Следующий крекинг-процесс, о котором я хочу вам рассказать, это жидкофазный крекинг Улисса С. Дженкинса.
Патент 1226526 "METHOD ОF OBTAINING GASOLENE AND OTHER LIGHT OILS FROM HEAVIER HYDROCARBONS" (Способ получения бензина и других лёгких углеводородных фракций из более тяжелых нефтепродуктов), заявленный 13.07.1916 года и зарегистрированный 15.05.1917 года.
В аннотации к патенту Дженкинс писал (перевод автора статьи): "Настоящее изобретение относится к способу и устройству для обработки более тяжелых углеводородов, таких как нефтяные фракции, и, в частности, к способу и устройству, посредством которых из нефти и ее побочных продуктов может быть получено конденсируемое легкое масло".
Целью изобретения было создание способа переработки более тяжелых фракций нефти, посредством которого они могут быть преобразованы в бензин и другие легкие дистиллятные продукты с минимальными отходами в виде неконденсируемых газов или углерода. Процесс не требовал опорожнения и наполнения перегонных кубы или их аналога для обработки отдельных партий нефтяных фракций, являясь непрерывным от начала до конца. Более тяжелые углеводороды могли непрерывно поступать по трубам от источника подачи к устройству, в котором осуществляется их обработка, а равное количество легкой дистиллятной фракции, такой как бензин, непрерывно вытекало из этого устройства.
Сопутствующей задачей изобретения являлось создание устройства, посредством которого может осуществляться конверсия более тяжелых углеводородов и в котором циркуляция контролируется и осуществляется таким образом, что отложение углерода будет уменьшено до незначительного количества.
Конструкция и принцип действия установки:
1. Тяжелая углеводородная фракция перекачивается из источника её подачи через подающий трубопровод 1, в котором находится обратный клапан 2, регулирующий клапан 2', и через впускной трубопровод 3, заканчивающийся направленным вниз участком 4' внутри перегонного куба.
2. Установка содержит усиленный резервуар или бочку 4, имеющую сообщающиеся камеры 5 и 6, соединенные рядом труб 7, которые наклонены вверх, как показано на рисунке.
3. Задняя или нижняя часть котла содержит увеличенную камеру 5, которая соединена с корпусом 4 кольцевым проходом 8, в котором установлен на валу 10 пропеллер 9:
- имеющий на своем нижнем конце опору на крестовину 11;
- проходящий через крестовину 12;
- выходящий наружу цилиндра через сальниковую коробку 13;
- снабженный в верхней части конической шестерней 14, в зацеплении с которой находится коническая шестерня 15 на приводном валу 16, причем конические шестерни 14 и 15 предпочтительно размещены в корпусе 17.
4. Под перегонным кубом, содержащим ствол 4, ножки 5 и 6 и трубы 7, поддерживающие и охватывающие эту конструкцию, находится топочная камера, содержащая:
- решетки 18;
- канал для впуска топлива 19;
- зольник 20;
- топочную камеру 21.
5. Огонь в задней части топочной камеры ограничен перегородкой 22, так что продукты сгорания движутся вверх и назад вдоль труб, направляясь вниз с помощью перегородки 23, а затем снова поднимаются вверх в задней части устройства, огибая ствол и проходя через дымоход 23'. За счет этого поддерживается равномерная, градуированная степень нагрева на протяжении значительной части длины трубок 7, что служит для эффективного нагрева жидкости, протекающей по этим трубкам.
6. Подача более тяжелых углеводородов, поступающих по нагнетательной трубе 1, управляемой клапаном 2, и направляемых за пропеллером 9, механически нагнетается вниз в ответвлении 5, а затем вверх по трубам 7 и через ответвление 6 и в ствол 4.
7. Это принудительное движение или перекачка жидкости вызывают контролируемую и быструю циркуляцию всего жидкого содержимого перегонного куба вокруг или обратно через бочку 4, вниз по ножке 5, вверх по трубкам бочки, через ножку 6 и снова обратно в бочку.
8. Ножка 6 выполнена больше, чем ножка 5, цель этого состоит в том, чтобы приспособиться к расширению жидкости, которое происходит в трубках 7, особенно на их верхних концах или вблизи них, и предотвратить возможность обратного выброса, который может произойти, если увеличенный и бурлящий объем более горячих жидкостей должен быть заключен в ножку того же размера, что и та, в которой находится более конденсированная и не бурлящая жидкость, то есть в ножку, которая предшествует трубкам.
9. За счет обеспечения увеличенной ножки 6, а также за счет механической принудительной быстрой циркуляции, создаваемой пропеллером 9, предотвращается обратный выброс газов и паров в нижнюю часть ножки 5.
10. Уровень жидкости в устройстве поддерживается постоянным при помощи индикатора уровня и контроллера 24 (см. Fig. 6), содержащий кронштейн 25, к которому прикреплен шарнирно в точке 26 уровня, поплавок 27, имеющий контактирующие рычаги 27'.
11. Устройство регулирования уровня сконструировано таким образом, что:
- если поплавок 27 поднимается, то один из рычагов 27' будет отклонен назад, чтобы замкнуть пару контактов 28;
- если поплавок 27' опускается, то другой рычаг 27' будет раскачиваться в противоположном направлении, чтобы соединить пару контактов 29.
12. Регулятор уровня открыто сообщен со резервуаром 4 полыми опорными трубками 29' и снабжен стеклянной поверхностью, как показано на рисунке.
13. К верхней части резервуара 4 подвешен коллектор газов и паров, содержащий большой плоский полый контейнер 30, неперфорированный снизу и по бокам, но имеющий перфорированную верхнюю часть 31.
14. Внутренняя часть перфорации 31 сообщается с трубой 32, которая телескопически соединена с трубой 32', ведущей из резервуара 4 через регулирующий клапан 33 сброса давления.
15. Из клапана сброса давления газы и пары поступают по трубе 34 в расширительную камеру 35 и оттуда через клапан сброса давления 36 и трубу 37 в конденсатор 38, из которого могут извлекаться бензин и другие легкие побочные продукты.
16. Особенно следует отметить, что коллектор 30 подвешен низко в резервуаре 4, довольно близко к уровню жидкости. Коллектор или контейнер 30 для газов и паров приспособлен для перемещения вверх или вниз таким образом, чтобы по желанию отводить газы и пары различной плотности.
17. Для выполнения этой регулировки труба 32 жестко соединена одним концом с коллектором 30 газов и паров, а ее противоположный конец проходит через цапфу в кронштейне 32а и снабжен на своем крайнем конце выступающим наружу фланцем, приспособленным для опирания на кронштейн 32а таким образом, чтобы перемещаться вместе с ним вверх.
18. Для подъема и опускания рычага 32а и газосборника 30 предусмотрена пара стержней 32b, которые проходят вверх через сальниковые коробки 32с и оттуда вверх через отверстия в опорных рычагах 32d, которые снабжены установочными винтами 32°.
19. Регулировка осуществляется простым отвинчиванием установочных винтов и захватом ручек стержней 32b, открывающим коллектор газов и паров, после чего газосборник 30 может быть поднят или опущен по желанию, и после перемещения в нужное положение зафиксирован путем затягивания установочных винтов.
20. Во время работы жидкое содержимое перегонного куба быстро циркулирует по барабану, ножкам и трубкам устройства, в то время как на решетке 18 поддерживается открытый огонь.
21. Результатом будет выделение газообразных и парообразных продуктов и создание давления в устройстве, выделяющиеся газы и пары собираются в пространстве выше постоянного уровня жидкости в резервуаре 4, где они будут стремиться, по крайней мере временно, упорядочиваться в соответствии со своей плотностью, то есть чем легче газы и пары будут располагаться вблизи верхней части цилиндра 4, а более тяжелые газы и пары будут скапливаться под ними, так что средняя плотность газов и паров на разных уровнях будет разной.
22. Температура реакции, может быть отрегулирована, изменением режима горения в топке. Давление в устройстве регулируется регулирующим клапаном 33 сброса давления, который настроен на поддержание давления в устройстве на уровне, который в сочетании с температурой и временем обработки приведет к наиболее эффективному преобразованию более тяжелых углеводородов, подвергаемых обработке, в желаемый продукт.
23. Выделяющиеся газы и пары при любом давлении, на которое установлен предохранительный клапан 33, выборочно отводятся посредством коллектора 31 газов и паров, который может быть установлен на любом уровне в резервуаре 4 для отбора относительно более тяжелых или более легких газообразных и парообразных продуктов по желанию.
24. Будет увеличиваться доля неконденсирующихся газов в сборнике 30, таких как водород, который естественным образом будет стремиться скапливаться вблизи верхней части резервуара 4, одновременно непрерывно удаляя оттуда более тяжелые конденсируемые продукты, такие как бензин.
25. Регулируя давление, температуру и скорость циркуляции в аппарате, можно получить условия, необходимые для полного превращения более тяжелых углеводородов в желаемый продукт.
26. Газы и пары проходящим по трубе 34, способны расширяться при давлении потока, регулируемом клапаном 36 сброса давления в расширительной камере 35, и, таким образом, температура эффективно снижается, после чего они пропускаются через конденсаторы и сжижаются.
27. Важной особенностью изобретения является механическая циркуляция продукта по трубам 7. С помощью системы принудительной циркуляции жидкость может циркулировать с любой желаемой скоростью, абсолютно предотвращая ее внезапный нагрев или перегрев в любой точке, независимо от того, насколько горячим может быть огонь, что практически предотвращает отложение нагара.
28. На рис. 7 (Fig.7) показана модификация, в которой установлен экран 40 между огнем и резервуаром 4, так что весь нагрев должен осуществляться с помощью трубок 7. В этой модификации пространство под трубками заполнено полностью, как показано на рис. 41. Пламя, проходя вниз по трубам, выходит через дымоходы 42, окружающие ствол, но отделенные от него, что может быть более предпочтительным.
Технология Дженкинса в начале 1930-х годов занимала 6-е место по распространённости и использовалась на шести нефтеперерабатывающих заводах США.
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.