Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2218
.pdf
Изображения на пленках, содержащих линзовидные элементы. Усовершенствования в области
воспроизведения фотографических изображений или относящиеся к нему. Мы, компания SOCIETE DU FILM K.
D. B., французская компания, расположенная по адресу: 42, rue d'Enghien, Париж, Франция, настоящим
заявляем о характере данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к печати или дублированию
фотографических или кинематографических пленок, или, иными словами, к воспроизведению изображения
одной пленки на другой пленке того же типа, либо методом прямого контакта, либо с использованием
оптического устройства. Изобретение относится, в частности, к типу пленки, снабженной сеткой
микроскопических линзовидных выступов или элементов, и его основная цель состоит в преодолении
недостатка, который ранее был, как правило, присущ использованию таких пленок, а именно «размывания»
или образования «муаровых» эффектов с последующим ухудшением качества воспроизводимого
изображения.
Эти эффекты, возникающие при наложении двух пленок указанного выше типа, обусловлены совершенно
одинаковым расположением сетей на пленках, так что они практически совпадают во время проекции; было
предложено добиться их исчезновения путем размещения пленок под углом друг к другу, который может
составлять 30°, 90°, 150°, 210°, 270° или 330°. Однако такое угловое расположение затруднительно, если не
невозможно, с практической точки зрения при работе с непрерывной пленкой, поскольку пленка должна будет
проходить через проекционный аппарат, находясь в таком перекрестном или угловом положении. Согласно
настоящему изобретению, на двух пленках нанесены сетки из микроскопических многоугольных линзовидных
элементов таким образом, что сетка одной пленки расположена под таким углом по отношению к сетке другой
пленки, что исключается точное наложение контуров линзовидных элементов на двух пленках. Благодаря
такому рельефному изображению печать или копирование могут быть легко осуществлены любым из
упомянутых обычных способов, а в случае печати проекционным методом пленки могут без труда проходить
через аппарат, поскольку сохраняется их параллельное расположение.
Прилагаемый чертеж схематически отображает определенные этапы изобретения в их связи с известной
процедурой. Таким образом, на рисунке 1 изображены две пленки, в которых экраны или сети линзовидных
элементов расположены параллельно. Если эти две пленки пропустить через прибор параллельно, возникнут
нежелательные муаровые эффекты. На рисунке 2 представлена диаграмма, показывающая различные углы,
под которыми одна пленка может быть расположена относительно другой, и изображающая пленки,
занимающие одно из таких положений, чтобы устранить эффект муара. На рисунке 3 представлены
фрагменты двух пленок, оттиск которых выполнен в соответствии с изобретением, то есть одна сетка или
экран расположены под углом к другой (в данном случае, 90°), причем линия АВ направлена вдоль длины
пленки в каждом фрагменте. Благодаря такой рельефной поверхности, через устройство можно пропускать
две пленки, сохраняя при этом желаемое параллельное расположение и не вызывая появления муарового
эффекта. Очевидно, что линзовидные элементы круглой формы не подпадают под действие настоящего
изобретения, но все многоугольные фигуры включены, поскольку их всегда можно расположить таким
образом, чтобы избежать точного наложения контуров линзовидных элементов на одной пленке с контурами
на другой пленке.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_211487.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=211487&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB211487A
[]
Способ и устройство для обработки углеводородов и аналогичных соединений. Я, Альфред Шварц, гражданин
не являющийся гражданином какой-либо страны, проживающий в Соединенных Штатах Америки, в городе
Монклер, штат Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляю о природе данного
изобретения и о способе его осуществления, который будет подробно описан и установлен в следующем
заявлении: При обработке масел цель обработки многообразна, и, соответственно, продукты также различны.
Сырая нефть представляет собой совокупность веществ, которые для различных целей должны быть
объединены и преобразованы в классы, приспособленные для их индивидуального применения. В
атмосферных условиях мы имеем дело с газообразными, жидкими и твердыми углеводородами. Для целей
данной патентной заявки достаточно рассмотреть основные классы, то есть те, которые содержат только
водород и углерод. При обработке таких углеводородов мы имеем дело с двумя различными основными
методами, а именно: разделением уже существующих соединений и образованием и разделением новых
образующихся соединений.
Из-за сложности химии углерода обработка тех или иных углеводородов часто приводит к изменению состава
соединения, преднамеренному или непреднамеренному, тогда как в действительности речь идет лишь о
сегрегации. С другой стороны, когда изменения являются запланированными, часто происходит образование
новых соединений, благоприятных или неблагоприятных для желаемого результата, и зачастую такие
превращения не распознаются оператором или химиком. Одной из целей данного изобретения является
предоставление средств для контроля такого разделения и реакции в процессе обработки. Другие цели
данного изобретения заключаются в получении произвольно выбранного продукта заданного состава с
заранее определенной температурой кипения, плотностью и другими свойствами. Для получения такого
продукта необходимо химически комбинировать и рекомбинировать соединения большой сложности и с
различными свойствами, а затем отделять их от массы используемого материала. В целях разъяснения
данного изобретения я пока ограничусь описанием операции, целью которой является получение
определенного произвольно выбранного продукта. При таком описании изобретения я не хочу ограничиваться
какой-либо конкретной операцией, а делаю это лишь ввиду сложности вопроса и для наглядной иллюстрации
изобретения.
Следует понимать, что с помощью этого процесса я могу получить, например, ряд углеводородов, в том числе
из ряда парафинов или жирных кислот, а также из ряда бензола. Предположим, например, что бензин или
моторное топливо должны быть получены из мазута, который ранее был перегнан для получения бензина и,
следовательно, не содержит значительного количества моторного топлива, которое можно было бы получить
путем дальнейшей перегонки обычными методами. При исследовании этого масла мы обнаружили, что в нем
содержится достаточно водорода и углерода для производства больших объемов дополнительного бензина,
однако получение бензина путем дистилляции в количествах, достаточных для практических целей,
прекратилось. До настоящего времени существовала практика попытки исправить это состояние путем
применения чрезмерно высоких температур и давления. В определенной степени такие операции оказались
успешными, но даже здесь достигается точка, когда дальнейшее производство бензина становится
невозможным по чисто механическим причинам, а именно, за счет повышения давления и температуры
операция становится все более опасной, дорогостоящей и нежелательной.
При перегонке исходной сырой нефти присутствовало определенное количество бензиновых соединений, а
также, предположительно, некоторые промежуточные продукты, которые свободно соединялись и
образовывали больше бензина. Подобные реакции между промежуточными продуктами хорошо известны,
например, при производстве бензина методом газоабсорбции. Поскольку нафтовая фракция постоянно
удалялась из обрабатываемого масла, промежуточные продукты расходовались, и производство
останавливалось. Если бы условия позволяли образование новых промежуточных продуктов, производился
бы новый бензин, но, учитывая тот факт, что на практике переработки нефти было установлено, что «с
увеличением температуры и давления можно получить больше бензина», естественной тенденцией было
применение всё большего количества того и другого до достижения предела. В старых методах давление
представляло собой способ удержания низкокипящих соединений в контакте с высококипящими
соединениями в течение короткого периода времени. Вместо этого режима работы я перемешиваю жидкость
в достаточном количестве, чтобы эмульгировать пары соединений с более низкой температурой кипения в
соединения с более высокой температурой кипения.
Это можно сделать с давлением или без него. Однако давление может использоваться для выделения или
отвода тепла, например, в случае двух газов, способных соединяться с образованием третьего продукта при
сжатии. Большая часть масел, которые сейчас выбрасываются и используются в качестве топлива,
по-прежнему содержит большое количество водорода и углерода для производства большего количества
бензина. Для образования химических соединений необходимо, чтобы равновесие между реагентами не
достигалось до образования нового соединения, и чтобы реагент, вызвавший состояние неравновесия, был
тем, который направляет реакцию в сторону образования желаемого продукта. При перегонке
нефтепродуктов, как это принято сегодня, сначала выделяют так называемую нафтовую фракцию, и
полученные в результате продукты представляют собой в основном насыщенные углеводороды с
температурой кипения в диапазоне, в котором проводилась перегонка нафты. Затем эта нафтовая фракция
подвергается повторной перегонке, и из нее извлекается бензин, в то время как тяжелые фракции,
полученные в результате такой перегонки, очищаются и продаются в виде нефти, газойля и аналогичных
масел. Это означает, что основная часть насыщенных углеводородов с температурой кипения, пригодной для
дальнейшего построения новых соединений, удаляется из сырой нефти, и, следовательно, остается
относительно большее количество ненасыщенных углеводородов и недостаточное количество насыщенных
углеводородов, неспособных к дальнейшим реакциям, поскольку достигнуты как тепловое равновесие, так и
равновесие насыщения.
Данное изобретение в значительной степени основано на том факте, что углеводородные соединения
изменяются при термической обработке, и считается, что определенное соотношение насыщенных и
ненасыщенных углеводородов способствует образованию определенных желаемых соединений. Реакции
могут происходить путем присоединения насыщенного соединения к ненасыщенному или путем разложения
как ненасыщенного, так и насыщенного соединения, и при надлежащем контроле можно получить
приблизительный состав, который более благоприятен для образования заранее определенного конечного
соединения, чем если бы такие реакции протекали случайным образом. Крайне важно поддерживать
неравновесное состояние обрабатываемой массы. Говоря о равновесии, следует понимать, что существует
химическое и энергетическое равновесие. Химическое равновесие достигается тогда, когда при определенной
температуре все углеводороды образуют группы или молекулы, соответствующие этой температуре. Если
существует химическое равновесие, оно может быть нарушено изменением температуры, но если существует
химическое неравновесие, активность не обязательно начинается до тех пор, пока не будет нарушено и
энергетическое равновесие, синхронизирующееся с химическим неравновесием, что приводит к
определенному результату.
С другой стороны, энергетическое неравновесие не проявится до тех пор, пока химические условия не станут
такими, что реакция может произойти. Следовательно, добавление ненасыщенного углеводорода к
насыщенному углеводороду не приведет к результату, если не будут использованы температуры,
поддерживающие температуру образования нового соединения, и наоборот. После образования соединение
обычно стабильно в определенном диапазоне температур, который часто бывает довольно широким.
Правильное применение этого принципа имеет важное значение, и термины «насыщенность»,
«ненасыщенность», «легкие» и «тяжелые углеводороды», используемые в данном описании, следует всегда
рассматривать как относительные и всегда в связи с температурными условиями, поскольку хорошо известно,
что насыщенный углеводород перестает существовать в своем первоначальном виде при воздействии
определенных температур. То же самое, разумеется, справедливо и для ненасыщенных углеводородов.
Приведенный выше пример, безусловно, показывает, что способ получения соотношения насыщенных и
ненасыщенных углеводородов не имеет значения.
Его можно получить простым добавлением известных насыщенных соединений к известным ненасыщенным
соединениям, либо путем обработки масла в рамках технологического процесса, либо любым другим
подходящим способом. В сложной массе углеводородных соединений температуры реакции каждого
отдельного соединения неизбежно должны относительно отличаться от температур реакции других
соединений, поэтому для того, чтобы вызвать реакцию между некоторыми из них, температуру необходимо
постоянно изменять. Ввиду того, что необходимо получить некоторые соединения, которые будут
использоваться не в качестве готового продукта, а в качестве промежуточных, и с учетом того, что
промежуточные соединения могут иметь более высокую температуру кипения, чем конечное соединение, всю
массу следует сначала пропустить через более высокие температуры, а затем еще раз через более низкие
температуры. Следовательно, ни постоянное повышение, ни постоянное понижение температуры не приведут
к реакциям в сложном комплексе соединений, но такую смесь следует попеременно пропускать через
повышающиеся и понижающие температуры, чтобы дать каждому соединению возможность найти свою пару.
Энергетическое или тепловое равновесие в системе достигается тогда, когда соединение, все еще
находящееся в контакте с другим соединением, с которым оно может реагировать, не имеет возможности
выделять или поглощать энергию или тепло, в зависимости от ситуации и требований произвольно
выбранного конечного продукта. Любое изменение температуры, достаточное для нарушения этого
равновесия и вызывания реакции между имеющимися соединениями, является достаточным для достижения
поставленной цели, и, как уже говорилось, такое изменение температуры может заключаться как в понижении
существующей температуры, так и в ее повышении в соответствии с желаемыми результатами, и если
температура повышается, когда ее следует понизить, будут получены соединения, отличные от желаемых.
Для иллюстрации влияния тепла на химическую реакцию я приведу ниже два возможных варианта реакции из
одной и той же комбинации веществ. При добавлении амилена к пентану мы получаем декан. Амилен —
ненасыщенный углеводород, пентан — насыщенный углеводород. В результате образуется декан,
представляющий собой насыщенный углеводород.
Для осуществления этой реакции необходимо было выделить энергию или тепло. Взяв те же два соединения,
а именно амилен и пентан, и нагрев их, мы получим из амилена этилен C2H4 и пропилен C3H6, тогда как
пентан разложится на пропилен C3H6 и этан C2H6. Таким образом, в результате этой операции мы получили
три ненасыщенных соединения и одно насыщенное соединение, тогда как в результате предыдущей
операции из одного ненасыщенного и одного насыщенного соединения мы получили одно насыщенное
соединение. При производстве бензина мы стремимся получить, по сути, насыщенные углеводороды. Таким
образом, соотношение насыщенных и ненасыщенных углеводородов в сырье контролируется его составом и
обработкой. Следовательно, для преобразования определенного количества сырья в готовый продукт с
заданными характеристиками необходимо правильно подобрать пропорции насыщенных и ненасыщенных
углеводородов в сырье, при этом часть сырья может подвергаться обработке при повышении температуры, а
другая часть — при понижении температуры после предварительного нагрева.
Затем соответствующие пропорции результатов каждой операции могут быть объединены и подвергнуты
взаимодействию друг с другом в заранее определенных условиях. Ранее утверждалось, что «при пропускании
углеводородных соединений случайного состава через постоянно повышающиеся температуры можно
получить определенные результаты (можно получить бензин)». Однако приведенные выше примеры
показывают, что, например, при производстве бензина необходимо тщательно отделять и повторно
охлаждать образующиеся углеводороды, прежде чем подвергать их дальнейшей реакции, иначе будут
получены соединения, совершенно непригодные для производства бензина, а именно ненасыщенные
углеводороды. Например, используя расчет, проиллюстрированный результатом нагревания амилена и
пентана, в результате которого образовались соединения C2H4, C3H6 и C3H6 и C2H6, мы можем легко
увидеть, что для получения бензина «постоянно повышающиеся температуры» не подойдут, но, объединив,
например, все продукты, полученные путем перегрева после конденсации уже образовавшихся насыщенных
углеводородов, которые могли присутствовать (если это часть сложной реакции), и затем быстро охладив эти
газы, чтобы предотвратить образование нежелательных промежуточных продуктов, мы получим C10H22 —
насыщенный углеводород.
Следовательно, для получения насыщенных углеводородов (или отдельных классов) может потребоваться
сначала путем медленной конденсации выделить часть насыщенных углеводородов, а затем путем быстрого
охлаждения (расширения) выделить оставшуюся часть углеводородного соединения в виде насыщенных
углеводородов. Можно составить любое количество подобных комбинаций. Суть вышесказанного такова: 1. В
маслах, из которых сейчас не получают бензин, содержится достаточное количество водорода и углерода.
Поскольку может быть избыток углерода, потребуется добавить некоторое количество водорода или удалить
углерод, но водород невозможно добавить ко всем компонентам этого очень сложного соединения при
одинаковых условиях, и существующие методы дистилляции даже не используют имеющийся водород.
2.
Реакция, приводящая к образованию произвольно выбранного соединения, не может быть осуществлена с
использованием основных элементов, содержащихся в определенном масле, если предварительно не будет
разорвана их уже сложившаяся связь в соединения. Нет необходимости или желания полностью расщеплять
это соединение на элементы, если его компоненты могут быть перегруппированы в соединения, которые при
определенных условиях будут рекомбинировать.
3.
Для получения произвольно выбранного результата необходимы как повышение, так и понижение
температуры. Состав исходного сырья также окажет существенное влияние на получаемые соединения.
4.
Прежде всего, необходимо поддерживать тесный контакт между всеми реагентами. Заранее заданное
неравновесие может поддерживаться только в том случае, если скорость циркуляции равна скорости реакции.
Совершенно очевидно, что реакция происходит главным образом между насыщенными и ненасыщенными
углеводородами, поскольку, например, при добавлении CH4 к C2H6 нам необходимо избавиться от трех
атомов углерода и десяти атомов углеводорода. Такого известного соединения, как C3H10, не существует.
Следовательно, для образования одного или нескольких новых соединений нам необходимо добавить либо
водород, либо углерод. Это потребовало бы поставок водорода или углерода из внешних источников. Однако,
поскольку наша основная цель — преобразование имеющихся материалов, а не включение элементов из
чужеродных источников, мы обнаруживаем, что, если мы начнем только с насыщенных углеводородов, мы не
сможем получить более высокие или более низкие насыщенные соединения, если не получим в качестве
побочного продукта ненасыщенные соединения или углерод и водород, если предварительно не проведем
разложение указанных насыщенных углеводородов на одном из этапов процесса.
Однако ситуация совершенно иная, если мы используем насыщенный и ненасыщенный углеводороды.
Например, при смешивании CH4 и C2H4 образуется насыщенный углеводород C3H8. Следует помнить, что
большинство сырой нефти состоит из насыщенных и ненасыщенных углеводородов, и цель, например, при
производстве бензина, состоит в получении насыщенных углеводородов. Вполне обоснованно можно
утверждать, что мы можем получать ненасыщенные соединения из насыщенных и образовывать новые
комбинации. Это совершенно верно, но цель состоит в том, чтобы производить новые соединения
экономически выгодно. При так называемой дистилляции бензина из сырой нефти достижение равновесия
или состояния, близкого к равновесию, недопустимо для экономически целесообразной работы, и, как
показывает современная практика дистилляции, всякий раз, когда устанавливается равновесие, необходимо
применять грубую силу (давление) с последующей потерей энергии. Даже в этом случае производство
останавливается задолго до того, как вся имеющаяся сырая нефть будет переработана. По сути, если бы
были разработаны средства для создания наиболее неэкономичного метода переработки сырой нефти в
бензин, то лучшим вариантом было бы сначала извлечь из сырой нефти нафту, а затем перегнать эту нафту
из бензина, как это делается в настоящее время.
Во-первых, в результате такой процедуры все насыщенные углеводороды отделяются от ненасыщенных,
после чего бензин снова перегоняется из более тяжелых масел. Это, конечно, исключает любую реакцию
между насыщенными и ненасыщенными углеводородами, тогда как, если бы существовал постоянный
раствор, в котором поддерживалось бы заданное количество одного класса, а именно насыщенных
углеводородов, то при низких температурах и без давления углеводороды с относительно более высоким
содержанием водорода могли бы постоянно и непрерывно образовываться и могли бы испаряться без
форсирования процесса и, как следствие, без потерь. Для осуществления моего изобретения необходимо
обеспечить поступление из какого-либо источника надлежащего соотношения насыщенных и ненасыщенных
углеводородов. Это можно сделать несколькими способами. В обычном процессе дистилляции получают так
называемое газойль, а также керосин и аналогичные насыщенные углеводороды. При надлежащем
проведении процесса их не следует разделять. Напротив, эти продукты необходимы для бесперебойного
производства насыщенных углеводородов.
Один из способов осуществления моего процесса заключается в приготовлении растворов насыщенных и
ненасыщенных углеводородов в надлежащих пропорциях из таких продуктов переработки. Еще один способ
приготовления подходящих исходных растворов для моего процесса — это отделение углерода от части
обрабатываемых углеводородов, что позволяет получить необходимое соотношение водорода и углерода
для протекания соответствующей реакции. А. Третий способ — это разделение углеродных соединений с
высоким содержанием углерода и низким содержанием водорода, и далее я приведу пример того, как можно
создать такое неравное состояние. Часть масла может пропускаться через слой раскаленного вещества,
которое может вступать в реакцию с маслом, а может и не вступать в нее. Например: масло, распыленное в
слой раскаленного кокса, осаждает углеродсодержащие и содержащие свободный водород соединения в
газообразном или жидком состоянии, которые затем могут быть использованы для переработки, как будет
объяснено далее. В качестве другого примера можно привести перемешивание масла паром при надлежащих
температурах, в некоторых случаях перегретым паром, а затем избыточным паром более низкой
температуры.
Дав воде отстояться от масла, мы проводим разделение, в результате которого остаются соединения G5H12,
в которых содержание углерода составляет 83,3%, а водорода — 16,7%. Этот пример, разумеется, носит
исключительно иллюстративный характер. Известно, что обработка ненасыщенных углеводородов,
независимо от наличия насыщенных углеводородов, сначала перегретым паром, а затем более холодным или
влажным паром, позволяет удалить определенный процент углеводородов и тем самым не только изменить
соотношение ненасыщенных и насыщенных углеводородов, но и добавить водород к некоторым
присутствующим соединениям, изменив тем самым процентное содержание углерода и водорода в исходной
массе в соответствии с требованиями рассматриваемого процесса. Как именно осуществляется эта операция
в рамках данного процесса, будет описано позже. Следующим требованием при выполнении моего процесса
является создание и поддержание очень плотной смеси реагентов. Могут быть использованы различные
средства. Однако я предпочитаю механическое перемешивание. При выполнении этого этапа процесса я
помещаю в емкость подходящих размеров импеллер и перемешиваю масло по мере его прохождения через
емкость.
Жидкое масло загружается, а газообразные углеводороды поставляются в соответствии с конкретными
требованиями. Выходное отверстие может быть соединено с испарителем, где происходит испарение.
Понятно, что масло, поступающее в мешалку, может быть нагрето до любой желаемой степени, и при
необходимости может быть нагрета сама мешалка. Данный процесс включает в себя получение раствора или
комбинации углеводородов, способных вступать в реакцию друг с другом, и поддержание этого состояния на
протяжении всей операции. Также это включает в себя подачу водородсодержащих соединений с более
высоким содержанием водорода к соединениям с более низким содержанием водорода, когда предполагается
получение соединений с более высоким содержанием водорода, и поддержание этого состояния на
протяжении всего процесса. Процесс также включает в себя поддержание тесного контакта всех
обрабатываемых углеводородов путем перемешивания или аналогичными способами, а также пропускание
углеводородов в процессе обработки через ряд температур, извлечение готового продукта и повторную
обработку остатков.
Все углеводороды, как жидкие, так и газообразные, поддерживаются в тесном контакте за счет
перемешивания. При необходимости удаления углерода его либо удаляют из части обрабатываемой
жидкости, а оставшуюся часть рекомбинируют с другими частями обрабатываемой жидкости в
соответствующей пропорции водорода, углерода, насыщенных и ненасыщенных углеводородов, либо
удаляют только из части углеводородов в присутствии других углеводородов, способных немедленно
ассимилировать водород или водородсодержащие молекулы, которые таким образом становятся
доступными. Мое изобретение также может быть реализовано путем перемешивания масляной массы и
пропускания в материал при перемешивании перегретого пара, например, при температуре 900°F,
конденсации паров, а затем пропускания масла в другую емкость и обработки его паром при температуре
250°F аналогичным образом, после чего происходит конденсация паров от второй обработки. Затем масло
поступает в другую ячейку с мешалкой и обрабатывается в соответствии с описанным выше процессом, при
этом предварительная обработка паром служит для удаления углерода и обогащения масла водородом.
Другой вариант этой же обработки может заключаться в предварительной обработке масла в мешалке
перегретым паром, но при этом неконденсированные газы пропускать через нагретую камеру. Процесс
производства бензина из тяжелых масел, по-видимому, основан на реакции одной молекулы с меньшей
молекулой, в результате чего из одной малой молекулы и одной большей молекулы образуется большее
количество малых молекул, частично с целью получения промежуточных продуктов, а частично с целью
получения готового продукта. Передача тепла, с точки зрения молекул, облегчается тогда и там, где это
необходимо. Этот процесс можно проводить в обратном направлении для получения углеводородов с более
низким содержанием водорода и более высоким содержанием углерода. На прилагаемых чертежах показаны
схемы аппаратуры для осуществления изобретения. На чертежах: Рис. 1 — план нефтеперерабатывающего
завода. Рис. 2 — вид сбоку, рис. 3 — поперечный разрез смесительного устройства, рис. 4 — вид сверху.
На рис. 5 показана модифицированная схема расположения аппарата. На рис. 6 показана вторая
модификация. На рис. 7 показана третья модификация. На фиг. 8 показана еще одна схема устройства для
реализации изобретения. На чертежах символ 1 обозначает ряд резервуаров для хранения сырой нефти, из
которых материал, такой как сырая нефть, поступает в нагреватель или трубчатый дистиллятор 2, где нефть
нагревается, и оттуда часть или вся нефть проходит через насос 45 и трубу 31 через ряд мешалок 3. Эти
мешалки состоят из емкости (более наглядно показанной на рис. 3 и 4), в которую помещается импеллер. На
рисунках 3 и 4 показана предпочтительная для меня форма этого устройства. Однако для достижения той же
цели может быть использовано любое количество различных конструкций. На фиг. 3 обозначен символ 13,
представляющий собой рабочее колесо, приводимое в движение коническими шестернями 23 и 33 от любого
подходящего источника энергии. Вал 43, несущий рабочее колесо, проходит через сальник 53, а масло
подается через фланцевое соединение 63, проходя вниз под рабочим колесом 13. В этой точке трубопровод
73, по которому транспортируются газы, выпускает эти газы, и быстрое вращение рабочего колеса вызывает
включение газов в масло в виде газомасляной эмульсии.
Следует отметить, что камеры, в которых происходит перемешивание, имеют прямоугольную форму, что
создает вихревые потоки, способствующие эмульгированию газа в масле. Трубопровод 73 может также
использоваться для подачи других масел или промежуточных продуктов, также известных как
необработанные продукты, подлежащие повторной переработке, к мешалке, или, в дополнение к
трубопроводу 73, могут быть проложены несколько трубопроводов, по которым, помимо газа,
транспортируются насыщенные и ненасыщенные углеводороды в заранее определенных количествах, в
зависимости от обстоятельств. Снова обратимся к рис. 1, и увидим, что трубопроводы 4: подают нефть из
резервуаров 5, которые будут называться промежуточными резервуарами. В резервуарах для
промежуточного масла 5 содержатся преимущественно насыщенные углеводороды, которые дозируются в
мешалки 3, где происходит смешивание насыщенных и ненасыщенных углеводородов. На практике я
обнаружил, что смесь из 30–40% насыщенных углеводородов и 60–70% ненасыщенных углеводородов или
сырой нефти дает удовлетворительные результаты, даже если такая сырая нефть содержит мало или совсем
не содержит бензина. Однако содержание насыщенных углеводородов можно сократить до 20% или около
того, если сырая нефть первоначально содержит 15% или 20% насыщенных углеводородов, или же долю
насыщенных углеводородов можно увеличить до любого процентного значения.
Трубопроводы 6 подают газ к мешалкам, и в этих конкретных мешалках газ подается предпочтительно при
атмосферной температуре, в то время как масло в этой точке нагревается примерно до 500°F. Масло из этих
мешалок 3 поступает в испаритель или перегонный куб 7. В испарителе или перегонном кубе 7 бензиновая
смесь перегоняется, а пары проходят через обратные конденсаторы 8, которые могут охлаждаться воздухом с
помощью системы воздуходувки 9. Пары после рефлюксной обработки тяжелых углеводородов проходят по
трубопроводу 10 и печи для удаления углерода F (состоящей из труб, нагреваемых снаружи и через которые
проходят материалы, причем тепло вызывает осаждение углерода на внутренней поверхности труб) в
конденсаторы 11, где пары конденсируются, образуя охлаждающую камеру, в которой происходит реакция
между насыщенными и ненасыщенными углеводородами. Конденсат вместе с неконденсируемыми газами
поступает в резервуары 12, из которых неконденсируемые газы отводятся по трубопроводу 13 и проходят
через компрессор 14 и расширительную систему 15 известного типа.
После выхода из расширительной системы 15 газы сильно охлаждаются и проходят через сепарационный
резервуар 16, где продукты сгорания бензина удаляются по трубопроводам 17 и возвращаются в бензобаки
12, в то время как газы по трубопроводу 18 поступают в основной газопровод 19. Неиспарившееся масло,
прошедшее через испаритель или перегонный куб 7, поступает по трубопроводу 20 в смолоуловитель 21, где
происходит отделение смолы. Когда масло попадает в смолоуловитель, более тяжелые фракции, состоящие
в основном из смолы, оседают на дно и затем поступают в резервуары 44. Масло возвращается обратно по
трубопроводу 22, и часть масла отводится через устройство регулирования температуры 23. Это простая
конденсаторная спираль, погруженная в воду с заданной температурой, которая рассчитана на поддержание
температуры проходящего через нее масла на заданном уровне, например, 300°F (150°C). Масло, которое не
отводится, по трубопроводу 24 возвращается в нагреватель 2, а отводимое масло проходит через мешалки
25, которые могут быть аналогичны мешалкам 3.
Здесь газ, взятый из газопровода 19, добавляется и эмульгируется с маслом, после чего масло возвращается
в нагреватель 2 и проходит через него описанным ранее способом, а затем это масло или эмульсия
циркулирует в общем контуре, как описано ранее. Бензин или нафта, извлеченные из резервуаров 12, по
трубопроводу 26 поступают в перегонный куб 27, который практически является дубликатом системы
первичной перегонки, описанной ранее, но имеет только один мешатель 28. Газ из основного газопровода 19
поступает в мешалку 28 для соединения с частью ненасыщенных углеводородов, остающихся в бензине.
Остатки из этого перегонного аппарата 27 попадают по трубопроводу 29 в смолоуловитель 30, а легкие масла
из этой системы попадают по трубопроводу 31 в резервуары 5, и из резервуаров 5 отработанное масло
поступает в мешалки 3, как описано ранее. Тяжелые масла из смолоуловителя 21 поступают в резервуары 44,
а оттуда в печь 32 для удаления углерода. Здесь масло нагревается без доступа воздуха до 700°F, все
оставшиеся углеводородные пары удаляются, и после прохождения через конденсатор 40 и газоотделитель
41 проходят через компрессорную систему 33 в мешалки 34, которые могут принимать сырую нефть из
резервуара 35.
Газы, поглощенные маслом в мешалках 34, проходят вместе с маслом по трубе 42 в резервуары 5, а газы,
которые не были поглощены, отделяются в сепараторе 36 и поступают в основной газопровод 19. Бензин,
полученный в перегонном аппарате 27, проходит через печь для удаления углерода F1 и конденсатор 43 в
сепарационные резервуары 37, а оттуда через мешалку для кислоты 38 в резервуары для хранения 39. С
помощью описанной выше системы я за одну операцию, то есть в одном замкнутом контуре, через
перегонный аппарат для сырой нефти, преобразовал смесь 40% насыщенных углеводородов с температурой
кипения от 436°F до 600°F с 60% мазута (предварительно подвергнутого крекингу в аппарате Бертона) в
синтетическую нефть, содержащую 38% бензина, причем указанный бензин имеет температуру кипения от
140°F до 436°F, а синтетическая нефть также содержит дополнительные насыщенные углеводороды в общем
количестве, включая бензин, составляющем 80% от исходного переработанного масла. Эта синтетическая
нефть была перегнана и дала 38% бензина (диапазон температур кипения), 30% керосина (диапазон
температур кипения) и 12% газойля (диапазон температур кипения).
На схеме устройства, изображенной на фиг. 5 для осуществления моего изобретения, обозначение 15
представляет собой резервуар для хранения масла, из которого масло поступает в перегонный аппарат 25:
Пары из этого перегонного аппарата поступают в мешалку 3, в которой находится насыщенный углеводород,
поступающий из перегонного аппарата 45 через насос 55 и через регулятор температуры 125. Масло из
мешалки 35 поступает в испаритель 65. Здесь масляная смесь испаряется, а образовавшийся пар проходит
через конденсатор 75 в другой дистилляционный аппарат 45, где снова испаряется, и оттуда пар проходит
через конденсатор 8 в газоотделитель 95, а оттуда газы проходят через компрессор 105, через инжектор 115 и
обратно в мешалку 35. Пар может подаваться через 12 5 из парового котла 135. При эксплуатации этой
системы я загружаю, например, в резервуар 15 сырую нефть или мазут и пропускаю их через перегонный куб
25. Здесь вся нефть испаряется до состояния кокса при требуемой температуре, например, 900 °C. F. Пары
проходят через мешалку, в которую поступает масло из перегонного куба 45, представляющее собой
насыщенный углеводород, при температуре около 200°F. Смешанная смесь в мешалке 35 снова нагревается
парами из перегонного куба 25 примерно до 500°F и поступает в перегонный куб 65, где температура
поддерживается в пределах от 500 до 600°F через топку, расположенную под перегонным кубом.
Пары из перегонного аппарата 65 проходят через конденсатор 75 в другой перегонный аппарат 45, где бензин
отгоняется, а остаточное масло, представляющее собой насыщенный углеводород, возвращается в мешалку
35 при температуре значительно ниже температуры паров. Бензин проходит через конденсатор 85 в
сепаратор 95, из которого несконденсированные газы проходят через компрессор 105 и охладитель 145 в
мешалку 35 для дальнейшего испарения, и, при необходимости, одновременно может подаваться пар из
котла 135. Таким образом, я использую сырую нефть или мазут, содержащий преимущественно
ненасыщенные углеводороды, вместе с остаточным дистиллятом из перегонного куба 4, который
представляет собой насыщенный углеводород, пропускаю его через 35 и осуществляю процесс конверсии так
же, как описано в других частях данной спецификации, и получаю из него бензин или моторное топливо. Еще
одно устройство для осуществления моего изобретения показано на фиг. 6 чертежей. 17 — резервуар,
содержащий мазут. 27 — перегонный аппарат, содержащий мазут, который в основном состоит из
ненасыщенных углеводородов.
Пары из этого перегонного куба могут пропускаться с охлаждением или без него через инжектор 117 в
мешалку 37. Эта мешалка 37 снабжается маслом, поступающим из перегонного куба 47, которое содержит
практически насыщенные углеводороды, а мешалка 37 служит для перемешивания жидкостей, подаваемых из
перегонных кубов 27 и 47. Тем не менее, компонент 47 может быть заменен резервуаром для хранения нефти,
или же насыщенный углеводород может поставляться из любого подходящего источника при любой желаемой
температуре. Пары из перегонного аппарата 27 смешиваются с маслом, подаваемым в мешалку 37, и при
необходимости мешалку 37 можно нагреть до любой желаемой степени. Нагретое масло поступает из
мешалки 37 в перегонный куб 67, где происходит испарение, затем из перегонного куба 67 в конденсатор 77,
оттуда в перегонный куб 47, где масла снова испаряются, при этом тяжелые фракции, как описано ранее,
возвращаются обратно в мешалку 37, а паровые фракции проходят через печь для удаления углерода 127. В
этом случае из газов частично удаляется углерод в количестве, достаточном для повышения содержания
водорода относительно содержания углерода.
Затем газы проходят через конденсатор 87 в накопительный резервуар 97, где любые неконденсированные
газы могут быть отделены от конденсата, а газы проходят через насос 107 и охладитель 147 в инжектор 117,
где они проходят через контур и, таким образом, вступают в реакцию с углеводородами, близкими по
физическим и химическим свойствам. Пар может подаваться из котла 137 в систему 127. Разумеется, следует
понимать, что для реализации этой системы может быть использовано любое оборудование. Это может быть
либо аппарат периодического действия, как показано на чертеже, либо непрерывный метод, при котором газы
получают из одной системы, а масла — из другой, или же газы могут быть получены из любого источника,
например, природный газ, водяной газ и аналогичные газы, которые могут использоваться для обогащения
углеводородов. На фиг. 7 показан вариант моего изобретения, при котором масло испаряется
непосредственно в мешалке. Как видно на этом изображении, 38 — это мешалка, а 48 — это рефлюксный
конденсатор, прикрепленный к мешалке.
Пары из мешалки 38 проходят через обратный конденсатор 48 и попадают в трубки печи 58, где пары
нагреваются примерно до 1000°F, а углерод удаляется. Затем пары проходят через конденсатор 68 в
сепаратор 78, где жидкость отводится по трубе 88, а газ отводится по трубопроводу 98 и возвращается в
мешалку через насос 108. Масло в мешалке циркулирует насосом 118 через резервуар 128, в который по
мере необходимости подается обрабатываемая смесь. Вход в паровой баню возможен с 12:00. На фиг. 8
показана комбинация или ряд систем, составленных в соответствии с моим изобретением. Две из систем
производят промежуточный продукт, а одна из них производит из этих промежуточных продуктов конечный
продукт. 19 представляет собой резервуар подачи, содержащий сырую нефть, который также получает
рефлюксное масло из рефлюксного конденсатора 29 через насос 309. 39 представляет собой резервуар
подачи, содержащий насыщенные углеводороды. 49 и 59 — это расходомеры, предназначенные для
дозирования нефти в заданных пропорциях в мешалку 69, из которой пары через рефлюксный конденсатор 29
проходят через печь удаления углерода 79 в конденсатор 89. 99 представляет собой другой резервуар
подачи, который подает мешалку R109. 11 представляет собой резервуар подачи насыщенных
углеводородов, которые также дозируются расходомерами 129 и 139.
Газы из мешалки 109 проходят через печь для удаления углерода 149 без обратного потока и поступают в
конденсатор 159, а оттуда в резервуар 169, который служит подающим резервуаром для мешалки 179, при
этом материал перекачивается насосом 319 и дозируется счетчиком 189. В резервуар 199 поступает продукт
из конденсатора 89, который через дозатор 209 поступает в мешалку 179, а пары из этой мешалки 179
проходят без обратного потока через печь для удаления углерода 219 в конденсатор 229 и оттуда сливаются
в приемный резервуар 239, содержащий готовый продукт. Газы из блоков 199, 239, 169 поступают в
компрессор 249, а оттуда по трубопроводу 259 распределяются к каждой из трех мешалок 69, 179, 109.
Перегонный аппарат 269 соединен последовательно трубой 269 с мешалкой 109, и пары из этого перегонного
аппарата 269 проходят через конденсатор 279 обратно в мешалку 109. Обратный поток паров из перегонного
аппарата 269 в мешалку 109 через конденсатор 279 обеспечивает циркуляцию масла в этой мешалке, в то
время как масло в мешалке 179 циркулирует с помощью насоса 289, а масло в мешалке 69 — с помощью
насоса 299.
Принцип работы этой системы будет объяснен следующим образом: через две предварительные системы
подаются два различных класса сырья, образуя промежуточные продукты, которые в конечном итоге
отводятся в заключительной системе, представленной мешалкой 179, в готовый продукт, все в соответствии с
описанным выше процессом. Углерод извлекается из паров в печах 79, 219 и 149, а из масел — в печи 269.
При удалении углерода в паровой фазе он осаждается в угольных трубках, тогда как при удалении в
перегонном аппарате 269 его можно отвести в виде смолы обычным способом или удалить в виде углерода —
операция, хорошо известная специалистам в данной области. При работе мешалок или импеллеров, как
Соседние файлы в папке патенты