ITMI970935A1 - Procedimento per incrementare la quantita' di frazioni bassobollenti estraibili da tagli petroliferi pesanti - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un procedimento per incrementare la quantità di frazioni bassobollenti estraibili da tagli petroliferi pesanti, particolarmente greggi petroliferi.
Sono ben noti dalla letteratura i processi di cracking, sia termico che catalitico, di tagli petroliferi pesanti, particolarmente di greggi petroliferi, a dare prodotti più bassobollenti, utilizzabili soprattutto come benzine e gasoli.
Il cracking è un processo attraverso il quale molecole pesanti (e quindi altobollenti) contenute nel greggio (o in frazioni petrolifere pesanti) vengono termicamente o cataliticamente decomposte in molecole più leggere. Questo fenomeno si chiama dissociazione.
Contemporaneamente yalla dissociazione, si verifica sempre un processo di ricombinazione delle molecole dissociate le quali si legano in modo da ricostituire la molecola originaria o molecole più pesanti. Questo secondo fenomeno si chiama ricombinazione .
Si può dimostrare, posto Pd = probabilità per secondo che una molecola si dissoci e Pr = probabilità per secondo che molecole dissociate si ricombinino, che f = Pr/Pd è inversamente proporzionale alla temperatura. In altri termini, con l'aumentare della temperature diminuisce la probabilità delia ricombinazione dei radicali formatisi in seguito alla dissociazione molecolare.
Un inconveniente dovuto ai processi termici consiste nel fatto che gran parte dell'energia fornita non contribuisce alla dissociazione molecolare .
E' stato ora trovato un procedimento per incrementare la quantità di frazioni bassobollenti estraibili da tagli petroliferi che supera gli inconvenienti soprariportati.
In accordo con ciò, la presente invenzione riguarda un procedimento per incrementare la quantità di frazioni bassobollenti estraibili da tagli petroliferi pesanti, particolarmente greggi petroliferi, caratterizzato dal fatto che i suddetti tagli petroliferi pesanti sono sottoposti a radiazioni ionizzanti essenzialmente costituite da elettroni accelerati, opzionalmente in presenza di idrogeno.
In una forma di attuazione preferita, i taglini petroliferi pesanti vengono sottoposti a radiazioni ionizzanti essenzialmente costituite da un fascio di elettroni aventi energia da circa 0.5 a 6 Mev (1 Mev = IO8 elettronvolts), preferibilmente da 0 .8 a 4 Mev.
In una forma di attuazione preferita, ai suddetti tagli petroliferi pesanti viene ceduta una dose di energia (D) da 1 a 8 MR, preferibilmente da 2 a 5 MR, ove 1 MR equivale a 10 joule/g.
La dose di energia ceduta per unità di tempo, altrimenti detta "Dose rate" (D*), è preferibilmente nell’intervallo da 0.02 a 0.4, ancor più preferibilmente da 0.08 a 0.2 MR/min.
La temperatura è funzione della qualità del taglio petrolifero, anche se indicativamente è dà 50°C a 450°C, preferibilmente da 100 a 300°C.
Una volta sottoposti alla suddetta radiazione ionizzante, i tagli petroliferi possono essere soggetti alle usuali operazioni di distillazione a pressione atmosferica o a pressione ridotta. In alternativa possono essere, soggetti anche ad operazioni di estrazione.
Come sarà dimostrato più avanti, Il processo della presente invenzione consente di ottenere cospicui incrementi in frazioni bassobollenti, ossia in frazioni aventi punto di ebollizione, a pressione atmosferica, uguale o inferiore a 300°C.
Le radiazioni ionizzanti utilizzate nel processo della presente invenzione .possono essere generate da acceleratori ben noti agli esperti del ramo, ad esempio acceleratori lineari.
I seguenti esempi vengono riportati per una migliore comprensione della presente invenzione. ESEMPI
Vengono utilizzati due greggi, il primo denominato Zarzaetine (peso specifico = 0.8105 g/cm3) ed il secondo Belaym (peso specifico = 0.8897 g/cm3).
Un contenitore in ceramica contenente il greggio da irradiare (20 cm3) viene posto all'estremità inferiore di una cella cilindrica avente diametro di 8 cm. ed altezza di 25 cm. Il suddetto contenitore può essere riscaldato mediante avvolgimenti elettrici.
All'interno del contenitore sono allocate tre termocoppie, di cui una sul greggio da irraggiare, un'altra al centro e la terza sulla parte superiore in corrispondenza all'uscita dei vapori.
All'estremità superiore della suddetta cella è situata una finestra di alluminio (spessore di circa 0.05 mm) attraverso cui entra il fasciò di elettroni accelerati.
Sempre nella parte superiore della cella, ma lateralmente, è situata una uscita dei vapori che vengono condensati mediante un refrigerante a circolazione di acqua. I condensati vengono quindi raccolti in una provetta e ne viene misurato il volume .
Nelle prove sperimentali si misurano:
Tllq e Trap per mezzo di termocoppie;
M, ossia la massa del greggio sottoposto ad irraggiamento ;
il volume V del condensato raccolto in provetta;
la massa (m) e la densità del condensato; l'energia inviata dal fascio di elettroni, circa metà della quale veniva perduta (diffusione sulla finestra sottile, assorbimento sulla finestra, difetti di allineamento etc.);
la dose di energia ceduta al greggio (D); la "Dose rate" (D*).
Si è sempre avuta la precauzione di effettuare in tempi ravvicinati misure con D = 0 e con D > 0, in tal modo rendendo affidabile il confronto tra le due misure.
In tutta la sperimentazione sono stati usati elettroni accelerati aventi Energia (E0) = 3 Mev.
La procedura adottata è la seguente:
a) si porta alla temperatura Tllq il campione di greggio e si misura, in funzione del tempo t, la quantità V0(t,T) di vapore condensato;
b) si ripete, alla stessa temperatura Tllq, la misura per lo stesso greggio cui è stata ceduta un'energia/grammo D (D = dose di energia);
c) si ripete la fase b) a diverse -dose rates D*.
Se si indica con V(t,T,D,D*) il volume di condensato all’istante t, alla temperatura T per effetto della dose D ceduta con dose rate D*, sarà V0{t,T,0,0) la quantità di distillato all'istante t ed alla temperatura T in assenza di energia fornita al sistema.
Nella sperimentazione si misurerà il rapporto R = V/V0, ossia il rapporto (a parità di tempo e di temperatura) tra il Volume di distillato in presenza di energia ceduta al sistema ed il Volume di distillato in assenza della suddetta energia.
La sperimentazione è stata eseguita utilizzando un acceleratore lineare.
Prove con greggio Zarzaetine.
E’ stata eseguita una prova di riferimento in cui il greggio non veniva irradiato (D=0) ed altre prove in cui il greggio veniva irradiato con differenti dosi ed a temperature diverse. I risultati sono riportati in tabella 1.
Da tabella 1 si evidenzia chiaramente come i migliori risultati si ottengano a temperature da 250'C a 350'C, particolarmente a 250'C. Molto interessante è il risultato (campione Zia) a 250‘C con dosi di 4 MR e "Dose rate" di 0.084 MR/min./ condizioni in cui si ottiene un valore di R = 1.75/ ossia un incremento in frazioni bassobollenti del 75%.
Ricordiamo che il valore medio di R nell'intervallo da 250“C a 350*C è uguale a 1.36.
In tabella 2 viene riportata la curva di distillazione dei condensati dopo irraggiamento a 250 *C e, per confronto, la curva di distillazione dei condensati ottenuti dal greggio non irradiato (campione ZI). In questa tabella IBP indica la temperatura di inizio ebollizione e FBP la temperatura di fine ebollizione.
I dati di tabella 2 mostrano chiaramente il vantaggio, in termini di abbassamento della curva di distillazione dei condensati, ottenibile mediante irraggiamento a 250 "C del greggio Zarzaetine.
In conclusione, i dati delle tabelle 1 e 2 evidenziano chiaramente i vantaggi del processo della presente invenzione, vale a dire: 1) l'ottenimento di quantità superiori di distillati; 2) una curva di distillazione più bassa, sinonimo di migliore qualità, dei condensati irraggiati.
PROVE CON GREGGIO BELAYM
Questa seconda serie di prove è stata eseguita secondo le stesse modalità adottate per le prove eseguite con il greggio Zarzaetine.
I relativi risultati sono riportati in tabella 3.
I dati di tabella 3 mostrano chiaramente i vantaggi ottenibili mediante irraggiamento a 300-400 ‘C. Infatti a queste temperature, particolarmente a 300’C, i valori di R sono elevati. L'effetto scompare pressoché totalmente a 500 "C.
La curva di distillazione del prodotto sottoposto ad irradiazione e del greggio Belaym tal quale è la seguente: (fra parentesi sono posti i
Come risulta chiaramente dai dati soprariportati, il condensato del Belaym irraggiato ha una curva di distillazione decisamente inferiore a quella del tal quale. Ad esempio l'80% del condensato da Belaym irraggiato distilla a temperature inferiori a 283 "C, contro i 316°C del tal quale.
Quindi anche con il greggio Belaym si hanno gli stessi vantaggi, particolarmente a 300àC, già illustrati per il greggio Zarzaetine.
Claims (2)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per incrementare la quantità di frazioni bassobollenti estraibili da tagli petroliferi pesanti, particolarmente greggi petroliferi, caratterizzato dal fatto che i suddetti tagli petroliferi pesanti vengono sottoposti a radiazioni ionizzanti essenzialmente costituite da elettroni accelerati, opzionalmente in presenza di idrogeno. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le radiazioni ionizzanti sono essenzialmente costituite da un fascio di elettroni aventi energia da 0.5 a 6 Mev . 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che gli elettroni hanno energia da 0.8 a 4 Mev. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ai tagli petroliferi pesanti viene ceduta una dose di energia da 1 a 8 MR, ove 1 MR equivale a 10 joule/g. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che ai tagli petroliferi pesanti viene ceduta una dose di energia da 2 a 5 MR. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ai tagli petrolifere pesanti è ceduta una quantità di energia per unità di tempo da 0.02 a 0.4 MR/minuto. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la quantità di energia ceduta per unità di tempo è da 0.08 a 0.
- 2 MR/minuto. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere condotto ad una temperatura da 50°C a 450°C. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la temperatura è da 100 a 300*C.
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