Краткое описание способа получения СН.

Задачей изобретения является создание эффективного, безотходного и отвечающего строгим экологическим требованиям способа обработки газообразного, жидкого и твердого углеводородного сырья, не требующего больших капитальных, материальных, энергетических и эксплуатационных затрат при его реализации, оптимальные технологические решения которого, позволят глубокими физико-химическими изменениями свойств исходного углеводородного сырья увеличить глубину переработки, снизить себестоимость и повысить качество получаемых целевых продуктов синтеза, а также позволят решить экономические и экологические проблемы топливно-энергетического комплекса и рационально использовать природные ресурсы.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом способе обработки углеводородного сырья с различными физико-химическими свойствами, наряду с физико-химическими методами воздействия применены различные, в том числе плазмохимические методы воздействия на исходное углеводородное сырье, а именно на его отдельные фракции, соединения и примеси, находящиеся в газообразном, жидком и твердом агрегатном состоянии. Совокупность выше указанных методов воздействия в предлагаемом способе обработки углеводородного сырья позволяет упростить традиционные промышленные схемы первичной и вторичной подготовки и переработки углеводородного сырья, технически усовершенствовав их отдельные стадии и объединив в одном процессе – плазмохимическом.

В нашем случае под понятием синтетической нефти, подразумевается облегченная, маловязкая, с равномерным фракционным составом светлых углеводородов, с полным отсутствием вредных примесей, из которой выделены тяжелые остатки, нефть, полученная в результате глубокой подготовки и переработки тяжелой или экстра-тяжелой нефти, с вовлечением в процесс газообразного и твердого углеводородного сырья.

Решением указанной задачи является способ обработки углеводородного сырья.

Результатом применения предлагаемого способа обработки углеводородного сырья с различными физико-химическими свойствами является  получение целевых продуктов синтеза в состав которых входит синтез нефть с равномерным фракционным составом, с высоким содержанием легких светлых фракций и низкой себестоимостью, с которой удален тяжелый остаток, и основные показатели качества которой превосходят показатели высококачественной товарной нефти. Дальнейшая переработка целевых продуктов синтеза не требует больших капитальных, материальных и энергозатрат.

Выбор технологического процесса получения целевого продукта синтеза зависит от цели использования синтез нефти: транспортировка, получение моторных топлив, продукции для нефтехимии.

Основными факторами, влияющими на получение целевого продукта синтеза являются: начальный физико-химический состав углеводородного сырья, температурные режимы и режим давления на всех стадиях, процентного соотношения по массе углеводородных газов и тяжелых фракций, химический состав углеводородных газов и плазмообразующего газа, технологические параметры ультразвукового воздействия и эмульгирования, плазмохимических реакторов, реактора синтеза и ряд других факторов второго порядка.

Основными особенностями предлагаемого способа обработки углеводородного сырья с получением целевых продуктов синтеза является:

— применение по предлагаемому способу обработка, особенно тяжелого и экстра-тяжелого углеводородного сырья, позволяет повысить рентабельность производства, снизить себестоимость продукции и получать на выходе целевые продукты синтеза требуемого фракционного состава и качества.

— при применении предлагаемого способа обработки углеводородное сырье подвергается термодеструктивным преобразованием при нагреве, на стадии ультразвуковой обработки и в реакторе синтеза только в части тяжелых углеводородных молекул, которые не соответствуют заданным требованиям получаемых целевых продуктов синтеза.

— при применении предлагаемого способа обработки углеводородного сырья, основной нагрев углеводородного сырья идет в нагревательной печи, как наименее затратный процесс, что позволяет снизить общие энергозатраты и повысить экономичность процессов ультразвуковой обработки и плазмохимического синтеза. Плазмотроны предназначены в основном для получения высокоактивных реакционных сред.

Дополнительные энергетические затраты на установке, реализующей предлагаемый способ обработки углеводородного сырья компенсируются отсутствием энергозатрат на кратную рециркуляцию в начало процесса тяжелых фракций и снижение затрат в процессе первичной перегонки.

— при применении целевых продуктов, полученных по предлагаемому способу в качестве сырья на нефтеперерабатывающем заводе, позволяет сократить технологическую цепь, убрав стадию получения тяжелых фракций, снизить затраты на нагрев, уменьшить количество вторичных процессов.

— в традиционных технологиях обработки углеводородного сырья применяется водород, полученный на специальных установках. При применении предлагаемого способа обработки углеводородного сырья, используются реакционные среды обогащения водородом, полученным в процессе плазмохимического воздействия на углеводородное сырье.

— энергия, вносимая реакционными средами, полученными в плазмохимических реакторах при применении предлагаемого способа, затрачивается в основном на разрыв длинных цепочек углеводородных молекул, процессы синтеза и в результате аккумулируются в получаемых продуктах синтеза.

— при применении предлагаемого способа обработки углеводородного сырья, реакционные среды, получаемые в результате плазмохимического воздействия представляет собой низкотемпературную плазму, благодаря высокой активности реакционноспособных составляющих частиц, ее реакции протекают с большей скоростью за 10^-2…10^-3 сек, что в свою очередь не требует применения катализаторов и снижает в несколько раз металлоемкость оборудования.

— при применении предлагаемого способа обработки углеводородного сырья, на стадии синтеза и газоочистки почти полностью удаляется вредные примеси за счет физического, химического, плазмохимического воздействия, на отдельные фракции углеводородного сырья в различном агрегатном и фазовом состоянии.

— при применении предлагаемого способа обработки углеводородного сырья одновременно с основными процессами синтеза в ректоре синтеза идет синтез эфиров, спиртов, линейных структурных изомеров.

— при применении предлагаемого способа обработки углеводородного сырья использование в реакторе синтеза твердого углеводородного сырья позволяет увеличить количество и снизить себестоимость целевых продуктов синтеза.

Таким образом, техническим результатом применения предлагаемого способа обработки углеводородного сырья с получением целевых продуктов синтеза является: эффективная, безотходная и отвечающая экологическим требованиям обработка газообразного, жидкого и твердого углеводородного сырья, не требующая больших капитальных, материальных, энергетических затрат при ее реализации. Оптимальные и рациональные технические решения позволяют глубокими физико-химическими изменениями свойств исходного углеводородного сырья увеличить глубину переработки, снизить себестоимость и повысить качество получаемых целевых продуктов синтеза, а также позволяют повысить рентабельность нефтедобывающего и нефтеперерабатывающего производства, решать экологические проблемы топливно-энергетических комплексов, утилизировать попутный нефтяной газ и рационально использовать природные ресурсы.

В получаемом целевом продукте синтеза плотность снижена на 10 – 12%, вязкость снижена до 10 раз, содержание серы снижается на 95%, количество легких светлых фракций увеличено до 94 – 96% за один проход, от объема исходного углеводородного сырья. Увеличение потребления электроэнергии на 10 – 15 % компенсируется увеличением выхода легких светлых фракций. Рентабельность и чистая прибыль увеличивается как минимум в 2 раза.

Оценка предложенных технологических схем с практической точки зрения показала, что с небольшими капитальными вложениями предложенный способ подготовки углеводородного сырья с получением целевых продуктов синтеза работоспособен и промышленно реализуем, причем установки отличаются небольшой материалоемкостью, габаритами и энергозатратами.

На установках, реализующих предлагаемый способ, возможна переработка тяжелого и экстра-тяжелого высокосернистого углеводородного сырья с получением на выходе целевых продуктов синтеза с равномерным фракционным составом высокого качества. Практически на любом нефтеперерабатывающем заводе, как на вновь строящемся, так и при модернизации существующего возможно применение предлагаемого способа. В зависимости от поставленной задачи возможна различная степень реализации предлагаемого способа вплоть до полного практического удаления серы и увеличения глубины переработки до 100 %. Установка по получению синтез нефти характеризуется низкой материалоемкостью оборудования и небольшими габаритами, масштабируется и производительность единицы оборудования, может составлять от 60 до 250 тыс. тонн в год по сырью. Установки, реализующие предлагаемый способ, установленные в местах добычи тяжелой и экстра-тяжелой нефти с высоким содержанием серы, позволят отпускать потребителю целевой продукт синтеза с равномерным фракционным составом и содержанием серы, уменьшенным на 95 %, то есть более востребованное, дорогое и качественное сырье, тем самым повысить рентабельность производства. Применение установок, реализующих предлагаемый способ на действующем нефтеперерабатывающем заводе позволит перерабатывать более тяжелое сырье, повысить рентабельность производства и получить высококачественную продукцию с заданными свойствами, а также свести к минимуму потребность в дорогостоящих процессах вторичной переработки.

Установка, реализующая предлагаемый способ подготовки углеводородного сырья с получением целевых продуктов синтеза, быстро перенастраивается на различные виды углеводородного сырья.

Интеллектуальная продукция, входящая в совокупность объектов авторского и изобретательного права.