Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10647
.pdf
подключено к неисправному трубопроводу 40.
Затем масло будет течь по трубопроводу в камеру в нижней части цилиндра 16 (112), что переместит клапан в
этом цилиндре в его верхнее положение или в положение, показанное на рис. 5. Это перемещение клапана в
цилиндре 16 снимет давление с верхней стороны поршня 5 и, в свою очередь, создаст давление от
трубопровода 10 к трубопроводу 20a и трубопроводу 18a, поднимая обратный клапан 30.
Обратный поток масла из цилиндра 2 проходит через трубопровод 41, цилиндра 16 и 130 423,999, а также
через трубопровод 42 к линии возврата масла в бак Т.
Таким образом, это позволяет быстро подниматься вверх.
В течение всего процесса подачи, как показано на рис. 4, упор 22, скользяще прикрепленный к упорному
штоку 7, для перемещения которого по штоку требуется значительное трение, соприкасается с постоянно
расположенным упором 43 после того, как клапаны 12 и 19 сместились за счет контакта упора 22 с рычагом 25
клапанов 12 и 19.
Дальнейшее продвижение поршня 4 и, следовательно, штока 7 будет перемещать упор 22 по штоку 7 в
течение всего времени, пока буровая установка воздействует на заготовку, тем самым увеличивая расстояние
между постоянно расположенным упором 44 и скользящим упором 22. Когда происходит быстрое обратное
перемещение, в силу описанных ранее условий, такое быстрое перемещение продолжается вверх до тех пор,
пока упор 44 не коснется рычага 2.5 и не переместит клапаны 12 и 19 в положение, показанное на рис. 3. Этот
цикл повторяется в течение одной операции бурения точно так же, как описано на рис. 3, за исключением того,
что расстояние между упорами 2 и 44 теперь больше, и будет происходить более длинное быстрое
перемещение, эквивалентное расстоянию, пробуренному на первом этапе. Этот цикл будет продолжаться,
при этом каждое перемещение будет длиннее на величину, пробуренную на предыдущем этапе, до
достижения заданной общей глубины.
Быстрое продвижение вверх и линии, проходящие под потоком, показаны на рис. 5 и описаны в следующем
абзаце выше.
Обращаясь теперь к рис. 6, показаны различные положения частей и условия давления, которые возникают
при достижении конечной глубины скважины и выполнении заключительного быстрого обратного хода. В этот
момент цикла, при последнем ходе вниз, упор 45, постоянно соединенный с верхним концом штока 7,
соприкасается с выступающим концом 46 рычага 8, смещая клапаны 9 и 47, которые соединены с одним и тем
же рабочим валом и, следовательно, движутся вместе. Одновременно с этой операцией давление снимается
из камеры 48 клапана 14 через трубопровод 49, через отверстие в клапане 9, показанное пунктирными
линиями на рисунках 3-7, и трубопроводы 27 и 50. Смещение клапана 9 также будет оказывать давление на
камеру 51 через линию 26, перемещая поршень в клапане 14 вправо и заставляя выступ 52 перехватывать
путь движения упора 22 вверх, в результате чего шток 7 с трением проталкивается через упор. 22 во время
быстрого хода вверх, такой быстрый ход вверх был вызван подачей давления клапаном 9 через трубопровод
53, обратный клапан 54 и в линию 40, а также в камеру 55 клапана 16, верхняя камера клапана 16 соединена с
возвратом из резервуара посредством трубопровода 15 и трубопровода 50. Таким образом, трубопровод 13
отсоединяется от трубопровода 15 из-за перемещения клапана 14 из положения, показанного на рис. 3, в
положение, показанное на рис. 6. Закрытие клапана 47 предотвратит утечку давления из трубопровода 40 и
через обратный клапан 32. Как показано на рис. 7, закрытие клапана 47 и трубопровода 183 клапана 14
делает клапан 12 неработоспособным, так что перемещение рычага 25 в верхней части обратного хода не
оказывает никакого влияния на клапан. 16, в результате чего поршень остается в состоянии покоя в верхней
части последнего обратного хода, при этом давление поддерживается на нижней стороне поршня до тех пор,
пока рычаг S снова не будет перемещен на 8 5, чтобы установить клапаны и соединительные трубопроводы в
положение, показанное на рис. 3.
Это станет очевидным при изучении рисунков.
3 к 7, что оператор может в любой момент изменить направление вращения ниочина, вручную управляя
рычагом S, при этом результат будет одинаковым независимо от того, переключаются ли клапаны 9 и 47
вручную или механически.
На рис. 6 показано состояние контура и клапанов, если рычаг 8 вручную переместить на 95 градусов во время
подачи сверлильного станка.
На рис. 7 также показаны различные схемы и положения клапанов, если буровая установка развернута назад
при быстром перемещении вниз.
Как было описано ранее, реверс 10 j происходит автоматически благодаря заполнению камеры 87, позволяя
давлению в камере 84 выходить через трубопровод и перемещать четырехходовой клапан 16. Обращаясь к
рис. 3, следует отметить, что 105 во время быстрого перемещения вниз по клапану 12 будет подавать
жидкость под давлением в камеру 56, толкая поршень 35 против регулировочного винта 39 и выпуская
жидкость из камеры 37 через обратный клапан 110 33, трубопровод 31 и через отверстие в клапане 12,
показанное пунктирными линиями на рисунках 3-7, в трубопровод возврата из резервуара T, тем самым
переводя дозирующую камеру 37 в рабочее положение для цикла подачи 11,5, который следует
непосредственно за этим. Следует понимать, что реверс поршня 35 может быть осуществлен в другое время.
например, во время быстрого перемещения u N, но мы предпочитаем менять направление вращения поршня
35 во время быстрого перемещения вниз или, другими словами, непосредственно перед периодом подачи.
Важной особенностью схемы TLR является то, что зазор между концом бурового инструмента (1 strol-e 1 i 5
вниз (или началом бурового инструмента) и контактом бура со дном скважины может регулироваться путем
регулировки положения упора 43, так что скользящий упор 130 423,999 22 может иметь различное положение
между точкой, где клапан 19 перекрывается, и точкой, где неподвижный упор 43 контактирует со скользящим
упором 22. Таким образом, упор 43, конечно же, будет регулироваться в начале бурения в соответствии с
конкретной выполняемой работой, а также может регулироваться в любое время в ходе бурения, если
оператор считает, что зазор слишком мал или слишком велик.
На рис. 8 показана деталь узла управления подачей 29. Этот узел управления подачей более подробно
описан в описании патента № 399609.
При работе данного устройства для регулирования скорости гидравлически управляемого элемента, в данном
случае поршневого штока 4 или буровой установки 3, жидкость под давлением со стороны выпускного
отверстия цилиндра поступает через трубопровод 28 в камеру клапана 61. Пружина 62 обычно воздействует
на поршень 63, удерживая клапан 64, благодаря чему жидкость, поступающая через трубопровод 28,
заполняет камеры 61 и 69, попадает в канал 65 и заполняет камеру 66, создавая таким образом давление под
поршнем 63, стремящееся переместить его в положение закрытия клапана. Если это давление достаточно
велико, оно полностью преодолеет пружину 62, обеспечив закрытие клапана 64. При перемещении
дроссельного клапана 67 с помощью рукоятки 68 в заданную точку жидкость будет протекать мимо отверстия
этого клапана в трубопровод 38, затем в камеру вытеснения 37, а затем через клапан 12 в обратный бак, как
описано ранее.
При открытии клапана 67 происходит падение давления, в результате чего пружина 62 открывает клапан 64 и
подает дополнительную жидкость в камеру 69, мгновенно создавая давление в камерах 69 и 66 и перемещая
поршень 63 в положение закрытия клапана. Поскольку регулирующий клапан 67 установлен на определенную
скорость подачи, выход жидкости из камеры 69 будет непрерывным, и, следовательно, подача жидкости через
клапан 64 также должна быть непрерывной для поддержания давления в камере 69. Поршень 63
автоматически позиционируется таким образом, чтобы через клапан 64 в камеры 69 и 66 подавалось ровно
столько жидкости, сколько необходимо для поддержания давления, достаточного для частичного
преодоления пружины 62. Давление в камере 69 будет поддерживаться постоянным для любой заданной
пружины, независимо от размера отверстия, предусмотренного в клапане 67. Любая тенденция к увеличению
давления в трубопроводе и в камере 61 будет немедленно отражена в камере 66, поднимая поршень. Клапан
64 в закрытом положении. Аналогично, любое падение давления в камере 69 немедленно отразится в камере
66, пружина 62 немедленно откроет или расширит отверстие за клапаном 64 и подаст больше жидкости в
камеру 69, чтобы поддерживать в ней давление. Таким образом, в камерах 69 и 66 поддерживается
равномерное давление независимо от давления в камере 61, и поскольку в камере 69 поддерживается
равномерное давление, поток 75 через диафрагменный клапан 67 всегда должен быть одинаковым для
любого заданного положения, при этом, конечно, следует понимать, что любое изменение вязкости масла
из-за изменения температуры будет незначительным. Клапан 64 предпочтительно имеет резьбовое
соединение с поршнем 63, что позволяет заменять различные клапаны и штоки клапанов.
Обычно диаметр клапана 64 совпадает с диаметром увеличенной части штока клапана внутри камеры 61 или
рядом с поршнем 63, так что давление в камере 61 не будет оказывать ни нисходящего, ни восходящего
воздействия на поршень 63. При такой конструкции и при установке клапана 67 в определенном месте
поддерживается постоянная скорость или скорость подачи независимо от изменения нагрузки. Однако во
многих случаях может быть желательно изменить скорость подачи. Например, если необходимо увеличить
скорость подачи по мере увеличения нагрузки, эффективный диаметр штока клапана рядом с поршнем 63
может быть сделан больше эффективного диаметра клапана 64, где любое падение давления в линии 28
из-за внезапного увеличения нагрузки вызовет увеличение давления в камере 69, тем самым поддерживая
повышенную скорость в течение эффективного периода указанного увеличения нагрузки. Другими словами,
путем пропорционального соотношения площадей клапана 64 и штока клапана рядом с поршнем 63, любая
Снижение давления из-за нагрузки может привести к увеличению или уменьшению давления в камере 69, тем
самым увеличивая или уменьшая скорость подачи. Пространство 70 с другой стороны поршня 63 сообщается
посредством трубопровода 71 с выходным отверстием 38 в клапане 29 для компенсации любого
противодавления при любых условиях эксплуатации, например, сопротивления, создаваемого относительно
длинной трубой, соединенной с выходным отверстием 38. Регулировка упора 45, рукоятки клапана 68 и упора
39 120 обеспечивает ступенчатое сверление любой желаемой глубины с шагом любой желаемой величины и
с любой желаемой скоростью подачи, все это осуществляется гидравлически и с помощью тех же средств
управления, а именно цилиндра 125 2 и поршня 5.
На фиг. 9, представляющем собой поперечный разрез по линии 9-9 на фиг. 1, показана компактная и
практичная конструкция нашего регулирующего клапана 16 и гидравлического распределительного
устройства 130 i II I I II I 423,999, включая поршень 35 и регулировочный винт 39. Насос 73 схематически
показан подключенным к трубопроводу 10. Этот насос предпочтительно является непрерывно работающим
насосом постоянного объема. В то время как различные трубопроводы и элементы управления, соединяющие
и входящие в состав регулирующего клапана 16 и распределительного устройства, схематически показаны на
фиг. 3 и 4, на фиг. 9 показано расположение и местоположение этих различных соединительных
трубопроводов и соединений в одном простом и компактном блоке.
На фиг. 10 представлен поперечный разрез по линии 10-10 на фиг. 2. Этот поперечный разрез иллюстрирует
практическую конструкцию управляющего поршня и цилиндра 14. Поршень показан в самом внутреннем
положении, соответствующем фиг. 3, 4 и 5, упор плунжера 52, поддерживаемый пружиной (показан
пунктирными линиями на фиг. 10), также показан в отведенном положении, а центральный элемент поршня
расположен между отверстиями, сообщающимися с трубопроводами 15 и 27. Если клапан 14 сместится при
наличии помех упору 52, пружина будет сжата, предотвращая тем самым поломку любой из частей. Для
работы скользящего упора 22, упор 52 оказывает давление в направлении, перпендикулярном его продольной
оси.
На рис. 11 представлен увеличенный фрагмент детализированного сечения, выполненный по линии 11-11 на
рис. 2, который наглядно иллюстрирует способ установки клапанов 12 и 19 на одном валу для управления
рычагом. Компактность этой конструкции по сравнению с схематическим расположением на рис. 3 хорошо
иллюстрируется при рассмотрении клапанов 12 и 19, трубопровода 60 и обратного клапана 30.
Рис. 12 представляет собой поперечный разрез по линии 12-12 на рис. 2 и иллюстрирует детальную структуру
блока обратного клапана a, показанного в его правильном рабочем положении на рис. 3. Очевидно, что этот
обратный клапан работает, когда используется совместно с клапаном 19 и создает противодавление на
поршень 5 при его движении вниз.
На рис. 4 схематически показано средство для извлечения бура в любое время без сброса упоров, которое
состоит из управляемого вручную пилотного клапана 75, служащего в качестве байпаса, напрямую
соединяющего напорную линию с линией 40 для переключения 4-ходового клапана 16 и обеспечения
возврата бурового агрегата в любое время без сброса упоров. Принцип работы следующий: предположим, мы
сверлим сверлом диаметром 3/16 дюйма и продвигаемся на 3/16 дюйма в каждом направлении. Обычно эти
шаги достаточно короткие, чтобы предотвратить засорение сверла стружкой. Тем не менее, засорение будет
происходить время от времени. Оператор узнает о засорении стружкой по шуму или дребезжанию бура и
просто перемещает рычаг аварийного возврата клапана 75, подающего масло под давлением 70 в линию 40,
что приводит к извлечению бура, тем самым очищая его, но никаким другим образом не нарушая его рабочий
цикл.
Сразу после быстрого извлечения сверла оно вернется к работе в точке 75, где произошло прерывание, и
продолжит сверление отверстия с шагом 3/16 дюйма. Если бы для этой цели использовался рычаг
управления 8, все упоры были бы сброшены, и время, необходимое для возврата сверла к точке 80, где
произошло прерывание, было бы потеряно.
На рис. 14 схематически показан метод обеспечения ступенчатости различной длины. Например, при
сверлении сверлом диаметром 3/16 дюйма может быть желательно и возможно просверлить отверстие на
глубину один дюйм, прежде чем потребуется начать ступенчатое сверление. Также возможно, что после
сверления на один дюйм следующая ступень может составлять полдюйма, а затем последние 3/16 дюйма.
Метод достижения этого результата заключается в использовании небольшого клапана 76, управляемого
углублениями и выступами 77 на штоке 7 и соединяющего линию 38 камеры 37 с возвратом из резервуара.
Клапан 76 открывается при контакте с углублением 77, которое в открытом состоянии обеспечивает утечку из
камеры 37 и предотвращает ее заполнение маслом, обычно подаваемым в нее по линии 38. Подача будет
непрерывной до тех пор, пока один из выступов на штоке 7 не закроет клапан, что приведет к заполнению
камеры 37 и, таким образом, к ее выдвижению. Очистка сверла. Данный метод позволяет реализовать любое
количество комбинаций этапов сверления.
На рис. 15 схематически показан способ уменьшения скорости подачи при входе или завершении сверления
отверстия 78 в коленчатом валу, как показано на рис. 110. 16 Это изменение скорости подачи достигается
путем управления движением рычага управления скоростью 68 (показанного на рис. 1 и 3) через стержень 79,
установленный на внешней поверхности или корпусе машины и снабженный жестко прикрепленным
контактным элементом 80 и поворотным возвратным кулачком 81, установленным на поверхности машины
непосредственно под стержнем 79, а также путем контакта упора 45, ограничивающего 120 конечную точку
реверсирования сверла, с выступом 80, прикрепленным к стержню 79, перед тем, как рычаг 46 сдвинет выступ
80 вниз и повернет рычаг клапана подачи 68, чтобы уменьшить скорость подачи 125 при пробитии заготовки.
Управляющий стержень 7 возвращается в верхнее положение после завершения бурения скважины,
поскольку упор 45 в конечном итоге касается рычага 46 и вызывает нормальное реверсирование, как здесь
поясняется в описании 130 423,999 руды. Тем временем рычаг 68 остается в положении пониженной подачи.
Новая деталь помещается в зажим станка для сверления, и оператор запускает цикл обычным способом.
Рычаг 81 расположен в правильном вертикальном положении относительно упора 44 так, чтобы он
соприкасался с 44 после начала сверления отверстия. Это перемещает стержень 79 в нужном направлении,
чтобы увеличить скорость подачи, перемещая рычаг 68 в противоположном направлении.
Повышенная скорость подачи поддерживается до тех пор, пока сверло не будет готово завершить сверление
отверстия, после чего упор 45 снова коснется элемента 80, тем самым повторяя цикл.
Извлечение бура может осуществляться автоматически, когда крутящий момент, необходимый для его
вращения, превышает заданное значение, с помощью гидравлического двигателя, как показано на схеме 82
на рис. 3, для привода бура, а затем с использованием мощности на стороне давления гидравлического
двигателя, так что, когда это давление превышает заданное значение, он автоматически управляет
переключением 4-ходового клапана 16 для реверсирования бура.
В описании и формуле изобретения, говоря о «накопительном стопоре», следует понимать, что речь идет о
стопоре 22, который постепенно перемещается при каждом ходе в разные точки вдоль штока для управления
относительными последовательными положениями, в которых сверло переходит из быстрого перемещения в
режим подачи. Таким образом, стопор 22 является накопительным в том смысле, что он постепенно
увеличивает расстояние вдоль управляющего штока 7. Шток 37 контролирует расстояние каждой отдельной
подачи штока 22, но шток 22 контролирует положение, в котором шток 37 начинает движение.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_424000.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=424000&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB424000A
[]
SAERVE COPE
ИЗМЕНЕННАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Перепечатано с изменениями, внесенными в соответствии с решением главного экзаменатора.
Действуя от имени Генерального контролера, от 28 октября 1940 года, согласно разделу 11 Законов о
патентах и промышленных образцах 1907–1939 годов. СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА
Дата проведения конвенции (США): 20 июля 1932 года.
424,000 9 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 13 июля 1933 г. № 19864/33.
Полная спецификация принята: 13 февраля 1935 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в области или относящиеся к переработке минерального масла и приготовлению
смазочного масла. Мы, M Ax B MILLER & CO, I Nc, корпорация, зарегистрированная в соответствии с законами
штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки, по адресу: Пятая авеню, 501, город Нью-Йорк, штат Нью-Йорк,
Соединенные Штаты Америки (правопреемники Малкольма Харли Таттла, гражданина Соединенных Штатов
Америки, по адресу: Эйвон Роуд, 56, Нью-Рошель, город Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты
Америки), настоящим заявляем, что характер данного изобретения и способ его осуществления будут
подробно описаны и определены в следующем заявлении: Изобретение относится к усовершенствованному
процессу разделения минерального масла на парафиновую фракцию, пригодную для использования в
качестве смазочного масла, и на непарафиновую или нафтеновую фракцию.
Минеральные масла представляют собой физические смеси различных так называемых парафиновых
углеводородов и ряда типов непарафиновых углеводородов, которые в данной области техники обычно
называются нафтеновыми маслами. Эти нафтеновые масла содержат множество соединений, некоторые из
которых являются ароматическими, некоторые — асфальтенами, некоторые — ненасыщенными, некоторые
— нафтеновыми, а некоторые — гетерогенными.
Для лучшего понимания эффектов и результатов применения данного изобретения можно обратиться к
некоторым произвольным значениям, обычно используемым для обозначения природы масла. Например,
одно из существенных различий между парафиновыми маслами и непарафиновыми или нафтеновыми
маслами заключается в том, что парафиновые масла имеют более низкую удельную плотность при заданной
вязкости, чем нафтеновые масла, а зависимость вязкости от удельной плотности определяется константой
вязкости, определяемой в соответствии со следующим уравнением:
G-0 24 O 022 log (VX 35 5) (Z = 0,775, где a = постоянная вязкости-гравитации, VY = вязкость Сейболта при 98
°C.
G = удельная плотность при 15 ± 6 °C.
Вязкость-плотность смазочных масел пенсильванского или аппалачского типа составляет приблизительно от
807 до 827. Смешанные базовые смазочные масла среднего континента имеют вязкость-плотность
приблизительно от 827 до 867. Нафтеновые или асфальтовые смазочные масла с побережья Мексиканского
залива и Калифорнии имеют вязкость-плотность приблизительно от 867 до 887. Однако, вязкость-плотность
конкретных масел с одного месторождения может находиться в диапазоне, указанном выше для другого
месторождения. Кроме того, зависимость вязкости от температуры измеряется индексом вязкости, в котором
масла аппалачского или пенсильванского типа имеют значение от 90 до 100, при этом масла с более низким
индексом вязкости менее парафиновые, а масла с более высоким индексом вязкости более парафиновые.
Было предложено отделить фракцию нафтенового типа от минерального масляного сырья путем экстракции
растворителем, например нитробензолом, используемым отдельно для селективного растворения
нафтеновых масел, оставляя при этом парафиновое масло нерастворенным. Однако эта процедура имеет тот
недостаток, что при использовании достаточного количества растворителя для растворения большей части
или всего нафтенового масла значительная часть парафинового масла также растворяется. Иными словами,
растворители, такие как нитробензол и некоторые другие нитроароматические соединения, растворяют все
непарафиновые компоненты, но при этом образуют растворяющие системы, которые позволяют растворить
определенную долю парафиновых компонентов масла. Другие растворители, такие как ароматические
соединения, фенол, бензол и тому подобные, также действуют как общие растворители для непарафиновых
компонентов масла и образуют при этом растворяющие системы, которые растворяют парафиновые
компоненты масла. Это может быть связано с образованием смеси, обладающей новым растворяющим
действием, или с другими причинами, но независимо от причины, остается фактом, что таким образом
удаляется значительная часть парафинового масла вместе с нафтеновым маслом, и выход парафинового
масла соответственно снижается. Другие растворители, такие как нитротолуол, бензальдегид и пиридин (в
меньшей степени), при использовании по отдельности имеют аналогичные недостатки.
С другой стороны, было предложено использовать ограниченный растворитель, например, диоксид серы,
который не растворяет такой широкий спектр компонентов, как общие растворители, такие как нитробензол. В
частности, было показано, что, хотя диоксид серы сам по себе является растворителем для ароматических
углеводородов и асфальтенов, содержащихся в минеральном масле, он не является растворителем для
нафтенов или парафиновых масел (см. Brandt, Industrial and Engineering Chemistry, Vol 23, page 218, March
1930, published by the American Chemical Society, Mills Building, Washington, D.C. U.S.). Однако эти
ограниченные растворители, независимо от того, используются ли они в присутствии углеводородного
разбавителя или в качестве отдельных растворителей, не обеспечивают столь значительного улучшения
качества получаемого парафинового масла, как общие растворители, поскольку большее количество масла
остается нерастворенным, и, следовательно, выход выше.
Иными словами, количество достигается за счет качества. Другие растворители, такие как фурфурал, ведут
себя аналогично диоксиду серы, а анилин также является ограниченным растворителем, хотя и не настолько
ограниченным, как два других.
Мы обнаружили, что вышеуказанных недостатков можно избежать, используя общий нафтеновый
растворитель совместно с растворителем для парафинового масла или в его присутствии, в результате чего
действие общего растворителя изменяется таким образом, что улучшается не только качество, но и выход
парафиновой фракции. Другими словами, общий нафтеновый растворитель способен удалить практически
все нафтеновое масло без потери значительного количества парафинового масла. Иными словами,
селективность парафинового растворителя по отношению к парафиновым компонентам масла повышается, а
селективность непарафинового масла по отношению к непарафиновым компонентам увеличивается или его
растворяющая способность по отношению к парафиновым компонентам снижается. Согласно изобретению,
предлагается способ разделения минерального масла, содержащего парафиновые и нафтеновые масла, на
парафиновую фракцию, пригодную для использования в качестве смазочное масло и во фракцию
нафтенового типа, которая включает в себя противоточный парафиновый растворитель из группы, состоящей
из сжиженных обычно газообразных углеводородов и петролейного эфира, и нафтеновый растворитель,
способный растворять примерно такой же широкий диапазон и такое же большое количество всех масел
нафтенового типа, как нитробензол, причем указанные парафиновые и нафтеновые растворители
практически несмешиваемы, так что масло разделяется на слои 85 в условиях эксплуатации, ввод указанного
минерального масла без предварительного отделения асфальта в смешанные противоточные растворители,
разделение образовавшихся слоев и извлечение растворителей 90 из отделенных слоев. Предпочтительно,
указанное минеральное масло вводится в смешанные противоточные растворители в точке, удаленной от
точки, где вводится свежий парафиновый растворитель. Предпочтительно также, чтобы второй указанный
растворитель вводился в точке, где отбирается раствор первой указанной фракции, и первый указанный
растворитель Вводится в точке, где вторая указанная фракция отводится на 100%, при этом минеральное
масло вводится в точке, промежуточной между точками введения растворителей.
Парафиновый растворитель представляет собой сжиженный, обычно газообразный углеводород, такой как
этан, пропан или бутан, хотя могут использоваться и более низкокипящие углеводороды, известные как
петролейный эфир. К используемому классу нафтеновых растворителей относятся нитробензол, нитротолуол
и бензальдегид, и эти растворители отличаются тем, что они способны растворять значительно такой же
широкий спектр и такое же большое количество всех нафтеновых масел, как и нитробензол. Здесь
нафтеновые масла с особенно высокой температурой плавления называются асфальтовым маслом или
асфальтом. Использование нафтенового растворителя, обладающего выраженной растворяющей
способностью по отношению к асфальтам, дает парафиновую фракцию с лучшим цветом, чем парафиновая
фракция, полученная при использовании только растворителя с низкой селективностью по отношению к
нафтеновым компонентам; а использование парафинового растворителя в сочетании с нафтеновым
растворителем дает максимальный эффект. Выход парафинового масла, обладающего лучшим цветом,
лучшей зависимостью вязкости от температуры и вязкости от плотности, а также меньшей долей
фиксированного остатка (130 424 000 фунтов), чем масло, полученное без использования нафтенового
растворителя в отсутствие парафинового растворителя.
Используемые растворители выгодно увеличивают разницу в удельной плотности, благодаря которой
фракция с преобладающими парафиновыми характеристиками отделяется от фракции с преобладающими
нафтеновыми характеристиками. Нафтеновые компоненты были извлечены из масла в растворителе,
имеющем большую удельную плотность, чем остаточное масло, а растворитель для парафиновых
компонентов, используемый в данном изобретении, имеет меньшую удельную плотность, чем масло, и
значительно меньшую удельную плотность, чем раствор нафтеновых компонентов в этом растворителе.
Таким образом, выбор растворителей в соответствии с данным изобретением увеличивает разницу в
удельной плотности и способствует разделению более парафиновой фракции от более нафтеновой фракции.
Использование растворителя, обладающего селективностью по отношению к нафтеновым компонентам, в
присутствии парафинового растворителя дает явное и легко измеримое преимущество по сравнению с
последовательным использованием таких растворителей. Например, гораздо лучшие результаты будут
получены при использовании нитробензола на масле, содержащем пропан, чем при использовании
нитробензола на масле, предварительно обработанном пропаном, из которого весь пропан был удален.
При осуществлении изобретения обработка минерального масла растворителем, обладающим
избирательной растворимостью по отношению к нафтеновым компонентам, в присутствии растворителя,
обладающего растворяющей способностью по отношению к парафиновым компонентам, может быть
осуществлена путем поддержания противотока указанных растворителей и введения масла к противоточным
растворителям в точке, расположенной между точками их введения. Дополнительной особенностью является
то, что раствор парафиновых компонентов может быть отведен из полученной смеси в точке, расположенной
с той же стороны от точки введения масла, что и точка введения нафтенового растворителя, и раствор
нафтеновых компонентов может быть отведен из полученной смеси в точке, расположенной с той же стороны
от точки введения масла, что и точка введения парафинового растворителя.
При применении данного изобретения предпочтительно обрабатываемые масла будут вязкими, т. е. маслами
с универсальной вязкостью Савболта более 50 секунд при 37°C, включая дистилляты, остатки и их смеси. При
обработке в соответствии с данным изобретением масла, обладающие характеристиками, сопоставимыми
или превосходящими характеристики аналогичных масел, добываемых из пенсильванской сырой нефти,
могут быть легко получены из масел практически любого месторождения, включая, в частности,
месторождения Среднего Запада и прибрежные месторождения. Важной особенностью данного изобретения
является то, что масла, обладающие такими желательными характеристиками, могут быть получены из масел
с высокой концентрацией асфальта, в некоторых случаях настолько высокой, что их обработка одним
растворителем нецелесообразна.
При производстве масел в соответствии с данным изобретением предварительная обработка кислотой не
требуется, хотя такой этап может быть выполнен; и в конечном итоге необходимая обработка кислотой
значительно мягче и экономичнее, чем обработка кислотой, необходимая для достижения той же степени
очистки без обработки в соответствии с данным изобретением. Например, масло, обработанное в
соответствии с данным изобретением, может быть доведено до желаемого цвета с помощью пяти-десяти
фунтов 98% серной кислоты и пяти процентов глины, известной в Соединенных Штатах как пальмовая глина;
тогда как для достижения той же степени чистоты без обработки в соответствии с данным изобретением
требуется до пятидесяти фунтов такой кислоты, а также интенсивная обработка глины на баррель масла.
Масла, составляющие более парафиновую фракцию, получаемую в результате применения данного
изобретения (95), могут быть обезвожены известными методами с получением масла с любыми коммерчески
желательными свойствами, соответствующими требованиям Американского общества по испытанию
материалов (ASTM). При этом тип удаления воска, т.е. фильтр-прессование или метод определения разницы
удельной плотности, выбирается таким образом, чтобы он хорошо подходил для удаления воска,
осажденного при охлаждении.
Предпочтительно использовать растворители таким образом, чтобы их диапазоны кипения не перекрывались
друг с другом или с диапазоном кипения обрабатываемого масла. Таким образом, смесь обрабатываемого
масла и парафинового растворителя не следует путать с сырой нефтью, содержащей как нафту, так и
смазочное масло, и включающей компоненты с постепенно повышающейся температурой кипения.
Предпочтительно, чтобы растворители были разделимы друг от друга и от масла путем дистилляции.
Хотя в приведенном выше описании упоминается сжижение или поддержание текучести растворителей, а
также дистилляция или удаление растворителей путем поддержания температур и давлений,
соответствующих таким условиям или эффектам, и такие температурные и барометрические условия легко
определить, обратившись к справочникам или проведя простые испытания, желательно поддерживать на
этапах контакта или экстракции, и предпочтительно во всех частях системы, в которых летучие растворители
переносятся или используются в жидкой форме, давление значительно выше, чем необходимо для
поддержания текучести и, следовательно, предотвращения турбулентности, вызванной испарением.
Например, в зонах контакта и экстракции или элементах системы может поддерживаться давление до 160
мкг/м³ в связи с использованием пропана.
6 Таким образом, успешная работа достигается за счет поддержания давления в контактирующих или
извлекающих элементах на уровне около 160 фунтов. Такое давление может поддерживаться в башнях, когда
температура одной башни составляет 23°C, а другой — около 10°C, при этом давление в приемнике
составляет около 135 фунтов, причем все значения давления являются избыточными, если не указано иное.
Масло, содержащее воск, может поддерживаться при такой температуре, которая обеспечит его полную
текучесть, например, от 57,2°C до 62°C, перед введением в систему. Может поддерживаться пониженное
атмосферное давление с одновременным использованием или без использования нейтральных веществ,
повышающих давление паров растворителей.
с целью удаления или испарения растворителей без разложения растворителей или масла: например,
испарение нитробензола может быть осуществлено путем поддержания на нем абсолютного давления в
пределах 12 мм ртутного столба.
Важно, чтобы окончательное разделение раствора с более парафиновой фракцией и раствора с более
нафтеновой фракцией осуществлялось при температуре, способствующей образованию слоев, при которой
растворители имеют ограниченную растворимость. В связи с использованием пропана с нитробензолом
эффективная температура разделения составляет от 3,9 °C до 4,4 °C, например, в подходящем сепараторе
может поддерживаться температура 1,1 °C. При использовании пропана в сочетании с бензальдегидом
эффективная температура разделения составляет -1,2 °C. При использовании с нитротолуолом эффективная
температура разделения составляет -9,4 °C. При использовании более летучих растворителей, чем
указанные выше, подходящие давления и температуры могут отличаться от указанных выше, но их легко
определить.
Процедура, описанная в данном изобретении, позволяет получить фракцию, содержащую больше парафина,
чем исходное масло, и обладающую более желательными характеристиками, чем исходное масло, а также
фракцию, содержащую больше нафтеновых кислот, чем исходное масло, содержащую асфальт,
присутствующий в исходном масле, и обладающую ценными коммерческими свойствами. Полученное масло
имеет существенно больший выход, чем выход, получаемый при простом использовании нафтенового
растворителя, и обладает равными или лучшими характеристиками, чем масло, полученное при простом
использовании нафтенового растворителя.
В целях иллюстрации эффекта и результатов процедуры в соответствии с данным изобретением, здесь
описаны конкретные примеры.
понимая, что данное изобретение никоим образом не ограничивается этим, а расширяется благодаря этому.
В качестве обрабатываемого масла использовали остаток, полученный из сырой нефти, добытой в
Санта-Фе-Спрингс, Калифорния, США, обладающий характеристиками, указанными ниже. Этот остаток
подвергали следующей обработке: А. Остатки подвергали кислотной обработке в соответствии с обычной
надлежащей практикой нефтепереработки, используя пятьдесят фунтов 80%-ной серной кислоты на баррель,
а образовавшийся кислотный осадок (далее именуемый «потери асфальта») удаляли, после чего масло
обрабатывали фунтом глины, известной в США как 86%-ная пальмовая глина на галлон, так называемым
контактным методом.
B. Исходный материал, без обработки кислотой, обрабатывали четырьмя фунтами пропана на фунт
материала и разделяли на 90% более парафиновую фракцию, далее именуемую масляной фракцией, и 90%
нафтеновую фракцию, далее именуемую асфальтовой фракцией. Температура разделения составляла 23°C
при давлении 121°C.
C. Раствор обрабатывали тремя фунтами нитробензола на фунт раствора.
Однако при температуре до -1,1 °C разделения не удалось достичь, предположительно из-за высокого
содержания асфальта в исходном материале.
D. Раствор обрабатывали одним фунтом нитробензола и двумя фунтами пропана на фунт раствора,
разделение 105 раствора более нафтеновой фракции осуществляли при 23 °C, а разделение более
парафиновой фракции — при 1 °C под давлением 60 фунтов. E. Раствор обрабатывали одним фунтом
нитробензола и четырьмя фунтами пропана на фунт раствора, условия разделения были такими же, как
описано в испытании "D". F. Раствор обрабатывали двумя фунтами нитробензола и четырьмя фунтами
пропана на фунт раствора, условия разделения были такими же, как указано в испытании cc D". G. Раствор
обрабатывали двумя фунтами нитробензола и двумя фунтами пропана на фунт раствора, условия
разделения были такими же, как в испытании "D". Для сравнения эффекта обработки в соответствии с данным
изобретением 125 с другими методами обработки, в связи с менее асфальтовым раствором, были проведены
испытания. Изготовлено с использованием сырья с пониженным содержанием асфальта, состоящего из
масла, полученного в результате испытания «B», практически полностью очищенного от асфальта обработкой
пропаном 130 424 000, следующим образом: H: Сырье с пониженным содержанием асфальта обрабатывали
одним фунтом нитробензола на фунт такого сырья, при температуре разделения 10 °C.
J. Запас с пониженным содержанием асфальта обрабатывали одним фунтом нитробензола и двумя фунтами
пропана на фунт такого запаса; отделение более парафиновой фракции осуществляли при 1,7 °C, а
отделение нафтеновой фракции — при 23 °C.
K. Сырье с пониженным содержанием асфальта обрабатывали одним фунтом нитробензола и двумя фунтами
петролейного эфира на фунт такого сырья, разделение проводили при температуре 10 °C.
L. Запас с пониженным содержанием асфальта обрабатывали двумя фунтами нитробензола и четырьмя
фунтами пропана на фунт такого запаса, при этом температуры разделения соответствовали указанным в
испытании J. В примерах D-G и J-IL включительно растворители подаются противотоком.
В связи с этими испытаниями ниже приведены значения, представляющие собой среднее значение ряда
значений, полученных путем повторения испытаний, относительно обработанного сырья и извлеченной
нефти, а именно: 1. Процент выхода нефти, рассчитанный на основе обработанного сырья, то есть нефти,
полученной путем обработки кислотой и глиной, или более парафиновой фракции, освобожденной от
растворителя 85. 2. Процент потерь, рассчитанный на основе обработанного сырья, нефти, обработанной
кислотой, или более нафтеновой фракции, освобожденной от растворителя 3. Плотность полученной нефти
по классификации Американского института нефти 40. 4. Универсальная вязкость Сейболта при 54 4 а.
Универсальная вязкость по Сейболту при 98 9 0.
6 Температура вспышки в градусах Цельсия: 45 7. Испытание на огнестойкость в градусах Цельсия.
8 Цвет Ловибонда, ячейка четверть дюйма.
9 Углерод Конрадсона.
Вязкость, гравитационная постоянная.
11 Индекс вязкости 50. Для асфальта или более нафтеновой фракции приведены следующие значения:
12 Удельная плотность.
13 Температура плавления 55 14. Пластичность.
Средние выходы и характеристики продуктов, полученных в испытаниях «А» — «G» с использованием
остатков из Санта-Фе-Спрингс, а также характеристики исходного сырья (60%), как описано выше, были
следующими:
Соседние файлы в папке патенты