Евразийский сервер публикаций

Евразийский патент № 037178

   Библиографические данные
(11)037178    (13) B1
(21)201790123

 A ]   B ]   C ]   D ]   E ]   F ]   G ]   H ] 

Текущий раздел: B     


Документ опубликован 2021.02.15
Текущий бюллетень: 2021-02  
Все публикации: 037178  
Реестр евразийского патента: 037178  

(22)2014.07.03
(51) B01J 19/18 (2006.01)
C10G 3/00 (2006.01)
C10G 9/00 (2006.01)
B01J 3/08 (2006.01)
B06B 1/16(2006.01)
(43)A1 2017.06.30 Бюллетень № 06  тит.лист, описание 
(45)B1 2021.02.15 Бюллетень № 02  тит.лист, описание 
(86)FI2014/050552
(87)2016/001476 2016.01.07
(71)КУЛБРУК ОЙ (FI)
(72)Сеппяля Юкка, Хильтунен Йюрки, Пурола Вели-Матти (FI)
(73)КУЛБРУК ОЙ (FI)
(74)Хмара М.В., Рыбаков В.М., Липатова И.И., Новоселова С.В., Дощечкина В.В., Пантелеев А.С., Ильмер Е.Г., Осипов К.В. (RU)
(54)СПОСОБ ПИРОЛИЗА И РЕАКТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
   Формула 
(57) 1. Реактор (11а, 11b, 102) ударной волны для термического крекинга исходного углеводородного сырья, содержащий
корпус (4), в котором сформирован проход (10), имеющий вход (6, 6а) и выход (7),
ротор (1, 1а), на периферии которого находится осевая лопаточная решетка (2), и
статорные лопаточные решетки (8, 9), находящиеся на внутренней поверхности корпуса (4), образующей стенку прохода;
при этом проход в меридиональном сечении имеет, по существу, кольцевую форму,
причем корпус, по существу, охватывает периферию ротора (1а) и статорные лопаточные решетки (8, 9), находящиеся внутри прохода,
причем статорные лопаточные решетки (8, 9) расположены рядом относительно осевой лопаточной решетки (2) так, что они образуют конструкцию статор-ротор-статор, в которой указанные решетки (2, 8, 9) сконфигурированы с возможностью направлять поток, несущий исходное сырье, таким образом, чтобы он неоднократно проходил через указанные решетки в пределах конструкции статор-ротор-статор, двигаясь по спиральной траектории в проходе между входом и выходом, и генерировать стационарные ударные волны, чтобы нагревать исходное сырье,
причем реактор содержит каталитические поверхности, образованные каталитическим покрытием на элементах в пределах реакционной зоны.
2. Реактор по п.1, который содержит по меньшей мере две статорные лопаточные решетки (8, 9), причем первая и вторая статорные лопаточные решетки расположены по направлению потока соответственно перед осевой лопаточной решеткой (2) и за ней.
3. Реактор по п.2, в котором статорные лопаточные решетки расположены так, что между точкой входа в первую лопаточную решетку и точкой выхода из второй лопаточной решетки сформировано безлопаточное пространство.
4. Реактор по любому из предыдущих пунктов, содержащий находящийся внутри корпуса неподвижный направляющий обод (3), наружная поверхность которого сконфигурирована с оставлением прохода (10) между ней и внутренней поверхностью корпуса.
5. Реактор по п.4, в котором, по меньшей мере, некоторые из статорных лопаточных решеток находятся на наружной поверхности обода.
6. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором указанные лопаточные решетки (2, 8, 9) расположены внутри прохода, по существу, смежно.
7. Реактор по любому из предыдущих пунктов, содержащий две входные горловины и две выходные горловины.
8. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором осевая лопаточная решетка (2) сконфигурирована с возможностью передавать потоку, несущему исходное сырье, кинетическую энергию и повышать его скорость, а по меньшей мере одна статорная лопаточная решетка (9) сконфигурирована с возможностью понижать скорость потока и преобразовывать кинетическую энергию в тепло.
9. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором скорость рабочего потока, несущего исходное сырье, является сверхзвуковой на решетках и дозвуковой в безлопаточном пространстве внутри указанного прохода.
10. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором входная и выходная (входные и выходные) горловины интегрированы в проход.
11. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором по меньшей мере две разделительные перегородки расположены в проходе симметрично относительно оси ротора с формированием по меньшей мере двух, по существу, идентичных рабочих камер, каждая из которых связана с входом и выходом для рабочего потока.
12. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором первая статорная лопаточная решетка (8) содержит множество сопловых лопаток, имеющих изогнутый профиль и предпочтительно обращенных своей выпуклой стороной в направлении вращения ротора, а вторая статорная лопаточная решетка (9) содержит множество диффузорных лопаток, имеющих изогнутый профиль лопаток сверхзвукового компрессора и предпочтительно обращенных своей выпуклой стороной в направлении вращения ротора.
13. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором осевая лопаточная решетка (2) содержит множество лопаток, имеющих профиль лопатки активной турбины и предпочтительно обращенных своей вогнутой стороной в направлении вращения ротора.
14. Реактор по любому из предыдущих пунктов, сконфигурированный для переработки исходного сырья, содержащего углеводороды, переведенные в газообразную форму.
15. Реактор по любому из предыдущих пунктов, сконфигурированный для переработки исходного сырья, содержащего глицериды, переведенные в газообразную форму.
16. Реактор по любому из предыдущих пунктов, сконфигурированный для переработки исходного сырья, содержащего целлюлозную биомассу, предварительно переработанную с переводом в газообразную форму.
17. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором каталитические поверхности сформированы путем нанесения каталитического покрытия, по меньшей мере, на несколько индивидуальных лопаток в пределах реакционной зоны и/или на внутреннюю поверхность корпуса, образующую стенку прохода.
18. Реактор по любому из предыдущих пунктов, содержащий каталитические модули, образованные, по меньшей мере, с использованием одной керамической или металлической подложки или вспомогательного элемента, снабженной (снабженного) активным покрытием, предпочтительно выполненным в форме монолитных ячеистых структур.
19. Реактор по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащий промежуточный охлаждающий или нагревательный элемент.
20. Реактор по любому из предыдущих пунктов, сконфигурированный с возможностью промежуточного инжектирования разбавителя или реакционного материала.
21. Реактор по любому из предыдущих пунктов, сконфигурированный с обеспечением длительности пребывания газообразного исходного сырья в реакционной зоне, составляющей не менее 10 мс.
22. Применение реактора согласно любому из предыдущих пунктов для осуществления по меньшей мере одного процесса, выбранного из группы, состоящей из переработки исходного углеводородного сырья; переработки газообразного кислородосодержащего исходного сырья на основе жирных кислот; переработки газообразного исходного сырья на основе жирных кислот, представляющего собой предварительно переработанное сосновое масло; переработки газообразного исходного сырья, произведенного из целлюлозы, и быстрого пиролиза, включающего преобразование исходного сырья, произведенного из биомассы, в нефть.
23. Применение реактора согласно любому из пп.1-21 для переработки исходного углеводородного сырья, содержащего средние и легкие углеводородные фракции.
24. Применение реактора согласно любому из пп.1-21 для переработки газообразного исходного сырья, представляющего собой газообразное исходное сырье, произведенное из лигноцеллюлозы.
25. Реакторная установка, содержащая по меньшей мере один реактор (102) согласно любому из пп.1-21 и по меньшей мере один дополнительный компонент, выбранный из группы, состоящей из приводного двигателя (101), устройства (103) для рекуперации тепла, устройства (104) гашения реакции, печи пиролиза, печи пиролиза с внешним нагревом, установки предварительного нагрева и воздушного фильтра (105).
26. Реакторный комплекс (11с), такой как пиролизная установка, содержащий по меньшей мере два реактора согласно любому из пп.1-21, функционально соединенных последовательно или параллельно.
27. Способ термической, термохимической или каталитической термохимической переработки исходного сырья, например термического крекинга исходного углеводородного сырья, включающий:
a) использование реактора (11а, 11b, 102) ударной волны по любому из пп.1-21, содержащего корпус со сформированным в нем проходом, который может иметь в меридиональном сечении, по существу, кольцевую форму и у которого имеются вход и выход, ротор, на периферии которого находится осевая лопаточная решетка, а также статорные лопаточные решетки (8, 9), находящиеся на внутренней поверхности корпуса (4), образующей стенку прохода, причем статорные лопаточные решетки (8, 9) расположены рядом относительно осевой лопаточной решетки (2) так, что они образуют конструкцию статор-ротор-статор, причем корпус, по существу, охватывает периферию ротора и статорные лопаточные решетки, находящиеся внутри прохода;
b) повышение скорости вращения ротора до достижения заданной рабочей скорости или скорости в заданном интервале;
c) подачу потока, несущего исходное сырье, во входную горловину, в результате чего статорные решетки и роторная решетка начинают направлять указанный поток таким образом, чтобы он неоднократно проходил через указанные решетки в пределах конструкции статор-ротор-статор, двигаясь по спиральной траектории в проходе между входной и выходной горловинами, и последовательно генерировать стационарные ударные волны, чтобы нагревать поток исходного сырья в реакторе, вызывая термическое разложение (пиролиз) сырья, и
d) подачу прошедшего пиролиз потока продукта через выходную горловину, например, в устройство для заданной постобработки, такое как устройство гашения реакции.
28. Способ по п.27, в котором исходное сырье содержит средние и легкие углеводородные фракции.
29. Способ по п.27 или 28, в котором исходное сырье представляет собой предварительно переработанную биомассу, произведенную из целлюлозы, в частности из лигноцеллюлозы, которую подают в реактор, по существу, в газообразной форме.
30. Способ проведения быстрой эндотермической или быстрой экзотермической каталитической реакции, в котором используют энергию, полученную преобразованием механической энергии вращающихся лопаточных решеток, включающий:
a) активирование реактора (11а, 11b, 102) ударной волны по любому из пп.1-21, содержащего каталитические поверхности, и
b) ввод в реактор предварительно нагретого газа, содержащего исходное сырье, для осуществления эндотермической реакции в газовой фазе,
при этом тепло поступает от импульсов, генерируемых ударными волнами, формируемыми за счет механической энергии, создаваемой вращением роторных лопаток внутри реактора.
31. Способ по п.30, в котором исходное сырье содержит средние или легкие углеводородные фракции.
32. Способ по п.30 или 31, в котором исходное сырье представляет собой предварительно переработанную биомассу, произведенную из целлюлозы, в частности из лигноцеллюлозы, которую подают в реактор, по существу, в газообразной форме.
Zoom in