В том же 1882 году, когда на константиновском заводе В. Рагозина был испытан "Куб непрерывного действия Д.И. Менделеева" российской ученой, доктором химических наук Ю.В. Лермонтовой была предложена схема нефтеперегонного аппарата непрерывного действия, в котором нефть (мазут) подвергалась термическому крекингу под действием перегретого водяного пара.
Описание принципа действия аппарата Ю.В. Лермонтовой в архивных данных отсутствует, но из схемы можно предположить следующее:
1. В паровом котле (1) происходила выработка насыщенного водяного пара, который по трубопроводу подавался в печь с огневым нагревом, где нагреваясь до температуры свыше 400 °С он переходил в перегретое состояние.
2. Продукты сгорания топлива из печи отводились через дымовую трубу (3), а непосредственно нефть в ней не нагревалась.
3. Подача нефти производилась из сырьевого резервуара (5) вниз резервуара крекинга (4), куда через кровлю заходил трубопровод перегретого пара, который опускался до дна резервуара с небольшим зазором.
4. Перегретый пар, выходя из трубопровода в слой нефти, нагревал сырьё до температуры свыше 360 °С вследствие чего происходил крекинг высокомолекулярных углеводородов с образованием более лёгких нефтяных фракций.
5. В верхней части боковой стенки резервуара крекинга (4) имелся трубопровод, по которому крекинг-продукт выводился для разделения в каскадный амбар (6), состоящий из 4-х секций, расположенных на разной высоте и сообщающихся друг с другом.
6. В каскадном амбаре (6) происходило разделение крекинг-продукта вследствие разницы в плотностях различных фракций нефти со следующим их распределением:
- в секции 6/4 собиралась бензино-керосиновая фракция;
- в секции 6/3 аккумулировалось соляровое масло (аналог дизельного топлива);
- в секции 6/2 получалось смазочное масло (аналог трансформаторного дистиллята);
- в секции 6/1 оставался вазелин (аналог машинного дистиллята).
7. Далее продукты перегонки распределялись по продуктовым трубопроводам и направлялись на охлаждение:
- бензиновая фракция с верха секции 6/4 в холодильник 7;
- керосиновая фракция с низа секции 6/4 в холодильник 8;
- соляровое масло с низа секции 6/3 в холодильник 9;
- смазочное масло с низа секции 6/2 в холодильник 10;
- вазелин с низа секции 6/1 в холодильник 11.
8. Охлажденные продукты выводились в ёмкости-сборники.
Судя по имеющимся архивным описаниям изобретения Ю.В. Лермонтовой:
- в процессе перегонки оставалось небольшое количество кокса, который мог оставаться и накапливаться только в резервуаре крекинга (4);
- охлаждение в дефлегматорах производилось подачей воздуха.
На современный взгляд конструкция аппарата не выглядит совершенной и хочется внести дополнения, а именно:
1. Если в резервуаре крекинга (4) происходит накопление кокса, значит потребуется его удаление, а для этого нужно будет вывести аппарат из работы, следовательно нужен второй аналогичный резервуар.
2. Отбор бензина из секции 6/4 показан сбоку, но очевидно должен быть сверху, чтобы отбирать наиболее лёгкую бензиновую фракцию.
3. Воздушное охлаждение дефлегматоров не рационально по причине низкой теплоёмкости воздуха и его логично заменить на водяное, которое позволит не только повысить эффективность охлаждения, но и получить нагретую воду для парового котла.
После небольшой доработки аппарат для непрерывной перегонки нефти Ю.В. Лермонтовой мог бы выглядеть следующим образом:
На доработанной схеме:
- 4/1 - дублирующий резервуар крекинга;
- 12 - водяной резервуар.
Несовершенство конструкции аппарата Ю.В. Лермонтовой или иные факторы стали причиной невостребованности изобретения, но, так или иначе, практического воплощения идея первой установки термического крекинга не получила.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.