Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4257
.pdf
Реле R в показанной здесь форме, 80, включает в себя опорную пластину 19, поддерживающую два
постоянных магнита 1.
1.
Два Юга _ 1 1 1 ---. L: 25 полюсов этих магнитов соединены задней перемычкой 2, а два северных полюса
соединены передним ярмом 4, ножки которого выступают вверх и несут два расположенных напротив друг
друга скользящих полюсных наконечника 5, 5, обмотка 11 реле, окружающая эти полюсные наконечники.
Между полюсными наконечниками 5 расположен стальной вибрационный якорь 3, один конец которого
закреплен на блоке 9, выступающем вверх от задней планки 2, а другой конец якоря 3 взаимодействует с
неподвижными контактными элементами, как будет объяснено далее. Якорь 3 снабжен скользящим грузиком
10 для настройки якоря на механический резонанс на желаемой частоте. Воздушные зазоры 7 между каждым
опорным элементом 5 и арматурой 3 регулируются с помощью винтов 6, которые свободно проходят через
кронштейны 8, установленные на кронштейне 4, и ввинчиваются в резьбовые отверстия в опорных элементах
5.
На опорной плите 19 с противоположных сторон свободного конца якоря 3 установлены пара контактных опор
12, внутренние или соприкасающиеся концы этих опор снабжены относительно жесткими пружинами 15,
которые выступают вверх и расположены на противоположных линиях якоря 3. Каждая из этих пружин 15
имеет более легкую пружину 16, которая расположена на некотором расстоянии от пружины 15 и
взаимодействует с контактной кнопкой 14, прикрепленной к соответствующей поверхности якоря 3. Таким
образом, будет видно, что при вибрации якоря 3 он будет попеременно взаимодействовать с двумя легкими
контактными пружинами 16. Клеммы 17 на каждом контактном держателе 12 и клемма 18 на задней планке 2
предназначены для подключения управляемой цепи к реле.
Ранее было принято настраивать цепь на электрический резонанс с помощью конденсатора, который
нейтрализует индуктивное сопротивление цепи. Однако емкость статического конденсатора не изменяется с
изменением частоты, и его конденсационное, или отрицательное, сопротивление, таким образом,
уменьшается прямо пропорционально увеличению частоты, в то время как индуктивное, или положительное,
сопротивление остальной части цепи увеличивается! 5 приблизительно прямо пропорционально увеличению
частоты. Следовательно, баланс двух реактивных сопротивлений возможен только на одной частоте, по обе
стороны от которой реактивные сопротивления быстро расходятся. Это показано на рисунке 2, где
индуктивное или положительное реактивное сопротивление XL и конденсационное или отрицательное
реактивное сопротивление Xc изображены в зависимости от частоты.
Если исследовать электрическое сопротивление вибрирующего электромагнитного устройства, такого как
устройство R на рисунке 1, во всем диапазоне частот по обе стороны от его собственной частоты, то будет
обнаружено, что его реактивное сопротивление, обусловленное движением якоря, значительно изменяется в
этом диапазоне, и в некоторых случаях это реактивное сопротивление может быть конденсационным для
одних частот и индуктивным для других, в то время как на одной частоте оно может не обладать полным
реактивным сопротивлением, а на другой, более высокой частоте, полное реактивное сопротивление может
снова стать равным нулю.
Таким образом, согласно настоящему изобретению электромагнитное устройство настроено таким образом,
что его собственное реактивное сопротивление, обусловленное его движением, имеет такое значение и знак,
чтобы нейтрализовать или практически нейтрализовать суммарное реактивное сопротивление остальной
части цепи. Эта регулировка устройства осуществляется следующим образом: устройство R, показанное на
рисунке 1, можно рассматривать как синхронный двигатель, система магнитного поля которого образована
постоянными магнитами, обозначенными цифрой 1. Поскольку противоположные полюса имеют одинаковую
(N) полярность, путь потока, создаваемого постоянными магнитами, включает якорь 3, причем поток,
проходящий через него, остается постоянным независимо от положения якоря 3 в воздушном зазоре 7.
Величина магнитного потока, проходящего через два полюсных наконечника 5, очевидно, будет изменяться по
мере вибрации якоря 3, хотя полярность или знак этого потока 100 будет оставаться постоянным, и это
изменение величины потока, очевидно, вызовет индуцирование переменного напряжения в обмотке 11,
окружающей полюсные наконечники 5.
Напряжение переменного тока 105, подаваемое на обмотку 11 катушками C, вызовет поток в полюсных
наконечниках 5, который будет направлен в том же направлении, что и поток от постоянных магнитов 110 в
случае одного полюсного наконечника, и противоположно в случае другого полюсного наконечника, так что
якорь 3 будет смещаться попеременно в одном и другом направлении и, таким образом, будет непрерывно
вибрировать.
В случае, если частота чередования напряжения, подаваемого на обмотку 11 от катушки С, совпадает с
собственным периодом колебаний 120 якоря 3, пульсация магнитного потока, создаваемого постоянными
магнитами, вызовет в обмотке 11 электродвижущую силу, отстающую по фазе примерно на 90° от магнитного
потока, которая, соединяясь с напряжением, подаваемым на обмотку 11, образует результирующее
напряжение, изменяющее фазу тока в цепи А. Фазу указанного выше результирующего напряжения, а
следовательно, и фазы тока, проходящего через цепь А, можно изменять, изменяя электродвижущую силу,
создаваемую действием постоянных магнитов, изменяя ширину воздушного зазора 7, а дальнейшая
регулировка этого параметра с той же целью может быть достигнута путем изменения собственной частоты
колебаний якоря 3 посредством регулировки положения груза 10. Если последний параметр отрегулирован
таким образом, что собственный период колебаний якоря меньше частоты напряжения, подаваемого на цепь
катушкой С, то движение якоря 3 будет стремиться отставать от магнитного потока, вызывающего движение
якоря; эти условия соответствуют увеличению нагрузки на синхронный двигатель.
Таким образом, коэффициент мощности тока, проходящего через обмотку 11, может быть отрегулирован с
помощью воздушного зазора 7 для получения опережающего коэффициента мощности, в то время как
энергия, необходимая для того, чтобы вызвать вибрацию якоря 2,5, может быть сведена к минимуму путем
регулирования собственной частоты колебаний якоря 3 посредством регулировки положения груза 10 на
якоре.
Поскольку реактивное сопротивление, обусловленное движением конденсатора, в определенном частотном
диапазоне увеличивается с повышением частоты, что совпадает с направлением изменения индуктивного
сопротивления, нейтрализация может поддерживаться в узком частотном диапазоне лучше, чем при
использовании статической или конденсаторной емкости.
На рисунке показано, как изменяется импеданс колебаний электромагнитного устройства в зависимости от
частоты. Линия, проведенная из начала координат (0) в любую точку на окружности этой диаграммы,
показывает сопротивление движению на частоте, соответствующей этой точке; некоторые частоты
обозначены числами на окружности. Например, линия 0-P соответствует импедансу для частоты 150 единиц,
причем этот импеданс SO состоит из единиц сопротивления 0-A и единиц отрицательного реактивного
сопротивления A-P. При правильном проектировании величина и диаметральный угол понижения X могут
быть значительно изменены, что позволяет получить желаемые значения реактивного сопротивления.
Следует отметить, что точка P находится близко к резонансной частоте, обозначенной как R, и, как показано
здесь, составляет 148 единиц; а также что C30 в точке P реактивное сопротивление емкости увеличивается с
увеличением частоты, тем самым стремясь сохранить нейтрализацию.
Однако вибрирующее устройство имеет импеданс, отличный от импеданса движения, так что полный
импеданс представляет собой сумму двух импедансов и может быть представлен диаграммой на рис. 4.
Обращаясь к рис. 4, желаемое условие состоит в том, чтобы вибрирующее устройство работало в точке,
например, P, которая находится вблизи резонансной точки R устройства, и выбрана таким образом, чтобы
конденсационное реактивное сопротивление A'-P на рабочей частоте уравновешивало индуктивное
реактивное сопротивление остальной части цепи. При этих условиях для малых изменений частоты
конденсационное реактивное сопротивление изменяется приблизительно с той же скоростью, что и
индуктивное реактивное сопротивление, и также в том же направлении, так что общее реактивное
сопротивление поддерживается практически на нулевом уровне.
Согласно рис. 4, якорь 3 реле 1I, показанного на рис. 1, настроен на механический резонанс на частоте 148 Гц,
а ток, подаваемый на обмотку 11, составляет 150 Гц.
Если предположить, что схема А на рис. 1 работает на частоте, соответствующей точке P на рис. 4, то
характеристики схемы 90 будут выглядеть так, как показано на рис. 5, где индуктивное сопротивление катушки
С в зависимости от частоты обозначено линией XL катушки С, а суммарное конденсационное сопротивление
реле 95 R показано кривой Xc катушки R. Общее реактивное сопротивление цепи представляет собой разницу
между двумя сплошными линиями и обозначено кривой B, показанной пунктирными линиями. Эта кривая B
100 демонстрирует две весьма желательные характеристики:
Во-первых, приблизительная нейтрализация реактивного сопротивления происходит в узком диапазоне
частот, обозначенном буквой D, который может встречаться на практике из-за колебаний частоты
переменного тока в электросетях. Во-вторых, резкое увеличение реактивного сопротивления на других
частотах, особенно ниже диапазона D, которые обычно доставляют больше проблем, чем более высокие
частоты, вызывая нежелательное воздействие вибрирующего электромагнитного устройства.
Для создания вибрирующего устройства, обладающего такими характеристиками, может потребоваться,
чтобы оно работало не совсем в точке кажущегося резонанса, но отклонение будет такого порядка, что отклик
будет довольно большим, вероятно, 80% или более от отклика в точке кажущегося резонанса. Отклонение
также имеет такое направление, что происходит экономия на потерях на гистерезис по сравнению с потерями
на кажущийся резонанс, так что фактический отклик может быть таким же большим или даже больше при
заданном значении напряжения питания. Основные преимущества изобретения достигаются за счет такой
конструкции вибрирующего устройства, при которой его конденсационное реактивное сопротивление
нейтрализует индуктивное реактивное сопротивление остальной части цепи, и за счет выбора его рабочей
частоты в такой точке на окружности импеданса, чтобы конденсационное реактивное сопротивление,
обусловленное движением устройства, и индуктивное реактивное сопротивление остальной части цепи
возрастали с одинаковой скоростью.
Таким образом, изобретение упрощает обычную резонансную схему за счет устранения более плотного
контура настройки, а также улучшает характеристики этой схемы двумя способами:
Во-первых, за счет обеспечения лучшей нейтрализации реактивного сопротивления в частотном диапазоне,
например, в коммерческих вариантах источников переменного тока, чем это возможно с помощью
статического конденсатора; и во-вторых, за счет того, что увеличение реактивного сопротивления на других
частотах, особенно на более низких, происходит гораздо резче, чем при настройке с помощью статического
конденсатора.
Обратимся теперь к рисункам 6, 7 и 8, на которых показана мощность, необходимая для работы
вибрационного реле, настроенного с использованием собственной подвижной емкости, в сравнении с
мощностью, необходимой для цепи вибрационного реле с той же пропорциональной индуктивностью и
сопротивлением, настроенной с помощью статического конденсатора. Схема, изображенная на рис. 6,
представляет собой схему А на рис. 1, а схема, изображенная на рис. 7, представляет собой
последовательный резонансный контур обычного типа, включающий катушку С, конденсатор 23 и
вибрационное электромагнитное реле, обозначенное RI. Эти цепи настроены таким образом, что отношение
полной индуктивности к полному сопротивлению одинаково в обеих цепях. Для удобства схема, показанная на
рис. 6, будет обозначена как схема 1, а схема, показанная на рис. 7, — как схема 2.
Подвижное сопротивление реле R1 в цепи 2 считается постоянным в рассматриваемом диапазоне частот,
поскольку настройка осуществляется исключительно статическим конденсатором 23.
Анализ двух кривых на рис.
8 На графике показана гораздо более резкая резонансная кривая для цепи, настроенной с помощью
реактивного сопротивления реле R. В диапазоне частот от 134 до 138 единиц обе кривые показывают
потребляемую мощность 480 единиц или более, но на частоте на 5 единиц ниже, то есть на 129 единицах,
реле, настроенное с помощью статического конденсатора, потребляет 450 или 93,8% мощности на частоте
134 единицы, в то время как реле, настроенное с помощью реактивного сопротивления, потребляет только
125 единиц или 26% мощности, потребляемой на частоте на 5 единиц выше. Таким образом, пороговый
эффект на данном этапе можно определить как отношение 93,8 к 26, или 3,6. Это означает, что на 5 единиц
частоты ниже рабочего диапазона схема 1 обеспечивает в 3,6 раза более резкое звучание, чем схема 2. В
точке, на 5 единиц частоты выше рабочего диапазона, то есть при 143 циклах, разница становится еще более
заметной. Для схемы 1 отношение мощности на частоте 143 единицы по сравнению с частотой 138 единиц
составляет 5 или 1,04%, тогда как для схемы 2 отношение мощности составляет 455 или 94,8%, так что
коэффициент резкости равен 94,8, делённому на 1,04, что равно 91.
Иными словами, на частоте на 5 единиц выше рабочего диапазона схема 1 обеспечивает в 91 раз более
резкое звучание, чем схема 2.
Заштрихованная область между двумя кривыми показывает повышенную вероятность ложных срабатываний
цепи 2 по сравнению с цепью 1 из-за посторонних токов в системе управления поездом типа, показанного на
рис. 1.
Хотя здесь описан и проиллюстрирован лишь один вариант устройства, воплощающего изобретение, следует
понимать, что в него могут быть внесены различные изменения и модификации без отступления от сущности
и объема изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_252326.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=252326&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB252326A
[]
-Н. 'И -
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата принятия Конвенции (Германия): 25 мая 1925 г., 252,3'26. Дата применения (в Соединенном
Королевстве): 7 марта 1926 г. № 5708/26.
Полная спецификация принята к рассмотрению: 29 июля 1926 г.
Процесс производства связующего вещества для пигментов, штукатурки и тому подобного, наносимого на
бетонные, железные, деревянные и каменные поверхности, асбестовые основания и тому подобное.
Мы, Генрих Филипп Германн и Якоб Адольф Германн, проживающие по адресу: Бернардштрассе, 102,
Офтальбах-на-Майне, Германия, граждане Германии, настоящим заявляем о характере данного изобретения
и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Для всех широко используемых связующих веществ для пигментов необходимо соблюдать особые правила
применения. Кроме того, не существует связующего вещества для пигментов, с помощью которого можно
было бы наносить краску одинакового качества на любой фон. Например, краситель Size-colour подходит
только для окрашивания оштукатуренных поверхностей. Масляные краски подходят для покраски гипсовых,
деревянных и железных поверхностей и тому подобного, но не для покраски асбестовых, бетонных и
подобных поверхностей.
Данное изобретение относится к способу изготовления связующего вещества, которое может использоваться
как для пигментов, так и для штукатурки, и которое может применяться на бетоне и железе, а также на
древесине, камне или асбесте.
Согласно изобретению, связующее вещество получают путем смешивания 100 граммов 310 льняного масла,
926 граммов янтарного лака, 26 граммов мягкого мыла, 150 граммов глицерина, 300 граммов шеллака и 1000
граммов клея, к которому добавляют 1000 граммов муки, и, наконец, добавляют достаточное количество воды
для разбавления смеси.
Янтарный лак состоит из 40 кг канифоли, 10 кг широко используемого машинного масла, 25 кг китайского
древесного масла, мраморной извести и оксида марганца. Эту смесь нагревают до 300 °C, и 1 часть смеси
разбавляют 11 000 мкг скипидарного масла.
Процесс производства нового связующего вещества [Цена 1|-] осуществляется следующим образом: 45 1000
граммов клея кипятят в 3300 граммах воды. Помимо первой смеси, готовится вторая смесь путем смешивания
100 граммов льняного масла, 26 граммов янтарного лака, 150 граммов 50% глицерина и 26 граммов мягкого
мыла.
С помощью первой смеси получают жидкую пасту, добавляя около 1000 граммов муки, при этом используется
примерно одна пятая часть первой упомянутой смеси. 55 Эти три смеси перемешивают вместе, и после
получения однородной жидкой массы добавляют 300 граммов шеллака.
Краски, приготовленные с использованием этого связующего вещества 60, обладают не только высокой
прочностью и износостойкостью, но и твердостью, подобной стеклу.
Однако препарат, согласно изобретению, подходит не только для использования в качестве связующего
вещества для красок, но и для приготовления свежих штукатурок, наносимых на любую основу.
Это особенно важно, поскольку до сих пор считалось невозможным нанести, например, на железо, без
предварительной обработки штукатурку, которая бы идеально прилегала к этой поверхности.
Все работы с цветной штукатуркой страдают от неудобства, связанного с тем, что невозможно получить
насыщенные цветовые оттенки. Как только пигмент добавляется в раствор, связующее вещество, будь то
известь или цемент, начинает влиять на яркость цветов. На чистоту оттенков цвета дополнительно негативно
влияет дальнейшая обработка штукатурки, поскольку при заделке штукатурки войлоком, ее очистке,
сглаживании или любой другой обработке необходимо использовать определенное количество воды. Под
воздействием воды яркость цветовых оттенков изменяется таким образом, что окраска готовой штукатурки ни
в малейшей степени не напоминает исходный пигмент.
Использование связующих средств согласно изобретению позволяет полностью избежать этих неудобств.
Пигинанты или заполнители, которые уже не обязательно должны быть просто гравием, а могут представлять
собой древесные опилки, асбест или любое другое вещество, позволяют добиться идеальной обработки без
ущерба для яркости цветов, при этом достигается даже гораздо более интенсивный цветовой эффект.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_252327.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=252327&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB252327A
[]
.-.,,d X_,p-_ - -/ --
л \. - -. [Второе издание.] ] AMEI DD- - SE CAIN :M. СПЕЦИФИКЦИЯ
СПЕЦИФИКАЦИЯ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ПРАВКАМИ.
Перепечатано с поправками в соответствии с решением помощника контролера, действующего от имени
генерального контролера, от 27 августа 1928 года.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): 20 мая 1925 года. AU m_ Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 2
марта 1926 г. № 5908 126.
Завершено: сентябрь.
2,
1927.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ (С ИЗМЕНЕНИЯМИ).
Окисленные продукты. Процессы обработки того же самого и Alparatus в этом случае.
Я, д-р Уильям Боуз ДоБимкс ПиНксМакс, гражданин Соединенных Штатов Америки и житель города
Балтимор, штат Мэриленд, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляю о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении: Данное изобретение относится к методам обработки органических веществ. Ранее предлагалось
подвергать вещество, содержащее углеводороды, воздействию потока воздуха для получения различных
продуктов. Например, ранее предлагалось превращать каменноугольную смолу, нефтяные остатки, креозот,
сланцевые масла и тому подобное в битум путем комбинированного воздействия тепла, давления и
продолжительности контакта потока воздуха с обрабатываемыми углеводородами. Операция должна
проводиться таким образом, чтобы воздух расщеплялся практически на весь кислород, но без существенной
дистилляции.
Главная цель настоящего изобретения — предложить усовершенствованный способ обработки
углеводородсодержащих материалов, позволяющий получать в различных пропорциях продукты, имеющие
большое промышленное значение, такие как спирты, альдегиды, кетоны, жирные кислоты, фенолоидные
соединения и растворители, часть которых растворима, а другая часть нерастворима в воде, причем
водорастворимая часть включает такие соединения, как спирты, кетоны и тому подобное, а
водонерастворимая часть включает легкую фракцию, используемую в качестве экстракционного
растворителя, но имеющую особую и заметную ценность в качестве топлива для двигателей внутреннего
сгорания, фракцию, используемую в качестве разбавителя лака или связующего вещества, а также более
тяжелые водонерастворимые продукты или масла, используемые различными способами, например, в
качестве горючих масел, топлива, флотационных масел и тому подобного.
Согласно настоящему изобретению, углеводород, содержащий матей-ун:
Обработка осуществляется процессом, который по существу состоит в проведении дистилляции материала
при пропускании воздуха, то есть окисляющей газообразной среды, через материал под давлением,
превышающим атмосферное, в таких условиях, что практически весь кислород удаляется из воздуха или
другого газа при его прохождении через материал, и что путем последующей обработки дистиллята и/или
остатка после дистилляции можно получить одно или несколько веществ, таких как моторный дистиллят,
заменитель бензина, альдегиды, кислоты, спирты, кетоны, растворители, смолы, фенолы, фенолидные тела и
камеди.
При осуществлении изобретения окисляющая газообразная среда, предпочтительно под относительно
высоким давлением, пропускается через материал в нагретом состоянии, а подача окисляющей газообразной
среды регулируется таким образом, чтобы при достижении верхней поверхности материала он был
практически полностью деоксигенирован.
В практическом применении моего изобретения я предпочитаю обрабатывать вещества, которые находятся в
жидком или достаточно текучем состоянии, позволяющем воздуху или другим окисляющим газам проходить
через них пузырьками при желаемой температуре и давлении. Предпочтительно я использую глубокий слой
или резервуар сырья в жидком или расплавленном состоянии, в который впрыскивается воздух,
предпочтительно у дна, и, поднимаясь вверх через горячую жидкость, обеспечивает поступление кислорода в
нее, одновременно создавая определенное перемешивание, таким образом, создавая циркуляцию, которая
позволяет всем частям жидкости выгодно контактировать с воздушными струями или пузырьками воздуха.
Конечно, перемешивание можно обеспечить с помощью специальных механических устройств, и такая
процедура не исключается, но не рекомендуется для работы под высоким давлением, что является
предпочтительной процедурой, описанной ниже. В слой жидкости могут быть вставлены перегородки,
замедляющие восходящее движение пузырьков воздуха, создающие препятствия для их движения в
дополнение к препятствующему воздействию жидкости или любого твердого вещества, такого как углерод,
который может находиться в ней во взвешенном состоянии.
Как уже отмечалось ранее, слой или столб нефти должен быть достаточно глубоким, чтобы практически
полностью обескислородить воздух в течение всего периода его прохождения через него. Поэтому
предпочтительно использовать слой толщиной не менее 2 или 3 футов, но точная скорость деоксигенации
будет варьироваться в зависимости от давления и других условий. Полное или практически полное
обескислороживание таким способом облегчает селективную дистилляцию материала, а также исключает
контакт легковоспламеняющихся паров, образующихся из слоя или столба обрабатываемого материала, с
кислородом в любом количестве, тем самым устраняя опасность при эксплуатации.
Вещества, которые я в частности предлагаю обрабатывать, — это вещества, богатые углеродом и в целом
низкосортными углеводородами, такие как сырая нефть и ее различные дистилляты, продукты переработки
сланца и смолы, битум, воски, шламы и остатки нефтяной промышленности; асфальтовые масла, мальта,
асфальт, крекинг-масла и остатки крекинг-реакторов, древесные смолы и древесные деготь, торфяные
дистилляты, дистилляты бурого угля, а в некоторых случаях масла и смолы, образующиеся в результате
деструктивной перегонки угля; а также масла, например, нефтяное масло, содержащее твердые вещества во
взвешенном состоянии, такие как измельченный уголь, кокс, торф и другие окисляемые материалы. Таким
образом, мелкодисперсный битуминозный уголь может быть суспендирован в нефти и подвергнут стадии
окисления, как описано ниже. К маслу, образующему основное сырье для окисления, могут быть добавлены
другие вещества, как твердые, так и сжижаемые при нагревании. Обычно нежелательно смешивать легко
окисляемые вещества с веществами, которые окисляются с большими трудностями, поскольку условия
температуры и давления обычно необходимо изменять для обеспечения преимуществ.
еус конверсия, сенцифика в каждом легком случае.
Однако трансформация одного исходного митериола, подвергающегося окислению, может облегчить
окисление вещества с более низкой окислительной способностью, и поэтому я не исключаю использования
смесей со значительно различающимися скоростями окисления, особенно когда одно вещество оказывает
стимулирующее воздействие на окисление другого. 70 — Длительная серия экспериментов и испытаний
показала, что мой метод особенно применим для обработки дешевых нефтяных масел в жидком состоянии
путем пропускания через них воздуха или другого газообразного окислителя под воздействием тепла и
давления. Таким простым и, как я обнаружил, эффективным способом можно установить предпочтительные
условия окисления, при которых окисляемое масло присутствует в преобладающих пропорциях;
предпочтительно, чтобы оно непрерывно подавалось в заряд в зоне окисления; таким образом, сводится к
минимуму возникновение обычного разрушительного горения, что позволяет образовывать ценные продукты
окисления и практически исключает опасность взрывоопасных условий, которые могли бы возникнуть, если
бы кислород присутствовал в преобладающих пропорциях.
Учитывая высокое содержание связанного углерода в нефти и пригодность процесса для обработки нефти
(минеральных масел) и нефтепродуктов в целом, как отмечено в пункте 95 выше, я считаю контролируемое
окисление нефти предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Иллюстрации,
приведенные ниже, показывают нефть как типичное сырье.
Следует понимать, однако, что процесс, описанный в настоящем изобретении, применим к материалам,
содержащим углеводороды, в целом, и этот термин, используемый здесь, предназначен для обозначения
веществ, богатых связанными углеродами, таких как сырая нефть и ее дистилляты, сланцевые продукты,
смолы, пеки, воски, сгущенные воды, остатки нефтяной промышленности, асфальтовые масла, мальты,
асфальт, крекинг-масла и остатки крекинг-реакторов, а также другие вещества, содержащие углеводороды в
значительном количестве, а также любые такие вещества, которые могли быть подвергнуты химической
обработке.
При применении этого процесса к некоторым нефтяным маслам, содержащим значительную долю серы,
кислород может частично, по меньшей мере, выступать в качестве десульфуризирующего агента, окисляя
серу с образованием диоксида серы. Можно получить дистилляты тулса с относительно низким содержанием
суммарной серы. Эта реакция, как правило, упрощает операции очистки, включающие 12,5-кратное удаление
сульфида. Диоксид серы может быть собран и переработан в раствор бисульфита или в любую другую
подходящую форму. В качестве бисульфита его можно использовать для получения кетонов или анибенидов,
добавляя отфильтрованное масло в камеру окисления.
В рамках применения моего процесса существует этап обработки остаточных масел из обычных
крекинг-перегонных аппаратов 70; масел, которые уже подверглись радикальной обработке под воздействием
тепла и давления с целью получения максимального количества так называемого крекинг-бензина.
Отработанные масла с характеристиками 75, которые больше не могут быть подвергнуты дальнейшему
разложению обычными методами крекинга под давлением, могут быть подвергнуты окислительной обработке
в соответствии с моим процессом для получения продуктов расщепления и окисления. Не исключается
добавление свежего нефтяного масла к отработанному маслу перед его окислением.
Как следует из вышеизложенного, в качестве окислителя предпочтительно используется обычный воздух,
который применяется без осушки или изменения нормального содержания влаги, поскольку оно может
меняться со временем. Или же его можно высушить при желании до достижения равномерной влажности.
Аналогичным образом, в особых случаях, например, при использовании воздушного потока, может быть
введена влага. Когда давление, необходимое для предотвращения преждевременного испарения масла,
настолько велико, что последующее давление поступающего воздуха приводит к слишком сильному
окислению, воздух может быть разбавлен газами-разбавителями, такими как продукты сгорания, или
деоксигенированным воздухом, выходящим из конденсационного аппарата. Степень обогащения или
обеднения поступающего воздуха также определяется свойствами нефти или необходимых продуктов. С
другой стороны, при обработке высокоустойчивых органических материалов, таких как отработанные масла
105 из крекинг-реакторов или для обеспечения глубокого окислительного воздействия, воздух может быть
обогащен кислородом. Таким образом можно использовать чистый кислород, полученный, например, путем
сжижения воздуха.
Воздух 11 (при обычных атмосферных температурах можно использовать, но в большинстве случаев я
предпочитаю предварительно значительно нагреть воздух.) Поскольку мой процесс окисления
предпочтительно проводится при относительно высоком давлении, обычно превышающем десять атмосфер,
а часто и значительно более высоком, воздух, как правило, достаточно предварительно нагревается за счет
сжатия, которому он подвергается, чтобы протолкнуть его в препятствующий слой или столб масла в зоне
окисления. В некоторых случаях температуру можно дополнительно повысить, пропустив поток сжатого
воздуха через теплообменник перед его подачей в реакционную камеру. Теплообменник может быть
сконструирован таким образом, чтобы использовать часть тепла отходящих газов и испарений.
В некоторых случаях в верхней части реакционной камеры 130 при последующей обработке и разделении
полезных продуктов окисления может быть размещена спираль. В той мере, в какой сера окисляется таким
образом, в зоне окисления выделяется тепло, которое в той же степени способствует ее выделению за счет
повышения температуры реакционной камеры. Следовательно, окислительные реакции такого характера
выгодны не только с точки зрения осуществления десульфуризации, но и с точки зрения получения тепла,
полезного в процессе, за счет разрушения вредного вещества.
Любое тепло, выделяемое таким образом, уменьшит количество тепла, которое необходимо выделить за счет
окисления желаемых углеводородов. В некоторых случаях серу могут добавлять либо для повышения
теплотворной способности, либо для химического эффекта.
При практическом применении одного из этапов моего изобретения я имею в виду, в частности, возможность
окисления мелкодисперсного углерода, образующегося в результате общего процесса окисления,
применяемого к нефти и подобным веществам. Таким образом, я могу подавать в реакционную камеру
определенное количество тепла, одновременно удаляя часть углерода, который в противном случае остался
бы в отработанном шламе или смоле, извлеченных из камеры окисления. Следует отметить, что крекинг
тяжелых нефтяных масел в перегонных аппаратах прямого нагрева создает много проблем из-за отделения
углерода, который прилипает ко дну аппарата и образует графитовый слой, вызывая перегрев и прогорание
донных отложений. При использовании высокого давления для крекинга серьезной проблемой становится
поиск достаточно прочной стали для изготовления днища перегонного аппарата. В данном изобретении
образующийся углерод в момент своего высвобождения будет находиться в очень мелкодисперсном
состоянии, которое, несомненно, по крайней мере частично, является коллоидным, и содержащий кислород
газ, проходящий через масляный столб, контактирует с этими частицами и абсорбируется.
В результате углерод может избирательно окисляться в большей или меньшей степени, выделяя
определенное количество тепла для поддержания температуры реакционной зоны. В той мере, в какой таким
образом тепло поступает за счет окисления углерода, совершается полезная работа. Если цель состоит в
том, чтобы получить из нефти значительную долю более легких углеводородов и минимальную степень
окисления, то тепло, выделяемое при сгорании углерода, требует меньшего окисления самих углеводородов.
Благодаря этой тенденции к окислению очень мелкого коллоидного углерода у меня появляется возможность
фильтровать смолу или отработанное масло, отводимое из зоны окисления, удаляя таким образом более
крупный углерод, который может присутствовать, и возвращать (252,327 j ii i i 1), через который проходит
воздух перед попаданием в масло. Сжатый и предварительно нагретый таким образом воздух
предпочтительно подается в окислительную камеру в нижней части, где он проталкивается через столб
масла, предпочтительно через распределительные устройства, которые обеспечивают подачу воздуха в
масло в виде тонких струй или пузырьков.
При попадании в масло пузырьки воздуха сталкиваются с сопротивлением относительно глубокого столба
этого масла, и этот препятствующий эффект зачастую усиливается присутствием углерода или других
твердых материалов. Поэтому мелкие пузырьки воздуха могут довольно медленно подниматься вверх сквозь
масляную лужу. Как уже отмечалось ранее, скорость движения может быть дополнительно замедлена за счет
использования перегородок или других устройств, предназначенных для препятствования такому
восходящему потоку. Если перегородки расположены таким образом, чтобы обеспечить циркуляцию масла,
которая способствует значительному скоплению углерода и других отделившихся твердых частиц в нижней
части реакционной камеры, это выгодно, поскольку смолистые вещества или тяжелые жидкие продукты,
остающиеся после реакции, могут отводиться из нижней части камеры непрерывно или периодически, по
желанию.
Изменения в газообразном окислителе, например, за счет обогащения кислородом, влияния давления и
температуры и т. д., позволяют в значительной степени направлять процессы окисления и другие химические
изменения, несмотря на сложность таких тел, как нефть и другие масла. При расщеплении углеводородов с
высокой молекулярной массой под воздействием тепла, а также при воздействии окислителей, образуются
продукты с более низкой молекулярной массой, некоторые из которых более стабильны, чем другие. Таким
образом, наблюдается тенденция к накоплению более стабильных тел. Если эти вещества достаточно летучи,
они будут унесены потоком деоксигенированного воздуха в конденсаторы или абсорберы. Если эти вещества
нелетучи в условиях обработки, они могут оставаться невоспламененными в масле и удаляться вместе со
шламом, из которого такие продукты могут быть извлечены путем соответствующей обработки. Или же
дальнейшее окисление может привести к дальнейшему разрушению. При одних условиях максимальный
выход нерастворимых в воде продуктов, содержащих значительную долю компонентов, доступных для
производства моторного топлива, будет таким же, как и при других условиях; при других условиях может
наблюдаться повышенный выход более высокоокисленных продуктов, например, водорастворимых, таких как
низшие жирные кислоты, низшие альдегиды, растворители и тому подобное.
Химические окислители, такие как пероксиды металлов, перекись водорода, бихроматы, перманганаты и тому
подобные, очень дороги, а другие, менее дорогие, такие как отбеливающий порошок, азотная кислота и т. д.,
могут вызывать нежелательные вторичные реакции, например, хлорирование, быструю коррозию
контейнеров или образование взрывоопасных нитросоединений.
В предпочитаемом мной методе используется дешевый окислитель, а именно сжатый воздух, обладающий
такими преимуществами, как доступность окислителя, простота обработки и относительная свобода от
нежелательных или разрушительных побочных реакций. Используя сжатый воздух, я повышаю концентрацию
кислорода в окислительной камере и вызываю химические изменения на 85 градусов заданным или
регулируемым образом, что является удивительным и имеет большое коммерческое значение.
Для каждого вещества существует критическое давление, или, точнее, критический диапазон давлений, при
котором образуется максимальная доля специально желаемых продуктов окисления. В нижнем диапазоне
наблюдаются недостаточные выходы или нейтральные результаты (95%), а выше этого диапазона
существует опасность разрушительного воздействия в результате конденсации, полимеризации и т. д.
Если сырье очень дешевое, такая степень разрушения не всегда столь серьезна, поскольку другие эффекты,
такие как одновременное выделение тепла, полезного для реакции, или удаление некоторых примесей,
например, серы или углерода, могут определять создаваемые условия, и поэтому давление в критическом
диапазоне при утвержденной температуре может быть не всегда необходимым. Однако я предпочитаю
приблизительно оценить этот диапазон. Аналогично, существует критическая температура или диапазон
Соседние файлы в папке патенты