本发明专利技术的至少一个实施方式的方面为用于裂解重烃的装置。将线性高频发热电极设置在包含芳族分子的重油中。射频电流源在第一连接点和第二连接点处被电连接至高频发热电极上以产生封闭电回路。设置射频源以将信号应用至高频发热电极以足以形成关于线性高频发热电极的轴的磁场和电场。所述装置还包括设置在通常在第一连接点和第二连接点之间的高频发热电极周围的室以将磁场集中在高频发热电极周围并包含重烃。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的至少一个实施方式的方面为用于裂解重烃的装置。将线性高频发热电极设置在包含芳族分子的重油中。射频电流源在第一连接点和第二连接点处被电连接至高频发热电极上以产生封闭电回路。设置射频源以将信号应用至高频发热电极以足以形成关于线性高频发热电极的轴的磁场和电场。所述装置还包括设置在通常在第一连接点和第二连接点之间的高频发热电极周围的室以将磁场集中在高频发热电极周围并包含重烃。【专利说明】使用射频电磁波加工烃
本专利技术涉及使用电磁场，特别是射频电磁场来裂解和改良重烃。改良重烃有利于在烃的提取和加工中变为有价值的燃料。特别地，本专利技术涉及一种可以用于裂解重烃的有利的射频(RF)高频发热电极和方法。本专利技术使通常非反应性的芳香分子的碳-碳(C-C)键断裂，其可以用于改良浙青，降低汽油中的芳香烃的含量，或协助石化合成。
技术介绍
随着世界上标准原油储备的减少，以及对油的持续需求，导致油价上升，油制造商尝试由浙青矿、油砂、浙青砂、油页岩和重油田加工烃。这些材料通常存在于沙或粘土的天然存在的混合物中。由于浙青矿、油砂、油页岩、浙青砂和重油(简称重烃)的极高粘度，在提取标准原油中使用的钻井和精炼方法通常不适用。需要提高原油采收率(EOR)的方法。目前的EOR技术通过使用蒸汽加热烃地层或有时通过使用RF能量加热或预加热地层。蒸汽已经用于提供原位加热，例如通过蒸汽辅助重力泄油(SAGD)系统。由于表面融化，蒸汽提高采油率可能不适合于永久冻土区，在具有岩石层的分层和薄贮藏区，其中具有不足的盖层。在井开始运转时，例如，最初的蒸汽对流可能较慢且不可靠，因为在烃矿中进行加热缓慢。水资源可能不足以制造蒸汽。RF加热方法使用原位原生的水，例如，孔隙水，其通常存在于烃地层中。水通过电磁场容易地被加热，因而地下天线可以加热烃地层。电磁场加热的孔隙水将传导地加热烃。由于电磁场以近光速传播，RF加热通过传导和对流提供了大大增加的速率和穿透性。RF能量还可以穿透不可渗透的岩石以加热远处。原位裂解和改良油的射频电磁装置是有价值的，特别是伴随有油井增产措施时。重烃，例如原油和浙青，通常包含芳香族分子，其使得油粘稠和沉重，因此难以提取。芳族分子为其中原子以环状连接在一起的分子，例如苯。使芳香环断裂，其还已知为裂解，产生成更轻而因此更易于提取的极性烃分子。该过程称作将油“改良”。芳族分子异常稳定，而因此非常难以裂解。因此，使用射频磁场以裂解芳族分子是有利的。RF电磁(EM)场可以与一些分子强烈地相互作用，而与其它分子较弱地作用。在分子混合物中，RF EM加热可以增加一类分子的动态能量，而不会增加其它分子类型的动态能量，其导致选择性加热。因此，可以实现高局部化的温度而不会过分加热整体材料。温度在确定化学反应发生的速率和程度方面起到非常重要的作用。因此，RF EM场可以有效引起涉及烃分子的反应。汽油为用于汽车运输的普遍的燃料。美国在2005年使用了 1400亿加仑的汽油。为了满足这种需求，现代的汽油通常为4至12个碳原子(C4至C12)的烃分子的混合物。许多种类汽油分子，例如，芳族分子，被美国和其它地方规定为有害物质。尽管芳族分子对高辛烷值(苯具有101的辛烷值)有利，但是他们从发动机废气中排放出来，以及当泵吸汽油时蒸发。因此，汽油配方包括选择烃分子的种类、排放物水平、和这些排放物的毒性水平的折衷。在1990的US Clean Air Act，苯已经确认为有毒的空气污染物和潜在的致癌物。在污染的城市大气中测量量苯已知引起白血病、肺癌和皮肤癌。鉴于这种严重的健康影响，在2011年美国环境保护机构制定了将汽油中的苯含量降低至0.62% ("ControIof Hazardous Air Pollutants From Mobile Sources", U.S.Environmental ProtectionAgency, 2006-03-29.p.15853(http: //www.epa.gov/EPA-AIR/2006/March/Day-29/a2315b.htm))的规定。从汽油中除去芳族分子降低有毒排放，进而减少白血病和其它癌症的发病率。需要降低苯水平的技术。现代的汽油是多种精炼方法的产品。流化催化裂化装置(FCCU)为使大的高沸点范围的烃断裂为汽油范围的产品的方法的实例。FCCU输出可包含30%的芳香烃。在典型的FC⑶中，芳香烃，例如，苯，可能很少裂解。催化石脑油重整装置(CNRU)将饱和的低辛烷值的烃转化为包含60%以上的芳香烃的高辛烷值的产品。因此，在CNRU中，实际上产生了有毒的芳香烃，如果在原料中包含C6，特别是如此。调节FCCU和CNRU的输出的芳香烃水平的方法是有利的。蒸汽裂解是其中重烃与水混合的过程，以及被加热至高温，例如，900°C，以使重烃断裂为更小、更轻的烃。在蒸汽裂解中可以发生自由基加成以形成新的芳族分子，但是不形成芳族分子可能是希望的。不产生芳香烃的蒸汽裂解过程可能是有利的。美国专利第6，303，021 号，Winter 等，以及名称 “Apparatus and Process ForImproved Aromatic Extraction From Gasoline”描述了用于分离汽油芳香经的基于二醇溶剂的方法，所述方法包括使原料与溶剂蒸气接触。没有提供实际裂解芳族分子的装置。
技术实现思路
本专利技术为用于裂解包含重烃的烃的装置。将线性高频发热电极设置在包含芳族分子的重烃中。射频电流源在第一连接点和隔开的第二连接点处被电连接至高频发热电极上形成封闭电回路。设置射频源以将信号应用至高频发热电极以足以形成关于线性高频发热电极的轴的磁场和电场。所述装置还可以包括位于通常在第一连接点和第二连接点之间的高频发热电极周围的室以将磁场集中在高频发热电极周围并容纳重烃。本专利技术的另一实施方式提供了位于包含芳族分子的重烃内的环形高频发热电极。射频电流源被电连接至环形高频发热电极。设置射频源以将信号应用至高频发热电极上以足以形成电磁场，所述射频源通常存在于环形高频发热电极的内部，而因此集中在包含重烃的区域。本专利技术的另一方面为用于预热重烃的方法。将高频发热电极放置在已经提取重烃，包括芳族分子中。将射频电流施加至线性高频发热电极上以足以形成关于高频发热电极的的电磁场。芳族分子被裂解，导致更轻的极性分子。然后，从水和砂和其它材料中分离裂解的烃。然后将所述烃加工成燃料。本专利技术的另一方面为用于改良重烃的方法。从水和砂和任选其它材料中分离重烃。将高频发热电极放置在重烃中。运行所述高频发热电极同时烃被氢化。将射频电流施加到高频发热电极上以足以产生关于高频发热电极的磁场和电场，同时将氢和天然气加入到烃中以制备合成的原油。然后将所述烃加工成燃料。本专利技术的另一方面为用于提取重烃的方法。将高频发热电极安装在包含芳族分子的烃地层的矿区。将射频电流施加至高频发热电极上以足以形成关于高频发热电极的磁场和电场。芳族分子被裂解成更轻的极性分子。然后，从地质层中除去所述极性分子。【专利附图】【附图说明】从本公开中，本专利技术的其它方面将变得显而易见。图1为线性高频发热电极的实施方式的示意性的透视图。图2为包括射频电流源的特定部件的线性高频发热电极的实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·F·帕彻，
申请(专利权)人：哈里公司，
类型：
国别省市：
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