Модуль для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ отверстие для сообщения входной и выходной камер между собой, согласно изобретению, снабжен диском, установленным в выходной камере с возможностью вращения и регулирования зазора между плоскостью диска и стенками камеры, при этом диск имеет сквозные отверстия и радиальные и концентрические каналы. Диск снабжен лопастями, закрепленными на периферийной части диска. Модуль снабжен паропроводом,дополнительными входной и выходной камерами с тангенциально установленными патрубками подвода и отвода среды и с перегородкой между камерами, имеющей отверстие в центральной части,и дополнительным диском, установленным в дополнительной выходной камере с возможностью вращения и регулирования зазора между плоскостью диска и стенками дополнительной выходной камеры, дополнительный диск имеет сквозные отверстия, радиальные каналы и закрепленные на периферийной части диска лопасти, при этом входная камера и дополнительная входная камера сообщены между собой паропроводом. Модуль снабжен преобразователями акустических волн, один из которых установлен на паропроводе, а другой - на патрубке подвода среды в дополнительную входную камеру.(72) Отарбай Абдиназар Молдахметулы Алдыяров Тимур Кубаисович Кожабеков Серик Самсалиевич Хаиров Гали Бахытжанович Казиев Галим Зухарнаевич(73) Алдыяров Тимур Кубаисович , Отарбай Абдиназар Молдахметулы(54) МОДУЛЬ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ(57) Изобретение относится к нефтяной и нефтехимической промышленности, а именно к устройствам,предназначенным для трубопроводного транспорта нефтей и нефтепродуктов. Технический результат изобретения - повышение интенсивности кавитации и степени диспергирования среды. Для этого модуль для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, содержащий полый корпус, разделенный перегородкой на входную камеру с тангенциально установленным патрубком подвода среды и выходную камеру с тангенциально установленным патрубком отвода среды, в центральной части перегородки выполнено 14366 Изобретение относится к нефтяной и нефтехимической промышленности, а именно к устройствам,предназначенным для трубопроводного транспорта нефтей и нефтепродуктов. Известен гидродинамический кавитационный эмульгатор, содержащий конфузор, диффузор,между которыми размещена проточная камера,включающая кавитатор, выполненный в форме кольца, имеющего обтекаемую форму в продольном сечении и толщину, равную 1/8-1/10 диаметра проточной камеры, при этом отношение площади поперечного сечения внутренней части кольца к площади сечения проточной камеры, находящейся снаружи кольца, равно 0,3, угол расширения лобовой части кольца составляет 80-90, конфузор выполнен с углом 80-100, а диффузор - 110-120(патент РФ 2001666, кл. В 01, 5/00, 1993). Данное устройство имеет низкую интенсивность кавитации и не обеспечивает возможность разрушения структуры исходного сырья. модуль для трубопроводного Известен транспорта нефтей и нефтепродуктов, содержащий полый цилиндрический корпус переменного сечения,включающий плавное сужение,обеспечивающее возникновение развитой кавитации,цилиндрический участок и располагаемый за ним безотрывный диффузор. Модуль снабжен активным элементом, состоящим из двух частей, одна из которых расположена в цилиндрическом участке и образует тангенциальные каналы с корпусом, а другая часть в виде усеченного конуса расположена в диффузоре (патент РФ 2126928, кл. 17 1/16, 1999). Указанное устройство также не позволяет разрушить структуру исходного сырья. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является модуль для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, содержащий полый корпус, разделенный перегородкой на входную камеру с тангенциально установленным патрубком подвода среды и выходную камеру с тангенциально установленным патрубком отвода среды, в центральной части перегородки выполнено отверстие для сообщения входной и выходной камер (Полещук А., Паровик с Юпитера // Изобретатель и рационализатор,11, 1976, с. 7). Указанное устройство не обеспечивает интенсивной кавитации и высокой степени диспергирования транспортируемой среды. Задачей изобретения является разработка конструкции модуля для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов,обеспечивающего высокую степень разрушения структуры транспортируемой среды. Технический результат повышение интенсивности кавитации и степени диспергирования среды - достигается тем, что модуль для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, содержащий полый корпус,разделенный перегородкой на входную камеру с тангенциально установленным патрубком подвода среды и выходную камеру с тангенциально 2 установленным патрубком отвода среды, в центральной части перегородки выполнено отверстие для сообщения входной и выходной камер между собой, согласно изобретению, снабжен диском, установленным в выходной камере с возможностью вращения и регулирования зазора между плоскостью диска и стенками камеры, при этом диск имеет сквозные отверстия и радиальные и концентрические каналы. Диск снабжен лопастями, закрепленными на периферийной части диска. Модуль может быть снабжен паропроводом,дополнительными входной и выходной камерами с тангенциально установленными патрубками подвода и отвода среды и с перегородкой между камерами, имеющей отверстие в центральной части,и дополнительным диском, установленным в дополнительной выходной камере с возможностью вращения и регулирования зазора между плоскостью диска и стенками дополнительной выходной камеры, дополнительный диск имеет сквозные отверстия, радиальные каналы и закрепленные на периферийной части диска лопасти, при этом входная камера и дополнительная входная камера сообщены между собой паропроводом. Модуль снабжен преобразователями акустических волн, один из которых установлен на паропроводе, а другой - на патрубке подвода среды в дополнительную входную камеру. Модуль снабжен системой регулирования температуры подаваемой среды. Модуль имеет вентиль, установленный на паропроводе. На внутренней поверхности входной камеры и дополнительной входной камеры выполнен спиралевидный канал. Установка в выходной камере диска с возможностью его вращения позволяет повысить интенсивность кавитации, так как за счет вращения диска создается больший перепад давления в транспортируемой среде. При схлопывании кавитационных пузырьков выделяется энергия,превышающая энергию связи атомов в молекулах среды, что приводит к разрыву связей и разрушению молекул. Возможность регулирования зазора между плоскостью диска и стенками выходной камеры обеспечивает регулирование режима работы модуля в зависимости от фракционного состава нефти и нефтепродуктов. Сквозные отверстия в диске и радиальные и концентрические каналы обеспечивают более интенсивную циркуляцию среды и генерирование ударных волн,под действием которых дополнительно происходит деструкция молекул транспортируемой среды. Установка преобразователей акустических волн,работающих в резонансном режиме при частоте акустических колебаний,равной 25 кГц,обеспечивает деструкцию тяжелых молекул углеводородов, в том числе парафинов, с образованием более легких фракций, в результате 14366 чего снижается вязкость нефти и нефтепродуктов и температура их застывания. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен продольный разрез устройства, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - продольный разрез устройства с дополнительными камерами и диском. Модуль для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов содержит полый корпус 1,разделенный перегородкой 4 на входную камеру 2 с тангенциально установленным патрубком 5 подвода среды и выходную камеру 3 с тангенциально установленным патрубком 6 отвода среды, в центральной части перегородки 4 выполнено отверстие 7 для сообщения входной 2 и выходной 3 камер между собой. В выходной камере 3 установлен с возможностью вращения диск 8,который имеет сквозные отверстия 9 и радиальные 10 и концентрические 11 каналы. Зазор 27 между плоскостью диска и стенками камеры 3 регулируется. Диск 8 снабжен лопастями 12, закрепленными на периферийной части диска 8. Диск 8 установлен на подшипниковой опоре 13 и связан с помощью вала 14 с приводом (не показан). При необходимости более интенсивной обработки среды модуль снабжен коллектором 15,паропроводом 16, дополнительными входной 21 и выходной 22 камерами с тангенциально установленными патрубками подвода и отвода среды (не показаны) и с перегородкой 23 между камерами, имеющей отверстие 24 в центральной части,и дополнительным диском 25,установленным с возможностью вращения в дополнительной выходной камере 22, который имеет сквозные отверстия 26, радиальные и концентрические каналы и закрепленные на периферийной части диска лопасти (не показаны),при этом входная камера 2 и дополнительная входная камера 21 сообщены между собой паропроводом 16. Дополнительный диск 25 установлен с возможностью регулирования зазора 27 между плоскостью диска 25 и стенками камеры 22. Модуль снабжен преобразователями акустических волн 19, один из которых установлен на паропроводе 16, а другой - на патрубке подвода среды в дополнительную входную камеру 21. Модуль снабжен системой 18 регулирования температуры подаваемой среды и имеет вентиль 20,установленный на паропроводе 16. На внутренней поверхности входной камеры и дополнительной входной камеры выполнен спиралевидный канал (не показан). Устройство работает следующим образом. Транспортируемая среда под некоторым давлением поступает тангенциально через патрубок 5 подвода во входную камеру 2, где происходит закручивание потока. При этом среда закручивается с большего радиуса на меньший, что приводит к росту линейной скорости потока, в результате чего происходит падение давления в движущейся среде. Если подавать не подогретую до кипения нефть, то, попадая в зону пониженного давления, она сразу же закипит. Далее поток среды и образующийся пар проходят через отверстие 7 перегородки 4 и захватываются диском 8, установленным в выходной камере 3. Зазор 27 устанавливают равным 5 мм. За счет вращения диска 8 создается больший перепад давления в транспортируемой среде, что сопровождается интенсивной кавитацией. При схлопывании кавитационных пузырьков выделяется энергия, превышающая энергию связи атомов в молекулах среды, что приводит к разрыву связей и разрушению молекул. При прохождении среды через сквозные отверстия 9 в диске, радиальные каналы 10 и концентрические каналы 11 увеличивается интенсивность циркуляции среды,что сопровождается генерированием ударных волн, под действием которых происходит деструкция молекул транспортируемой среды. При этом разрушаются тяжелые молекулы углеводородов с образованием более простых соединений в виде светлых фракций нефтепродуктов, снижается вязкость среды и температура ее застывания. При необходимости более интенсивной обработки среды, например, высокопарафинистой нефти,используют модуль,включающий паропровод с дополнительными входной и выходной камерами. Обработанную среду,выходящую из патрубка 6, направляют через коллектор 15 и систему 18 регулирования температуры для подогрева среды до температуры,близкой к температуре кипения, после чего подвергают воздействию акустическими колебаниями резонансной частоты 25 кГц с помощью преобразователя акустических волн 19 известной конструкции и направляют в дополнительную входную камеру 21 В результате воздействия акустическими колебаниями в нагретой среде происходит деструкция молекул углеводородов,содержащих большое число углеродных атомов, при этом разрушаются молекулы парафинов и других тяжелых молекул углеводородов. Одновременно в камеру 21 подают пар по паропроводу 16. Количество подаваемого пара регулируют вентилем 20. Пар также подвергают воздействию акустическими колебаниями частотой 25 кГц с помощью преобразователя акустических волн 19,установленного на паропроводе 16. Под действием акустических колебаний происходит разрушение молекул углеводородов,находящихся в парообразном состоянии, с образованием свободных радикалов, которые связываются с фрагментами молекул углеводородов, разрушенных перед подачей в камеру 21, а также образующихся в результате кавитационного воздействия в камере 22. Продукт, отбираемый из камеры 22, содержит в основном светлые фракции нефтепродуктов и не содержит парафина, поэтому имеет низкую вязкость и низкую температуру застывания. 3 14366 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Модуль для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, содержащий полый корпус, разделенный перегородкой на входную камеру с тангенциально установленным патрубком подвода среды и выходную камеру с тангенциально установленным патрубком отвода среды, в центральной части перегородки выполнено отверстие для сообщения входной и выходной камер между собой, отличающийся тем, что он снабжен диском, установленным в выходной камере с возможностью вращения и регулирования зазора между плоскостью диска и стенками выходной камеры, при этом диск имеет сквозные отверстия и радиальные и концентрические каналы. 2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что диск снабжен лопастями,закрепленными на периферийной части диска. 3. Модуль по п. п. 1 или 2, отличающийся тем,что он снабжен паропроводом, дополнительными входной и выходной камерами с тангенциально установленными патрубками подвода и отвода среды и с перегородкой между камерами, имеющей отверстие в центральной части, и дополнительным диском,установленным в дополнительной выходной камере с возможностью вращения и регулирования зазора между плоскостью диска и стенками дополнительной выходной камеры,дополнительный диск имеет сквозные отверстия,радиальные каналы и закрепленные на периферийной части диска лопасти, при этом входная камера и дополнительная входная камера сообщены между собой паропроводом. 4. Модуль по п. 3, отличающийся тем, что он снабжен преобразователями акустических волн,один из которых установлен на паропроводе, а другой - на патрубке подвода среды в дополнительную входную камеру. 5. Модуль по п.п. 1, 2, 3 или 4, отличающийся тем, что он снабжен системой регулирования температуры подаваемой среды. 6. Модуль по п.п. 4 или 5, отличающийся тем,что он имеет вентиль, установленный на паропроводе. 7. Модуль по любому из п. 1-6, отличающийся тем, что на внутренней поверхности входной камеры выполнен спиралевидный канал. 8. Модуль по любому из п. 3-7, отличающийся тем,что на внутренней поверхности дополнительной входной камеры выполнен спиралевидный канал.