RU2766847C1

RU2766847C1 - Non-thermal cracking reactor

Info

Publication number: RU2766847C1
Application number: RU2021102157A
Authority: RU
Inventors: Константин Витальевич Сластников
Original assignee: Болтенков Евгений Владимирович; Константин Витальевич Сластников
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2022-03-16

Abstract

FIELD: chemistry; technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to systems for cracking, in particular, changing properties of hydrocarbons of liquid, gaseous and other liquids. Invention relates to a non-thermal cracking reactor, comprising a dielectric housing filled with a dielectric compound inside, a magnetic field source in the form of magnets with like poles facing each other, comprising a central current-conducting part of a feedthrough capacitor, wherein central conductive element is composed of variable-section tube while second conductive element is composed of metal band wound on central conductive element via dielectric. Input and output of the central current-conducting element are equipped with dielectric connecting elements, which are connected by a bypass, at that, in opposite ends of the part of the central current-conducting element of larger diameter there installed are magnets facing each other with similar poles, and between the magnets there is a profiled element. In the centre of the magnet on the side of the part of the central current-conducting element of a smaller diameter there is an outlet hole, and inside the part of the central current-conducting element of a smaller diameter there is a spiral wound element made of non-magnetic material, besides, the housing, the central current-conducting element and the second current-conducting element form a coaxial structure located inside the longitudinally oriented magnetic field.

EFFECT: formation of centripetal movement of working medium along the whole part of central current-conducting element of large and small diameters.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам для крекинга, в частности, изменения свойств углеводородов жидких, газообразных и прочих жидкостей.The invention relates to systems for cracking, in particular, changing the properties of hydrocarbons in liquid, gaseous and other liquids.

Из уровня техники широко известны устройства термического и каталитического крекинга.Thermal and catalytic cracking devices are widely known from the prior art.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является реактор, описанный в устройстве для электромагнитной обработки топлива двигателей внутреннего сгорания, содержащем диэлектрический цилиндрический корпус, крышки которого на его концах снабжены диэлектрическими входным и выходным фитингами; источник магнитного поля в виде пары обращенных одноименными полюсами друг к другу магнитов, размещенных в двух цилиндрических фланцах, которые со стороны магнитов связаны друг с другом через диэлектрическую профилированную прокладку с центростремительными вырезами, при этом в центре одного из магнитов выполнено отверстие для вывода топлива, а один из фланцев связан с входным фитингом; топливную магистральную цилиндрическую трубу, установленную внутри корпуса вдоль его оси, которая с одной стороны связана с выходным фитингом, а с другой стороны с фланцем, в котором размещен магнит с отверстием, причем труба содержит оболочку в виде обмотки из двух наложенных друг на друга лент, при этом первая лента выполнена из гибкого изолирующего материала, а вторая из металла; источник электрического поля, который выполнен в виде ассиметричного конденсатора, одним из электродов которого являются топливная магистральная цилиндрическая труба и цилиндрические фланцы, а другим металлическая лента, при этом металлическая лента через генератор импульсов тока связана с электрическим герметичным разъемом для подключения источника электропитания. (Евразийский патент на изобретение №035654, опубл.: 2020.07.22, МПК F02M 27/04)Closest to the claimed invention is a reactor described in a device for electromagnetic processing of fuel for internal combustion engines, containing a dielectric cylindrical body, the covers of which at its ends are provided with dielectric input and output fittings; magnetic field source in the form of a pair of magnets facing the same poles to each other, located in two cylindrical flanges, which are connected to each other from the side of the magnets through a dielectric profiled gasket with centripetal cutouts, while in the center of one of the magnets there is a hole for fuel output, and one of the flanges is connected to the inlet fitting; fuel main cylindrical pipe installed inside the body along its axis, which on the one hand is connected with the outlet fitting, and on the other hand with a flange in which a magnet with a hole is placed, and the pipe contains a shell in the form of a winding of two tapes superimposed on each other, wherein the first tape is made of flexible insulating material, and the second of metal; an electric field source, which is made in the form of an asymmetric capacitor, one of the electrodes of which is a fuel main cylindrical pipe and cylindrical flanges, and the other is a metal tape, while the metal tape is connected through a current pulse generator to an electrical sealed connector for connecting a power supply. (Eurasian patent for invention No. 035654, published: 2020.07.22, IPC F02M 27/04)

Недостатком известного решения является то, что предложенная конструкция обладает невысокой эффективностью из-за отсутствия решения, сохраняющего центростремительное вращение на всю длину реактора, а также из-за электрических импульсов только одного параметра.The disadvantage of the known solution is that the proposed design has low efficiency due to the lack of a solution that maintains centripetal rotation over the entire length of the reactor, and also due to electrical impulses of only one parameter.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание реактора нетермического крекинга, обеспечивающего нетермический (без нагрева среды) крекинг.The task to be solved by the claimed technical solution is the creation of a non-thermal cracking reactor that provides non-thermal (without heating the medium) cracking.

Технический результат заключается в формировании центростремительного движения рабочей среды на всем протяжении части центрального токопроводящего элемента большого и малого диаметров.The technical result consists in the formation of a centripetal movement of the working medium throughout the part of the central conductive element of large and small diameters.

Технический результат достигается тем, что реактор нетермического крекинга, содержащий диэлектрический корпус, внутри залитый диэлектрическим компаудом, источник магнитного поля в виде обращенных одноименными полюсами друг к другу магнитов, содержит центральную токопроводящую часть проходнго конденсатора, причем центральный токопроводящий элемент выполнен в виде трубы переменного сечения, а второй токопроводящий элемент выполнен в виде металлической ленты, которая намотана на центральный токопроводящий элемент через диэлектрик, кроме того, вход и выход центрального токопроводящего элемента снабжены диэлектрическими соединительными элементами, которые соединены байпасом, при этом, в противоположных концах части центрального токопроводящего элемента большего диаметра установлены магниты, обращенные друг к другу одноименными полюсами, а между магнитами размещен профилированный элемент, при этом, в центре магнита со стороны части центрального токопроводящего элемента меньшего диаметра выполнено отверстие для вывода, а внутри части центрального токопроводящего элемента меньшего диаметра размещен спиральный навитый элемент из немагнитного материала, кроме того, корпус, центральный токопроводящий элемент и второй токопроводящий элемент образуют коаксиальную конструкцию, находящуюся внутри продольно ориентированного магнитного поля.The technical result is achieved by the fact that the non-thermal cracking reactor, containing a dielectric housing, inside filled with a dielectric compound, a magnetic field source in the form of magnets facing the same poles to each other, contains a central conductive part of the through capacitor, and the central conductive element is made in the form of a pipe of variable cross section, and the second conductive element is made in the form of a metal tape, which is wound on the central conductive element through a dielectric, in addition, the input and output of the central conductive element are provided with dielectric connecting elements, which are connected by a bypass, while, at the opposite ends of a part of the central conductive element of a larger diameter, magnets facing each other with the same poles, and a profiled element is placed between the magnets, while in the center of the magnet from the side of a part of the central conductive element of a smaller diameter a hole for the output is made, and inside the part of the central current-carrying element of smaller diameter there is a spiral wound element made of non-magnetic material, in addition, the housing, the central current-carrying element and the second current-carrying element form a coaxial structure located inside the longitudinally oriented magnetic field.

Конструкция заявляемого технического решения показана на чертеже, где схематично изображен реактор нетермического крекинга.The design of the proposed technical solution is shown in the drawing, which schematically shows the non-thermal cracking reactor.

Заявляемое техническое решение может быть реализовано в конструкции реактора нетермического крекинга, включающего корпус 1, крышки 2, соединительные элементы 3, магниты 4, центральный токопроводящий элемент 5, второй токопроводящий элемент 6, диэлектрик 7, байпас 8 (показан схематично), часть центрального токопроводящего элемента большего диаметра 9, профилированный элемент 10 (показан схематично без отверстий), отверстие для вывода 11, спиральный навитый элемент 12, часть центрального токопроводящего элемента меньшего диаметра 13,компаунд диэлектрический 14, внутренний блок питания 15, электрический разъем 16.The claimed technical solution can be implemented in the design of a non-thermal cracking reactor, including a body 1, covers 2, connecting elements 3, magnets 4, a central conductive element 5, a second conductive element 6, a dielectric 7, a bypass 8 (shown schematically), part of the central conductive element larger diameter 9, profiled element 10 (shown schematically without holes), output hole 11, spiral wound element 12, part of the central conductive element of smaller diameter 13, dielectric compound 14, internal power supply 15, electrical connector 16.

Реактор нетермического крекинга устроен и функционирует следующим образом.The non-thermal cracking reactor is designed and operates as follows.

Проходной конденсатор содержит центральный токопроводящий элемент 5, который выполнен в виде трубы переменного сечения. При этом труба переменного сечения может быть выполнена из нескольких элементов, которые соединены между собой при помощи резьбового соединения или сваркой или иным другим способом, известным из уровня техники. Второй токопроводящий элемент 6 выполнен в виде металлической ленты, которая намотана на центральный токопроводящий элемент 5 через диэлектрик 7. Вход и выход центрального токопроводящего элемента 5 снабжены диэлектрическими соединительными элементами 3 (например, выполненным в виде фитингов). Соединительные элементы 3 соединены байпасом 8, например, с трехходовыми кранами. На противоположных концах части центрального токопроводящего элемента большего диаметра 9 установлены магниты 4, обращенные друг к другу одноименными полюсами. Между магнитами 4 размещен профилированный элемент 10. Профилированный элемент 10 имеет профиль, образованный вырезами, задающими центростремительное ускоренное движение среды от края к центру магнитов 4. В центре магнита 4 со стороны части центрального токопроводящего элемента меньшего диаметра 13 выполнено отверстие для вывода 11. Внутри части центрального токопроводящего элемента меньшего диаметра 13 размещен спиральный навитый элемент 12 из немагнитного материала (например, из металлической немагнитной проволоки). Корпус 1 выполнен из диэлектрического материала, при этом, корпус 1 имеет смысл выполнять из ударопрочного материала. Корпус 1, внутри залитый диэлектрическим компаудом 14, центральный токопроводящий элемент 5 и второй токопроводящий элемент 6 образуют коаксиальную конструкцию.The through capacitor contains a central conductive element 5, which is made in the form of a pipe of variable cross section. In this case, a pipe of variable cross section can be made of several elements that are interconnected by means of a threaded connection or by welding or in another other way known from the prior art. The second conductive element 6 is made in the form of a metal tape, which is wound on the central conductive element 5 through the dielectric 7. The input and output of the central conductive element 5 are provided with dielectric connecting elements 3 (for example, made in the form of fittings). The connecting elements 3 are connected by a bypass 8, for example, with three-way valves. At the opposite ends of the part of the central current-carrying element of a larger diameter 9, magnets 4 are installed, facing each other with the same poles. A profiled element 10 is placed between the magnets 4. The profiled element 10 has a profile formed by cutouts that define the centripetal accelerated movement of the medium from the edge to the center of the magnets 4. In the center of the magnet 4, on the side of the part of the central conductive element of smaller diameter 13, there is a hole for the output 11. Inside the part the central conductive element of smaller diameter 13 is placed a spiral wound element 12 of a non-magnetic material (for example, a non-magnetic metal wire). The housing 1 is made of a dielectric material, while the housing 1 makes sense to be made of a shock-resistant material. Housing 1, filled with a dielectric compound 14, the central conductive element 5 and the second conductive element 6 form a coaxial structure.

Центральный токопроводящий элемент 5 и второй токопроводящий элемент 6 заключены в диэлектрический корпус 1, который может иметь крышки 2. Жидкость или газ подаются в центральный токопроводящий элемент 5. Посредством профилированного элемента 10 жидкость или газ получают центростремительное ускоренное движение от края к центру магнитов 4 и через отверстие для вывода 11 поступают в часть центрального токопроводящего элемента меньшего диаметра 13. При помощи спирального навитого элемента 12 сохраняется спиральное центростремительное движение вплоть до выхода из центрального токопроводящего элемента 5. При этом в рабочей среде формируется зона повышенного давления и зона разряжения в центральной части центрального токопроводящего элемента 5, что является ключевым фактором, оказывающим каталитическое воздействие на среду на границе зон разного давления действие для обеспечения высоких показателей работы предлагаемого технического решения.The central conductive element 5 and the second conductive element 6 are enclosed in a dielectric housing 1, which may have covers 2. Liquid or gas is supplied to the central conductive element 5. Through the profiled element 10, the liquid or gas receives a centripetal accelerated movement from the edge to the center of the magnets 4 and through the hole for the output 11 enters the part of the central current-carrying element of smaller diameter 13. With the help of the spiral wound element 12, the spiral centripetal movement is maintained up to the exit from the central current-carrying element 5. In this case, a high-pressure zone and a rarefaction zone are formed in the working medium in the central part of the central conductive element 5, which is a key factor that has a catalytic effect on the medium at the boundary of zones of different pressure action to ensure high performance of the proposed technical solution.

На реактор подается электропитание двумя блоками, один из которых задает частоту и скважность электрических импульсов, а другой осуществляет усиление и формирование формы импульса для питания проходного конденсатора.The reactor is powered by two blocks, one of which sets the frequency and duty cycle of electrical pulses, and the other provides amplification and shaping of the pulse shape to power the feedthrough capacitor.

В качестве источника магнитного поля могут применены редкоземельные магниты либо электромагниты. Для контроля работы устройства на внешней стороне корпуса 1 может устанавливаться светоцветовая индикация.Rare-earth magnets or electromagnets can be used as a source of the magnetic field. To control the operation of the device on the outer side of the housing 1 can be installed light-color indication.

Таким образом, в предлагаемом устройстве, например, углеводородное топливо подвергается обработке под влиянием избыточного давления по краю центростремительной зоны и зоны разряжения (низкого давления)в центре, находясь при этом зоне действия магнитного и модулированного электрического полей дающих необходимую энергию для процесса, что приводит к радикально-цепному механизму с разрывом связей С-С в молекулах парафиновых, нафтеновых, алкилароматических и высококипящих непредельных углеводородов нефтяного сырья и связи С-Н в низкомолекулярных парафиновых и других углеводородах, что приводит к достижению заявляемого технического результата.Thus, in the proposed device, for example, hydrocarbon fuel is processed under the influence of excess pressure along the edge of the centripetal zone and the zone of rarefaction (low pressure) in the center, while being in the zone of action of magnetic and modulated electric fields that provide the necessary energy for the process, which leads to a radical chain mechanism with breaking C-C bonds in the molecules of paraffinic, naphthenic, alkylaromatic and high-boiling unsaturated hydrocarbons of petroleum feedstock and C-H bonds in low molecular weight paraffinic and other hydrocarbons, which leads to the achievement of the claimed technical result.

Claims

A non-thermal cracking reactor containing a dielectric housing filled with a dielectric compound inside, a magnetic field source in the form of magnets facing the same poles to each other, characterized in that it contains a through capacitor, the central conductive element is made in the form of a pipe of variable cross section, and the second conductive element is made in the form of a metal tape, which is wound on the central conductive element through a dielectric, in addition, the input and output of the central conductive element are equipped with dielectric connecting elements, which are connected by a bypass, while at the opposite ends of a part of the central conductive element of a larger diameter, magnets are installed facing each other poles of the same name, and a profiled element is placed between the magnets, while in the center of the magnet, on the side of a part of the central conductive element of a smaller diameter, a hole for the output is made, and inside the part of the central the conductive element of smaller diameter contains a spiral wound element made of non-magnetic material, in addition, the housing, the central conductive element and the second conductive element form a coaxial structure located inside the longitudinally oriented magnetic field.