени даже при воздействии света и воздуха.
Эти очищенные углеводороды, содержащие более 10 процентов ненасыщенных углеводородов и серы менее
0,02 процента, которые остаются бесцветными неопределенно долго, являются новыми продуктами.
Долю ненасыщенных углеводородов можно определить путем реакции с 93-процентной серной кислотой.
До настоящего времени не было получено ни одного известного очищенного нефтепродукта, содержащего
более 10 процентов ненасыщенных углеводородов и дающего отрицательный результат смоляной пробы.
Испытание на смолистость заключается в выпаривании досуха 100 кубических сантиметров образца в
полированной медной чашке.
Для отрицательного результата теста (70%) не должно быть изменения цвета чашки Петри и осадка.
Продукт, полученный путем достаточной очистки в соответствии с настоящим изобретением, дает
отрицательный результат смоляной пробы, и в этом отношении, помимо прочих упомянутых, продукт
является новым.
[0054]
При реализации изобретения сырой нефтепродукт очищается путем приведения его в тесный контакт с
адсорбирующим материалом, предпочтительно в порошкообразном состоянии, и обеспечения и поддержания
контакта между жидкостью и адсорбирующим материалом до тех пор, пока нежелательные компоненты
жидкости не будут адсорбированы в желаемой степени, после чего материал отделяется от очищенного
продукта.
[0055]
Неочищенную жидкость можно пропускать через башню, заполненную адсорбирующим материалом,
например, силикагелем, а очищенный продукт отводить в нижней части башни.
После насыщения геля примесями из жидкости, неочищенный продукт перенаправляется в 95-секундную
колонну меньшего диаметра, а гель в первой колонне повторно активируется.
[0056]
Однако предпочтительный метод заключается в том, чтобы поток неочищенной жидкости поступал с одного
конца и последовательно протекал через ряд мешалок и сепараторов, содержащих адсорбирующий
материал, например, силикагель, который непрерывно подается с конца аппарата, противоположного тому, с
которого поступает жидкость, и с помощью соответствующих средств приводится в движение в направлении,
противоположном потоку жидкости.
Таким образом, часть нежелательных компонентов очищаемой жидкости удаляется на каждом этапе по мере
ее прохождения через аппарат, пока, наконец, очистка не завершится на последнем этапе, где жидкость, уже
лишенная большей части примесей, вступает в контакт со свежеактивированным адсорбирующим
материалом.
[0057]
Отделение адсорбированных примесей от адсорбирующего материала может быть осуществлено путем
вытеснения адсорбированного вещества путем погружения адсорбирующего материала в жидкость, имеющую
более низкое поверхностное натяжение, чем вещество или вещества, адсорбированные на границе раздела с
адсорбирующим материалом, так что адсорбированное вещество замещается жидкостью, а затем активация
материала путем удаления или высвобождения жидкости.
Для продуктов с более высокой температурой кипения это средство подходит.
[0058]
4
[0059]
195,055
[0060]
Этого недостаточно, также можно использовать активацию паром.
[0061]
Что касается жидкостей, подобных бензину, керосину и бензолу, то их можно без труда отгонить из гелей,
например, путем активации паром.
Однако нежелательные вещества, удаляемые адсорбцией, часто состоят из сложных органических
соединений или содержат их, обычно связанных с серой, которые при нагревании до достаточно высокой
температуры для осуществления процесса испарения подвергаются разложению в геле, часто с отложением
углеродистых и вязких органических веществ. Эти вещества трудно удалить из геля, и эта трудность
усугубляется при рафинировании смазочных масел, восков и т. д.
[0062]
Во всех явлениях, связанных с адсорбцией растворенных веществ из жидкостей, поверхностное натяжение на
границе раздела между растворенным веществом и жидкостью является одним из важнейших факторов,
определяющих степень адсорбции.
Поскольку адсорбирующие материалы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, всегда
содержат некоторое количество воды в своих порах, поверхностное натяжение на границе раздела геля и
воды будет равно нулю и, следовательно, меньше, чем поверхностное натяжение на границе раздела
адсорбирующего материала с другими жидкостями.
Соответственно, такие пористые материалы, например, гели, будут адсорбировать воду предпочтительнее
другой жидкости.
Когда гель, насыщенный, например, газообразным веществом (или другой жидкостью, не смешивающейся с
водой), приводится в контакт с водой, последняя адсорбируется, а газообразное вещество вытесняется.
Если контакт будет поддерживаться достаточно долго, то выделение бензина будет полным.
Кроме того, вытеснение воды из адсорбированных масел может быть ускорено путем обработки при более
высокой температуре. -45 Настоящее изобретение включает в себя процесс частичного вытеснения
адсорбированных веществ из адсорбционной матрицы.
Было обнаружено, что при обработке воды гелем, адсорбировавшим смесь углеводородов, например,
полученным путем контакта геля с керосином, более легкие углеводороды вытесняются быстрее, чем более
тяжелые фракции, особенно если вода холодная.
Продукты, связанные с гелем, могут быть извлечены во фракциях, и такой метод извлечения особенно
удобен, поскольку наиболее нежелательные компоненты неочищенного бензина, которые любой процесс
экстракции стремится удалить, по-видимому, состоят в основном из высококипящих углеводородов,
содержащих серу. Следовательно, более легкие и ценные фракции адсорбированной жидкости могут быть
вытеснены агитарой.
[0063]
для обработки в течение ограниченного времени холодной водой, после чего высвободившиеся вещества
удаляются.
Более тяжелые фракции, включая большую часть нежелательных соединений серы и других примесей, могут
быть затем удалены путем многократного, при необходимости, перемешивания адсорбирующего материала с
горячей водой.
[0064]
- Нефть, извлеченная методом вытеснения холодной водой, обычно имеет примерно такое же качество, как и
исходная нерафинированная дистилляционная нефть, и может быть переработана повторно.
Значительно меньшая фракция, извлекаемая путем перемешивания горячей водой, состоит из веществ с
относительно высокой температурой кипения.
[0065]
Высокая температура плавления обусловлена наличием компонентов с высоким содержанием серы и
ненасыщенных углеводородов, а также 80-процентным содержанием ненасыщенных углеводородов.
Подходит для использования в качестве мазута.
[0066]
Продукт, содержащий более 25 процентов ненасыщенных углеводородов, полученный из пор
адсорбирующего материала, насыщенного при переработке нефтепродукта, является новым.
Он не содержит серной кислоты и может содержать до 75 процентов или более ненасыщенных
углеводородов, а его удельная плотность не ниже 4,0°C. Этот продукт, пожалуй, лучше всего можно
определить как продукт, полученный из пор пористого материала, имеющего поры такого размера, что они
адсорбируют не менее 10 процентов собственного веса воды при 30°C в состоянии равновесия с водяным
паром при парциальном давлении около 22 мм ртутного столба, и который использовался при переработке
нефтепродуктов.
Благодаря высокому содержанию ненасыщенных углеводородов (100%) этот новый продукт особенно
подходит для использования в качестве флотационного масла в процессе флотации при извлечении
металлов.
[0067]
Гель или другой используемый пористый материал, после удаления путем вытеснения водой углеводородов и
других компонентов, адсорбированных из жидкости, подвергающейся очистке, отделяется от промывочной
воды и фильтруется.
Полученный гелевый осадок, который теперь практически не содержит ничего, кроме воды, пропускают через
активатор, и содержание воды в нем снижают до желаемой степени, обычно до 6-8 процентов, тем самым
делая гель готовым к повторному использованию.
115
[0068]
Предметы и особенности новизны изобретения станут очевидны из описания, приведенного в связи с
чертежами, на которых: —
[0069]
Рисунок 1 представляет собой схематическое изображение в проекции одного из типов аппаратов для очистки
таких жидкостей, как нефтепродукты;
[0070]
- На рисунке 2 представлен поперечный разрез одного из типов мешалок, которые могут использоваться в
аппарате 125; -
[0071]
На рисунке 3 представлен поперечный разрез одного из типов сепараторов, которые могут использоваться в
данном аппарате: ...
[0072]
Рисунок 4 представляет собой разрез в плане, выполненный под углом 130°.
[0073]
195,055
[0074]
5
[0075]
в основном по линии 4—4 рисунка 1, на которой показано подающее устройство; и
[0076]
На рисунке 5 представлен продольный разрез, полученный с помощью одного из видов активатора, который
может быть использован.
[0077]
Как видно на чертежах, жидкость, подлежащая очистке, например, нефть, подается к насосу 10 по трубе 11
(рис. 1), а этот насос через трубу 12 10 подает нефть в мешалку 13.
Данная мешалка может быть любой подходящей конструкции.
Как показано на рисунке 2, он может представлять собой закрытый сосуд 14, имеющий вертикальный вал 15,
снабженный лопастями 16, причем указанный вал 15 выступает над верхней частью сосуда и имеет шкив 17,
посредством которого вал вращается.
Подходящий адсорбирующий материал, такой как упомянутый ранее силикагель, подается по трубе 20 18 в
мешалку, чтобы нефть и гель тщательно перемешались.
Смесь непрерывно подается по трубе 19 в сепаратор 20.
Как показано на рисунке 3, этот сепаратор, функция 25 которого заключается в отделении адсорбирующего
материала от жидкости, представляет собой сосуд с закрытым верхом и слегка коническим дном, снабженным
выходным отверстием.
В сосуде вертикально расположен вал, а рядом с его дном находятся дефлекторы 21, предназначенные для
направления адсорбирующего материала, оседающего на дне, к выходному отверстию.
В верхней части судна может располагаться желоб 22.
Адсорбирующий материал оседает на дно резервуара и выгружается через выходное отверстие, в то время
как нефтепродукт поступает в желоб и по трубе 23 подается к мешалке 132, а насос 24 непрерывно работает,
подавая адсорбирующий материал к указанной мешалке 13s.
Смесь выгружается из этого второго мешалки по трубе 25 во второй сепаратор 202.
Аналогичным образом, как описано ранее, 45 адсорбирующий материал оседает на дно этого сепаратора, а
нефть выводится через трубу 26 в третий мешатель 133.
Данная мешалка снабжается свежеактивированным адсорбирующим материалом 50 из бункера 27.
Смесь из мешалки по трубе 28 подается в третий сепаратор 203.
Очищенная нефть выводится из этого сепаратора по трубе 29. Адсорбирующий материал 55, оседающий на
дне третьего сепаратора, выводится через выходное отверстие внизу и по трубе 30 подается к ранее
упомянутому насосу 24, который обеспечивает поток адсорбирующего материала 60. Адсорбирующий
материал, выгружаемый из нижней части второго или среднего сепаратора, по трубе 31 подается к насосу 45,
который нагнетает его в упомянутую ранее трубу 18. Этот насос 45 воздействует на поток 65 в трубе 31.
[0078]
Хотя было описано устройство, состоящее из трех блоков, каждый из которых включает мешалку и сепаратор,
изобретение не ограничивается каким-либо конкретным количеством блоков.
[0079]
Следует отметить, что свежий, или активированный, гель подается в систему для воздействия на очищаемый
продукт непосредственно перед его окончательной выгрузкой, а затем его путь 75 через аппарат проходит от
выходного конца к входному.
Таким образом, продукт, подаваемый в первый мешатель 13, смешивается с адсорбирующим материалом,
который уже прошел через множество из 80 сепараторов.
Противоток адсорбирующего материала и перерабатываемой нефти обеспечивает очень эффективное
действие.
[0080]
Адсорбированный материал, оседающий на дне первого сепаратора 20, 85 загружается в трубу 33.
Этот адсорбирующий материал адсорбировал примеси из нефти и, конечно же, содержит нефть в своем
составе. Для обеспечения непрерывности процесса теперь необходимо освободить адсорбирующий
материал от адсорбированных веществ или «активировать» его.
[0081]
Насыщенный гель протекает по трубе 33 к насосу 34, который подает воду в мешалку 35 для промывки водой,
имеющую ту же конструкцию, что и другие мешалки.
Холодная вода подается в эту мешалку по трубе 351, чтобы гель тщательно перемешивался с водой с целью
удаления веществ, адсорбированных в процессе рафинирования, описанном выше. Этот перемешиватель
подает жидкость через трубу 36 в сепаратор 37, имеющий ту же конструкцию, что и другие сепараторы, в
котором гель оседает на дно, а бензин или другие нефтепродукты, высвободившиеся из геля, по трубе 38
подаются в перемешиватель 13, где эти продукты снова проходят процесс переработки. Гель, осевший на дно
сепаратора 110 37, по трубе 39 подается к насосу 32, который, в свою очередь, направляет его в другую
мешалку 41, снабжаемую горячей водой по трубе 42.
[0082]
Эта мешалка перекачивает смесь в другой сепаратор 44.
Фракция, повторно обработанная этим водогрейным перемешивающим устройством и состоящая из
компонентов с относительно высокой температурой кипения, выводится через трубу 46 и может
использоваться в качестве мазута или флотационного масла. Гель, осевший на дно резервуара 44, по трубе
47 поступает к насосу 48 и через трубу 49 отводится в фильтр-пресс 50 любой подходящей конструкции. В
этом прессе поверхностная вода отфильтровывается, а гелеобразный осадок 125 выводится через трубу 51 в
активатор 52. Данный активатор показан на рисунке 5. Вкратце, он представляет собой цилиндрическую
оболочку 100 с трубками 101, соединенными...
[0083]
195,055
[0084]
отражая противоположные головы 102.
Корпус снабжен кольцевыми опорами 103, поддерживаемыми роликами 104 (рис. 1), благодаря чему цилиндр
в целом может вращаться.
Горячие газы подаются по трубе 122, которая сообщается с камерой 106. Эта камера, в свою очередь,
сообщается с внутренней частью трубок 101, так что горячие газы проходят 10 через трубки в камеру 107 на
противоположном конце цилиндра. Эта камера сообщается с вытяжным вентилятором 109 (рис. 1), имеющим
выходную трубу 108. Адсорбирующий материал 15, подлежащий активации, подается через трубопровод 51.
При необходимости вода, пар или другой газ могут подаваться внутрь активатора через входное отверстие
110, которое сообщается с расположенной по центру трубкой 111, закрепленной на головке 107. Однако
обычно в адсорбирующем материале, подаваемом в активатор 52, содержится достаточно воды, чтобы пар,
необходимый для дистилляции всех адсорбированных веществ, подавался из этого источника. Целью данной
конструкции является предотвращение попадания воздуха в активатор и удаление адсорбированных веществ
из пор адсорбирующего материала путем дистилляции, поскольку при использовании для активации
адсорбирующего материала только тепла, обеспечиваемого горячими газами, существует опасность
осаждения углеродистых и липких веществ внутри пор адсорбирующего материала.
Этого не происходит в тех случаях, когда из активатора исключен доступ воздуха. Высушенный
адсорбирующий материал выводится через воздуховод 112 во впускное отверстие вентилятора 54 (40). Труба
53 от вентилятора отводит гель или адсорбирующий материал в циклонный сепаратор 55, где гель оседает на
дно и выгружается в бункер 58, из которого он подается шнековым конвейером 60 в бункер 27, который, в
свою очередь, выгружает гель в мешалку 133, возвращая его в цикл рафинирования. При необходимости гель
можно охладить, и для этой цели верхняя часть бункера 27 (0,50) снабжена охлаждающими поверхностями.
Пары и воздух, отделенные циклонным сепаратором 55, могут быть сброшены в атмосферу, или, если
необходимо извлечь какие-либо пары или газы, они 55 проходят по трубе 57 в конденсатор 58. Конденсат и
гель, не отделенные циклонным сепаратором 55, отводятся по трубе 59 к насосу 60, который через трубу 61
нагнетает воду в мешалку 41 для промывки GO.
[0085]
Для предотвращения прохождения паров через нижний конец циклонного сепаратора 55 используется новая
конструкция подающего устройства.
Как показано на рисунке 4, это устройство включает в себя пластину 85, закрепленную на колеблющемся валу
86.
[0086]
размещен в ящике 87, имеющем бункерное дно 56.
Пластина 85 расположена горизонтально и уравновешивается грузом 88. Как показано на рисунке 1, пластина
расположена на небольшом расстоянии ниже нижнего конца выходного отверстия циклонного сепаратора 55.
Пластина колеблется взад и вперед в горизонтальной плоскости любым подходящим образом, но амплитуда
колебаний недостаточна для того, чтобы сместить края 75 пластины в стороны настолько, чтобы открыть
нижний конец циклонного сепаратора в любой момент времени. Колебания пластины приводят к тому, что
материал отталкивается от краев пластины, тем самым продвигая его вперед. Для обеспечения колебаний
вала 86 может быть использован любой подходящий механизм. Как показано на рисунке, рычаг 89 закреплен
на верхнем конце вала и снаружи коробки 87. Этот рычаг 85 соединен звеном 90 с шатунным пальцем 91 на
кривошипном диске 92, который, в свою очередь, установлен на валу якоря 93 двигателя 94. В процессе
работы непрерывное колебание пластины 85 обеспечивает равномерную подачу адсорбирующего материала
в бункер 56 под углом 90 градусов, но при этом ни в коем случае не допускает прохождения паров.
[0087]
При необходимости, выходной патрубок циклонного сепаратора 55, помимо соединения с конденсатором 58,
может иметь обратную трубу 112 для подачи пара в точку, расположенную рядом с входным отверстием
вентилятора 54, как показано на рисунке 113.
Таким образом, пар используется снова и снова, и к вентилятору подается больший объем газов, так что
скорость потока в трубе 53 достаточна для подъема адсорбирующего материала. Следует понимать, что
трубы 53 и 112 полностью утеплены. 105
[0088]
При очистке некоторых жидкостей это может произойти.
[0089]
После того, как адсорбирующий материал пройдет множество циклов через аппарат, его адсорбционная
эффективность снизится из-за отложения углеродистых или клейких материалов внутри его пор.
В тех случаях, когда это возможно, для удаления этих веществ с адсорбированного материала может быть
использован вспомогательный активатор.
115
[0090]
Как показано на рисунке, этот вспомогательный активатор в виде барабана 120 расположен в печи 121,
которая по трубе 122 подает горячие газы к основному активатору 52.
Адсорбирующий материал, взятый из бункера 56 (120) или другой точки, может подаваться по трубе 123 к
входному концу активатора 120. Данная труба может быть снабжена клапаном или заслонкой 124 для
регулирования потока адсорбирующего материала 125 внутри нее. На выходе вспомогательный активатор
120 имеет воздуходувку 125, которая подает воздух через трубу 126 в циклонный сепаратор 127.
Адсорбирующее вещество, выводимое через эту трубу: 126 130
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_195056.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=195056&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB195056A
[]
Соседние файлы в папке патенты