Николай Леонидович Егин -
изобретатель и рационализатор

Главная страница

Правовые аспекты
Новые изобретения

Вы можете ознакомиться с изобретениями Николая Егина
Данный сайт остается как память об изобретателе

Важная информация об авторских свидетельствах

Чистое топливо и супербетон - серный бетон

Большое количество месторождений нефти на территории России дают так называемые «тяжёлые» углеводороды, содержащие АСПО – асфальтены, серу, парафины и другие отложения. Их удельный вес больше, чем у чистой нефти, но разделить эти смеси простыми способами невозможно. На крупных НПЗ (нефтеразрабатывающие заводах) делают температурную разгонку углеводородов по фракциям с применением крекинга (повышенного давления), висбрекинга (температура, давление и кавитация) и других технологий. К сожалению, качество бензиновых и дизельных топлив оставляет желать лучшего. Ещё более скромные результаты по чистоте топлив получаются на средних и малых НПЗ, поэтому в Рязани были разработаны и изготовлены несколько вариантов гидродинамических вихревых ультразвуковых гидраторов «Торнадо-5» (см. журнал «ИР» №2, 2011г «Топливо, очищенное до блеска»). Первые установки имели небольшую производительность (около 1,5/2 м³/час) и малые мощности (15/20 вт./см²), которые не разрушали тяжёлые парафины и сольвентные оболочки серы. Вязкий парафин вместе с серой оседал на фильтрах. Чем крупнее нефтебаза или предприятия по доработке качества топлив использовало нашу технологию, тем больше у него накапливалось серо-парафиновых отходов. При переработке в сутки всего 100 м³ солярки в отходах получалось более 2800 т/год парафина при его содержании около 8% в ДТ (дизельное топливо) и 280 т/год серы при её содержании около 0,8% в ДТ. Возникал вопрос экологически чистой утилизации этой смеси отходов, которые были очень опасны по всем действующим нормам. Никакие технические полигоны и свалки не принимали такие отходы из-за чрезвычайной пожароопасности и токсичности сернистых газов при намеренном сжигании.
Столь суровая экологическая проблема заставила нас существенно изменить технологию работы устройства «Торнадо-5». Кроме того, целый ряд заказчиков был недоволен ещё и малой производительностью установки и называл цифры от 15 до 30 м³/час обработки ДТ.
Было решено увеличить мощность ГВУГ (гидродинамический вихревой ультразвуковой генератор) более, чем в 10 раз до гарантированной величины полной разбавки всех парафиновых фракций в лёгкие углеводороды ДТ. Конечно, это привело к разрушению сольвентных оболочек серы и её переходу в топливо в открытой, более агрессивной форме. Но как говорится, «нет худа без добра». Именно такой факт давал возможность найти «ловушку» для чистой серы, т.е. без парафина, которую намного проще реализовать, например, заводам шинной промышленности, предприятиям химической промышленности и др. Для обмеривания нефти и нефтепродуктов на крупных промышленных установках применяют технологию гидролиза серы горячей водой и водным паром пол давлением. Холодная вода практически не реагирует с серными добавками, поэтому приходится расходовать огромное количество энергии на парогенерацию. Кроме того, для повышения площади контакта реагентов гидролизные установки имеют объёмы в несколько десятков кубических метров и стоимость до десятка миллионов рублей. Конечно, такое оборудование никак не подходило к портативной установке «Торнадо-5». Простое уменьшение не давало положительного результата, т.к. малое количество пара и незначительная площадь гидролиза серу не удаляла. Реакции не хватало активности компонентов. Что же делать? Сера переведена в открытое, от сольвентных оболочек, состояние. Более активной её не сделаешь. Значит надо активировать саму воду, но не переводя в пар под давлением, а изменяя её химическую активность по отношению к примесям в углеводородно-органических соединениях, которыми являются нефтепродукты. Работы по активации воды, точнее, по электроактивации воды проводились нами весьма успешно с изменением водородного показателя Ph от значения 7 единиц нейтрального состояния до 2 единиц анолит (мёртвая вода) и до 12 единиц католита (живая вода), см. журнал «ИР» №5, 2010г «Второе дыхание живой воды». Установка «ЭЛАВ-2009» электроактиватор воды 2009 года изготовлена обеспечивал униполярную активацию воды на наноуглеводородных электродах с затратами энергии в тысячи раз меньше, чем на парогенерацию. Исходя из максимального содержания серы в ДТ ( около 0,8%), было решено добавить всего несколько процентов активированной воды в солярку перед прогоном в реакторе ГВУГ «Торнодо-5м» - модернизированный вариант. Процесс равномерного смешивания воды и топлива происходит автоматически струйным дозатором. После этого смесь подвергалась мощному воздействию ультразвука и кавитации в реакторе ГВУГ. Многочисленные эксперименты показали, что в гидролизацию реакцию с электроактивированной водой вступает около 95% серы. Таким образом, в топливе остаётся менее 0,04% серы за один прогон. Скоагулированную в достаточно крупные хлопья серо-жёлтого цвета серу (см. фото 1) улавливает микронный фильтр с каскадами пропускной возможности 7,14,21,28,35 м³/части (см. фото 2). При этом, каждый каскад снабжён отстойником для серы на 40 кг с автоматическим сбросом в накопитель при заполнении.

Рисунок 1. Сера отфильтрованная из ДТ и печного топлива

Рисунок 2. Проточные фильтры для ДТ и печного топлива на 7, 14, 21, 28, 35 М3/час

Из накопителя чистую серу, как товарную продукцию можно реализовать различными выше названными предприятиями. В решении вопроса экологически чистой утилизации серы обозначился явный прогресс. Но потенциальные покупатели, например, шинники, могут иметь своих поставщиков серы с заданным качеством, да и расстояния перевозки могут быть слишком велики. Поэтому решила рассмотреть возможность утилизации серы на месте её получения.
Известно, что те же шинники используют серу для повышения прочности резины. Молекулы серы валентными связями «сшивают» между собой слишком «мягкие» молекулы каучука и тем самым повышают прочность и упругость резины шин. Было интересно изучить подобный эффект на других, например, строительных материалах. Действительно, на каждом предприятии, в том числе НПЗ, нефтебазах, АТП (автотранспортные предприятия) и др. постоянно приходится ремонтировать и строить новые дороги, подъездные пути и эстакады, производственные помещения, склады и многое другое. О получении собственных строительных материалов с улучшенными параметрами методом активации мы сообщаем в журнале «ИП» №9, 2010г «Возрождение дезинтегратора Хинта».

В разработанную нами конструкцию «Молния-1» решили ввести дополнительный бункер для сухой серы или добавлять влажную серу в смеситель бетона перед его укладкой. Оба варианта показали удивительные результаты. По данным испытаний института химии твёрдого тела РАН серный бетон, в отличии от бетона на основе портландцемента, набирает прочность всего за 0,3 часа и достигает на сжатие прочность 65 МПа. Имеет устойчивую морозостойкость, истираемость меньше 3%, химическую стойкость более 84%, водонепроницаемость W-20. Кристаллическая решётка серного бетона пригодна для быстрого возведения аэродромов при любых погодных условиях, для хранилища отходов ядерного топлива, строительства подводных и подземных бетонных сооружений и складов. Имеет возможность повторного использования бракованных изделий. Неограниченная, дешёвая сырьевая база из отходов производств, делает очень выгодным производство стройматериалов: плитка, кольцалюков и т.д. Отличные параметры получены и по серному асфальту, который в 5 раз прочнее обычного, кислото и щёлочестойкий, водонепроницаемый.

Рисунок 3. Смеситель с электроприводом производительностью 4 М3/час

Рисунок 4. Смеситель с приводом от ДВС на базе грузовика Камаз

Изготовлены установки по производству серного асфальта с электроприводом (см. фото 3) и дизельным приводом, на базе грузовика (см. фото 4). Оба варианта мобильные, имеют небольшую стоимость и могут использоваться даже малыми предприятиями.

Все представленные на сайте изобретения имеют авторские свидетельства на изобретение, чертежи и конструкторскую документацию. Автор – Николай Егин.

Важная информация об авторских свидетельствах