Способ получения органических материалов из нефтеносных сланцев

Способ получения органических материалов из нефтеносных сланцев

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сова Советских

Социалистических

Республик i 632304

Ф

I б ! îl » 4 (ñ i

Ъ .""- :!Ьф: . » ь" .i f я

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту(22) Заивлеио08.08.75 (21) 2 63176/23-04 (23) Приоритет- (32) 08.08.74 (31) 495483 (33) США (43} Опубликовано 05.11.78.Бюллетень № 41

2 (Я) М. Кл.

С 10 g 1/02

Гваудвратввннаб намнтвт

Совета Мнннстрвв СССР ав делам нзвбрвтвннй н втнрвпнй (53) УДК 665.654 (088,8) (45) Дата опубликования описания 15.09.78.

Иностранец

Виктор Д. Оллред (CIlIA) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

Маратон Ойл Компани (США) (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

ИЗ НЕФТЕНОСНЫХ СЛАБЕЯ

Изобретение относится к способам по . лучения органических материалов иэ нефл теносных сланцев с использованием водяного пара и может быть использовано в нефтяной промышленности.

Известны способ получения органических материалов иэ нефтеносных сланцев с использованием BoARHara пара 113 и 21.

t С

К предлагаемому способу наиболее близок способ получения органических материалов из нефтеносных сланцев путем контактирования сырья с водяным паром (Э1 . Процесс проводят при 238-538 С атмосферном давлении в присутствии не» большого количества средней фракции нефтяного масла, селективно смешиваамого с исходным сырьем или инжектируемого совместно с паром. Обраэуюшиеся газообразные продукты подвергают конденсации и отделяют целевые продукты.

Эффективность способа определяется выходом органических материалов.

Белью изобретения является .повышение выхода целевых продуктов.

Цель достигается описываемым спо- собом получения органических материалов из нефтеносных сланцев путем контактирования последних с водяным паром при повышенной температуре, давлении

0,07-10,5 кг/см и поверхностной ско2 рости газообразных продуктов в зоне контактирования, равной 6,0-305 мl мин и определяемой по формуле:

10 тт.g т

V= — я

Р t ü где и, -число молей газообразных продуктов i

Я вЂ” универсальная газовая постоянная, кгмlмоль градус;

Р - давление, кг/см ; — абсолютная температура, т. — время, мнн;

5 — плошадь зоны контактирования млКонтактирование предпочтительно проводят при 427-510 С.

Отличительным признаком способа является использование вышеописанных уср5 повий проведения контактирования.

632304

Нефтеносные сланцы, используемые в предлагаемом способе, являются л1обыми природными керогенсодержащими отложениями, например сланцы месторожде ния Колорадо, Хвттаноагв, Бразилии, Скандинавии, Эстонии, Маньчжурии, Австралии H т.д.

Предпочтительнее применять. нефтеносные сланцы, содержащие значительное количество минералов — карбонатов лелочных металлов. Сланцы лучше исполь- зовать в измельченном виде (2,5-50 мм).

Контактирование предпочтительно проводят при температуре 427-510, лучше

454-470 С и давлении 0,07-10,5, лучше 0,07-7,0, наиболее предпочтительно.

2,46-5,3 кг/см2.

Поверхностная скорость газообразных продуктов в зьне контактирования составляет 305 предпочтительно 6-183, на иболее предпочтительно 15-122 м/мин. ,Для расчета этой скорости используют среднюю температуру по участку зоны контактирования реторты. При этом, предполагают,r что газообразные продукты ведут себя квк идеальные прн принятых температуре и давлении, т,е. справедливо уравнение для идеального газа: Р Ч = иЧ Г где Р -давление;

V - объем;

ll «число молей;

Я -универсальная газовая постоянная в соответствующих единийах измерения >

Ч вЂ” абсолютная температура.

Расход воды определяют по скорости впрыска ее в зону перегонки при расчете не включают то количество, которое поступает в зону предварительного подогрева сланца. Из этого расхода определяют количество молей воды, проходящей в парообразном состоится в единицу времени через плошадь зоны контактироваФ ния. Затем определяют объемный расход и состав других газов нв основе метода осушки и вычисляют " среднее количество молей сухого газа в единицу времени, проходящих через площадь зоны контактирования.

Подставляя соответствуюшие значе- . ния в вышеописанную формулу, рассчитывают поверхностную скорость газообразных продуктов, проходящих через зону контактироввния.

Фиг. 1-Зиллюстрируют зависимость количества образующихся органических материалов от различных режимных условий, B качестве сырья используют нефтеносные сланцы месторождения Колорадо, которые содержат 76,0-129,0 л жидких продуктов на 1 т сланцев.

5 В опытах по фиг. 1 используют давление 0,84 кг/см, в опытах по фиг. 23 29 кг/см, по фиг. 3 -5,74 кг/см .

2 . 2

Как видно иэ фиг. 1-3, максимальное количество образующихся органичесl0 ких материалов (по анализу Фишера) составляет 1127 (фиг. 1), 1197 и

1 15% (фиг, 3) .

Время контактирования острого перегретого водяного пара с нефтеносными сланцами составляет 90, предпочтительно 0,1-60, наиболее предпочтительно, 15-60 мин, I

Пример 1. Измельченную и от20 сеянную по фракциям породу (нефтеносные сланцы) загружают в бункер 1 (технологическая схема представлена нв фиг. 4), откуда через затвор 2 подают

25 в дозатор 3, где при давлении 2,1о

4,9 кг/см сланцы нагревают до 140 С с помощью горячих отходящих газов, направляемых в дозатор по труоопроводу

4. Затвор 5 и вентиль 6 доэатора слан30 цев работают так, что давлениев перегонном кубе 7 поддерживается постоянным и выходящий из него газообразный продукт не удаляется с потоком газов, которые выводятся по линии 8. Как ч:олько дозатор 3 заполняется сланцами, зат

35 вор 2 закрывается, а вентиль 6 открывается для создания давления в этом дозаторе. Вентиль 9 представляет собой регулятор обратного давления, который позволяет нагретым газам проходить че40 реэ слой сланцев и далее в трубопровод 10 отходящих газов, как только давление в дозаторе 3 достигает крити-. ческой величины. По достижению в доза

45 торе 3 требуемого давления и заданной температуры нижнего слоя загруженных сланцев затвор 5 открывается, давая возможность сланцам переходить через распределитель в куб 7. В качестве распре50 делителя может быть использован пита тель, представляющий собой вращающийся затвор звездчатого типа, особенно при давлениях порядка 2,46 кг/см, причем

2е на каждый дозатор 3 должен быть уста55 новлен один питатель такого типа. Одновременно осуществляют предварительное нагревание материала. В этом случае затвор 2 выполняет функцию уплотнения механизма принудительного питания. Слвн6323

Формула изобретении

1. Способ получения органических материалов из нефтеносных сланцев путем коитактирования последних с водяным паром при повышенной температуре в зоне контактирования с последуюшей конденса« цией газообразных продуктов и отделением целевого продукта, о т л и ч а ю—

m иH и с я т еeмM,, от оo, с целью повышения выхода целевых продуктов, контактирование

4О проводят при давлении 0,07-10,5 кг/см и поверхностной скорости газообразных продуктов в зоне контактирования, равной

6,0-305 мlмин и определяемой по фор45 муле: и Я.Т Ч

9tS .где g- число молей газообразных продуктов

R — универсальная газовая постоянная, кгм/моль. градус;

Р- давление, кг/м

7 — абсолютная температура, К; о

t - время, мин, Л

И

5 - плошадь зоны контактирования, м .

7 трубопроводам 31 и 13 подают на охлаждение перегнанных сланцев, Эта вода содержит углерод и неорганические мел чайшие частицы, которые уносятся из куба 7 вместе с газообразными продукта- ф ми и попадают в сепаратор 22.

Преимушество предлагаемого способа заключается в том, что мельчайшие частицы, которые обычно находятся в сланцевом дегте, при проведении данного про- 10 цесса находятся, в основном,в воде.

Это не только упрошает процесс извле-. чения дегтя из сланцев, но и избавляет от дальнейшей очистки от примесей путем возврашения продуктов перегонки об- 15 ратно в куб 7 в зону с низкой скоростью газового потока, где примеси будут удаля ляться с отработанными сланцами.

Сланцевый деготь из сепаратора 22 удаляют по трубопроводу,32. Темпера- 26 туру в этом сепараторе поддерживают около 60 С для обеспечения полного разделения воды и сланцевого дегтя. С целью компенсадии расхода воды дополнительное количество ее подают в систему по тру- 25 бопроводу 33. Перегреватель 27 нагревают путем сжигания нефти или газа, подаваемых в него по трубопроводу 34 при давлении, несколько большем, чем давление в кубе 7.

Пример 2. Технологическая схема, изображенная на фиг. 4, изменена следуюшим образом (см. фиг. 5, позиции

1-34 обот ачены по фиг. 4).

B трубопровод 10 для выходящих иэ перегревателя 27 газов включен регулятор 35 для регулирования температуры газов, направляемых в дозатор 3 с целью предотврашения перегрева сланцев на этой, стадии процессе, повышения эффективности процесса и экономии топлива, подаваемого в перегреватель 27. Воду иэ трубопровода 29 подают в линию к распылителям инжекторов 12 по трубопроводу 36.

Количество инжекторов увеличене. Регулируюшие клапаны 37 контролируются датчиками, установленными в каждом инжекторе. Регулятором является вода с ее высокой скрытой теплотой преобразования. Контролируемая инжекция воды в перегретый пар позволяет точно и эффективно контролировать дла каждой инжекционной точки температуру водяного пара, направляемого в куб 7, и таким образом, точно поддерживать заданный температурный режим в этом кубе.

Пример 3. Технологическая схема представлена на фиг. 6 (позиции 1-37

04 8 обозначены по фиг. 5) и отличается от схемы, изображенной на фиг. 5, следуюшим.

В схему включен подогреватель 38 сланцев. Перегретый водяной пар направ-. ляют по трубопроводу 11 через регулируемый клапан 39 и нагревают им поступаюшие в куб 7 сланцы до температуры конденсации воды при заданном давлении в этом кубе.. Частично сконденсированные пары смешиваются с перегнанными газами и проходят по трубопроводу 19, воэврашаясь в теплообменник 20.

При необходимости воду можно добавлять в перегретый пар по трубопроводу 36 через вентиль 40 до получения заданной температуры пара.

Несконденсированные газы, которые могут собираться в верхней части подогревателя, удаляют по трубопроводу 41 с помошью устройства 42, частично конденсируюшего пар в жидкость.

Твердые отходы, получаемые при процессе, не опасны для окружаюшей среды, так как они нейтральным и легко разлагаются в ил.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что контактирование проводят при 427-510 С.

632304

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США No. 3739851, кл. 166-254, 1973.

se д ю,я

1,2 8 7 ФР 7$ tc38 Ж,7 уу,f Р4.8 УФ0 йодеркноавиоя глмюс г мл м/и

° Рве. 8 з ъ и

1

„ +zr

4гг % ф

4,5ф

Ъ

2. Патент США % 3741306, кл. 166-252, 1973.

3. Патент М 3567622, кя. 208-1 1, 1972.

632304

Составитель Н. Королева

Редактор 3. Бородкина Техред А. Алатйрев Корректор E. Йнчинскаи

Заказ 6217/2 Тираж 631 Поднисное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-38, Рауюскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4