Установка В.В. Капустина для обработки углеводородного сырья

(51) 07 9/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ углеводородного сырья, содержащая излучатель электромагнитных волн,установленный в цилиндрическом корпусе, согласно изобретению,снабжена волноводом, экранирующей сеткой, осью и рефлектором, волновод и экранирующая сетка выполнены из металла и расположены в корпусе коаксиально, рефлектор установлен с торцевой стороны корпуса,при этом излучатель электромагнитных волн образован линзами,выполненными из дерева и закрепленными на оси вдоль цилиндрической стенки корпуса, а выпуклые поверхности линз обращены к рефлектору. Линзы выполнены из кедра, бука, дуба, карагача,березы или другой древесины с плотной структурой. Рефлектор образован зеркалом с вогнутой поверхностью, обращенной к линзам. Волновод выполнен из металла и имеет полированную внутреннюю поверхность. Установка снабжена опорой для крепления оси и центровочным элементом оси.(72) Капустин Владимир Васильевич Гончаров Александр Сергеевич Степанкин Олег Витальевич Елесин Вадим Владирович(54) УСТАНОВКА В.В. КАПУСТИНА ДЛЯ ОБРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ(57) Изобретение относится к процессам обработки углеводородного сырья электромагнитным излучением и может быть использовано для синтеза,деструкции и активации веществ путем направленного изменения их свойств за счет трансформации межмолекулярных связей. Технический результат - исключение затрат электроэнергии и воды, а также расширение функциональных возможностей устройства достигается тем, что установка для обработки 21566 Изобретение относится к процессам обработки углеводородного сырья электромагнитным излучением и может быть использовано для синтеза,деструкции и активации веществ путем направленного изменения их свойств за счет трансформации межмолекулярных связей. Известна установка для обработки жидких углеводородов, содержащая емкость для обработки,систему подвода и отвода жидких углеводородов,возбудитель электромагнитного поля, выполненный в виде соленоида, токопроводящая обмотка которого охватывает емкость для обработки, при этом в каждой из систем подвода и отвода жидких углеводородов установлены управляемые дроссели. Возбудителем электромагнитного поля служит генератор импульсов напряжения. Частота импульсов составляет 700-800 Гц (патент РФ 2098454, кл. С 10 32/02, 1997). Работа указанного устройства осуществляется от электрического источника питания и для обработки углеводородов и снижения их вязкости требуется напряженность электрического поля 8105-2106 А/м. Необходимость высоких энергозатрат снижает эффективность обработки. Известна установка для подготовки тяжелых нефтей к трубопроводному транспорту, содержащая магистральный трубопровод с автоматическим распределительным устройством,входным трубопроводом,соединенным с кварцевым трубопроводом, облучаемым концентрированным гелиоизлучением днем и ультрафиолетовым ночью, выходным трубопроводом со смесителем и датчиком температуры с кабелем. В результате электромагнитной обработки под воздействием ультрафиолетового излучения и солнечного излучения снижается содержание парафинов в нефти и ее вязкость (предварительный патент РК 18128, кл. С 10 31/06,2006). Данная установка требует использования электромагнитных волн в виде ультрафиолетового излучения в ночное время, что связано с затратами электроэнергии для питания кварцевых ламп. В дневное время необходимо наличие солнечного излучения. При пасмурной или дождливой погоде подготовка нефтей с помощью указанной установки неэффективна, что сужает ее функциональные возможности. Известно устройство для обработки нефти и нефтепродуктов,содержащее источник ионизирующего излучения, реактор, холодильник,сепаратор, систему подачи в реактор исходного сырья, систему отвода из реактора готового продукта, генератор электромагнитного поля,систему подачи газа и распылитель, сообщенный с системой подачи исходного сырья(предварительный патент РК 13035, кл. С 10 15/10, 2003). Недостатком данного устройства является его сложная конструкция, высокие энергозатраты для обеспечения работы источника ионизирующего излучения и генератора электромагнитного поля, а также необходимость соблюдения строгих мер 2 безопасности для защиты от ионизирующего излучения. Известна установка для обработки углеводородного сырья, содержащая излучатель электромагнитных волн, установленный в цилиндрическом корпусе, блок зажигания, стойку питания и охлаждения, подставку под излучатель, емкости для обрабатываемого сырья, стол, кран с калиброванным отверстием и штатив. Излучателем служит лазер с длиной волны 1,06 мкм и мощностью излучения 0-200 Вт, который подключают к сети питания электроэнергией и к водопроводной сети для охлаждения (патент РФ 2063414, кл. С 10 15/00, 1996). Необходимость подключения лазера к источнику электроэнергии и к водопроводной сети требует затрат электроэнергии и не позволяет осуществлять работу установки без ее охлаждения водой. Это сужает технологические возможности установки. Задачей изобретения является разработка усовершенствованной установки для синтеза,деструкции и активации углеводородов путем направленного изменения их свойств за счет трансформации межмолекулярных связей. Технический результат - исключение затрат электроэнергии и воды, а также расширение функциональных возможностей устройства достигается тем, что установка для обработки углеводородного сырья, содержащая излучатель электромагнитных волн,установленный в цилиндрическом корпусе, согласно изобретению,снабжена волноводом, экранирующей сеткой, осью и рефлектором. Волновод и экранирующая сетка выполнены из металла и расположены в корпусе коаксиально, рефлектор установлен с торцевой стороны корпуса,при этом излучатель электромагнитных волн образован линзами,выполненными из дерева и закрепленными на оси вдоль цилиндрической стенки корпуса, а выпуклые поверхности линз обращены к рефлектору. Линзы выполнены из кедра, бука, дуба, карагача,березы или другой древесины с плотной структурой. Рефлектор образован зеркалом с вогнутой поверхностью, обращенной к линзам. Волновод выполнен из металла и имеет полированную внутреннюю поверхность. Установка снабжена опорой для крепления оси и центровочным элементом оси. Излучатель электромагнитных волн,образованный линзами, выполненными из дерева и закрепленными на оси вдоль цилиндрической стенки корпуса, обеспечивает генерирование электромагнитных волн без использования электроэнергии, и не требует подключения установки к источнику воды. Это исключает энергозатраты и расширяет функциональные возможности установки. Выполнение линз из кедра, бука, дуба, карагача,березы или другой древесины с плотной структурой позволяет генерировать излучение с длиной волны,резонансной по отношению к межмолекулярным связям обрабатываемого сырья, что приводит к их 21566 трансформированию и изменению физической и химической структуры сырья. Изобретение поясняется чертежом,где представлен продольный разрез установки. Установка для обработки углеводородного сырья содержит корпус 1,излучатель 11 электромагнитных волн,установленный в цилиндрическом корпусе 1,волновод 2,экранирующую сетку 8, ось 9 и рефлектор 5. Волновод 2 и экранирующая сетка 8 выполнены из металла и расположены в корпусе 1 коаксиально. Рефлектор 5 установлен с торцевой стороны корпуса 1 и закреплен на опоре 6, при этом излучатель электромагнитных волн образован линзами 11, выполненными из дерева и закрепленными на оси 9 вдоль цилиндрической стенки корпуса 1, а выпуклые поверхности линз обращены к рефлектору 5. Линзы 11 выполнены из кедра, бука, дуба,карагача, березы или другой древесины с плотной структурой. Рефлектор 5 образован зеркалом с вогнутой поверхностью, обращенной к линзам 11. Волновод 2 выполнен из металла и имеет полированную внутреннюю поверхность. Установка снабжена опорой 6 для крепления оси 9 и центровочным элементом 10 оси. Ось 9 металлическая. Марка металла не имеет существенного значения. Диаметр оси 9 не должен превышать одной десятой части от диаметра линзы 11. Ось 11 крепится резьбовым соединением в центре рефлектора 5. Рефлектор 5 представляет собой вогнутое зеркало с предпочтительным радиусом, равным двум диаметрам корпуса. Рефлектор 5 может быть изготовлен как из стекла, так и из металла. Допускается никелевое покрытие металлического зеркала. Диаметр зеркала рефлектора должен превышать диаметр волновода на 5 - 10 мм. Корпус 1 установки представляет собой полый цилиндрический барабан с внешним кожухом 7. Волновод 2 выполнен в виде внутреннего кожуха барабана. Волновод изготовлен из нержавеющей стали и его внутренняя поверхность отполирована. Толщина листа, из которого изготовлен барабан - 4 мм, сталь марки 20 х 30. В центре каждой линзы произведено сверление по диаметру оси 9, на которую собирается батарея из линз 11. Внешняя часть барабана изготовлена из стали ст 3. Толщина листа - 1,2 мм. Марка металла внешнего кожуха барабана на работу установки не влияет и может быть любая. Внутренний и внешний кожухи барабана соединены нижним 3 и верхним 4 фланцами путем сварки. В верхней части корпуса установлена крышка (не показана) с фиксированием открытого и закрытого состояния. Экранирующая сетка 8 размещена между внешним кожухом корпуса 1 и волноводом 2. Сетка 8 предотвращает распространение электромагнитных волн в окружающее пространство. Толщина нити сетки не должна превышать 1 мм. Материал сетки должен быть токопроводящим, например, нержавеющая сталь, латунь, медь. Предпочтительнее использовать нержавеющую сталь. Крышка корпуса также снабжена экранирующей сеткой. Работа установки осуществляется следующим образом. Пример 1. Располагают установку на расстоянии 50 - 80 см до обрабатываемой поверхности. Обработке подвергают бензин марки А - 66 или А 76. Объем обрабатываемого материала в зависимости от времени составляет 1000 т- 1,5-2 часа 3000 - 5000 т - 2,5 - 3 часа 10 000 - 50 000 т 4,5-5 часов. Цилиндрический корпус 1 устанавливают таким образом, чтобы генерируемое излучение было направлено на обрабатываемое вещество. Линзы 11, выполненные из дерева и закрепленные на оси 9,генерируют электромагнитные волны и биоволны, которые с помощью волновода 2 аккумулируются в мощный электромагнитный поток. Под действием электромагнитного излучения происходит направленное изменение свойств обрабатываемого вещества за счет трансформации межмолекулярных связей. В условиях электромагнитного резонанса разрушаются молекулярные связи между атомами углерода в тяжелых молекулах углеводородов. Происходит синтез, деструкция и активации веществ путем направленного изменения их свойств. Низкосортный бензин превращается в высокосортный,высокооктановый бензин и обогащается ароматическими углеводородами путем расщепления углеводородных цепей с выделением свободных радикалов,которые вступают во взаимодействие со стабильными молекулами, что сопровождается процессом изомеризации и циклизации. Бензин А-66, А-76 качественно переходит в А-92, А-98, А-108. Экранирующая сетка 8 предотвращает распространение электромагнитных волн в окружающее пространство,что гарантирует безопасность установки. Рефлектор 5,установленный с торцевой стороны корпуса 1,концентрирует попадающие на него электромагнитные волны и направляет их к обрабатываемому объекту. Пример 2. Способ осуществляют по примеру 1,но воздействию подвергают нефть в емкости. Длительность обработки нефти электромагнитным излучением составляет от 30 минут до 5 часов. После обработки вязкость нефти снижается на 1025 за счет разрушения связей крупных молекул углеводородов,в частности парафина,и образования более простых молекул топливных фракций. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для обработки углеводородного сырья, содержащая излучатель электромагнитных волн, установленный в цилиндрическом корпусе,отличающаяся тем, что она снабжена волноводом,экранирующей сеткой, осью и рефлектором, волновод и экранирующая сетка выполнены из металла 3 21566 и расположены в корпусе коаксиально, рефлектор установлен с торцевой стороны корпуса, при этом излучатель электромагнитных волн образован линзами, выполненными из дерева и закреплнными на оси вдоль цилиндрической стенки корпуса, а выпуклые поверхности линз обращены к рефлектору. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что линзы выполнены из кедра, бука, дуба, карагача или березы. 3. Установка по п.п. 1 или 2, отличающаяся тем, что рефлектор образован зеркалом с вогнутой поверхностью, обращенной к линзам. 4. Установка по п.п. 1,2 или 3, отличающаяся тем, что волновод выполнен из металла и имеет полированную внутреннюю поверхность. 5. Установка по п.п. 1,2,3 или 4, отличающаяся тем, что она снабжена опорой для крепления оси и центровочным элементом оси.