Процесс изменения вязкости сырой нефти. Сырая нефть вязкость


Вязкость - сырая нефть - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Вязкость - сырая нефть

Cтраница 1

Вязкость сырой нефти или нефтепродукта зависит от температуры. С повышением температуры вязкость уменьшается и, наоборот, с понижением увеличивается. Эта зависимость обычно сказывается тем резче, чем с более вязкой жидкостью приходится иметь дело. Например, нефть 6 ( рис. 26) в интервале температур, представляющих практический интерес при расчете нефтепровода, имеет весьма пологую кривую вязкости, тогда как кривая вязкости нефти 1 крутая.  [1]

Вязкость сырой нефти или нефтепродукта, так же как любой другой жидкости, непосредственно зависит от температуры. С повышелием температуры вязкость уменьшается и, наоборот, с понижением-увеличивается. Эта зависимость обычно сказывается тем резче, чем с более вязкой жидкостью приходится иметь дело.  [2]

Вязкость сырой нефти при отсутствии смол может быть легко определена графически экстраполяцией кривой, вязкость - процентное содержание смол до вертикальной оси. Коэффициент а характеризует увеличение вязкости при росте содержания смол от нуля до одного процента. С увеличением процентного содержания смол наблюдается менее интенсивный рост вязкости.  [3]

Вязкость сырой нефти ( т.е. нефти, содержащей капельки воды) зависит от многих факторов: количества воды, содержащейся в нефти; температуры, при которой получена эмульсия; присутствия механических примесей ( особенно сульфида железа FeS) и рН воды. Причем, дисперсность и содержание воды в эмульсии в процессе сбора продукции непрерывно изменяются.  [5]

Определить вязкость сырых нефтей в пластовых условиях сравнительно с вязкостью воды в тех же условиях.  [6]

Объяснить, как меняется вязкость сырых нефтей с изменением давления выше и ниже точки насыщения.  [7]

Присутствие значительных количеств воды с растворенными солями существенно увеличивает вязкость сырой нефти, что повышает расход энергии при ее перекачивании. Эти примеси также служат причиной коррозии.  [8]

Опыт работ показал, что нефть, содержащая 1 - 2 % асфальтита, имея вязкость, практически равную вязкости сырой нефти, обладала вполне приемлемой песконесущей способностью и обеспечивала ввод в трещины достаточного количества песка при его высоких концентрациях и обычных темпах закачки.  [9]

Изменение вязкости с давлением выше точки парообразования газонасыщенных сырых нефтей составляет величину того же самого порядка. Все исследования по вязкости сырых нефтей, газонасыщенных или при точке парообразования, проделанные до сих пор, показывают, что влияние растворенного газа при высоких давлениях более чем уравновешивает рост вязкости, обусловленный изменением давления ( фиг.  [10]

Внутрипластовое горение, или сгорание на месте добычи нефти, является дорогостоящим методом термического извлечения нефти, при котором большие количества воздуха или кислородосодержащего газа нагнетаются в продуктивный пласт, а часть сырой нефти поджигается. Тепло от огня уменьшает вязкость тяжелой сырой нефти, облегчая ее протекание по пласту. Горячие газы, возникающие в результате горения, увеличивают давление в продуктивном пласте и создают узкий горящий фронт, который проталкивает более маловязкую сырую нефть к добывающей скважине. Более тяжелые сырые нефти остаются в пласте, обеспечивая дополнительное топливо по мере медленного продвижения фронта пламени вперед. За процессом горения ведется внимательное наблюдение, и он контролируется посредством регулирования нагнетаемого воздуха или газа.  [11]

Дебиты, выраженные кривыми на фиг. Сравнение первого и второго рядов таблицы вновь указывает на непосредственное влияние изменений вязкости сырой нефти на нефтеотдачу, аналогичное указанному в табл. 12, но для большей общей растворимости газа и усадки нефти.  [12]

Чем выше вязкость жидкости, тем медленнее она течен, и наоборот. Вязкость сырых нефтей изменяется в значительных пределах. Например, легкие нефти очень подвижные, а тяжелые - очень вязкие и иногда переходят в полутвердые вещества.  [13]

Процессы образования парафиновых отложений в нефтепромысловом оборудовании тесно связаны с физическими свойствами нефти. Образование парафиновых отложений в подъемных трубах, наземных трубопроводах зависит не только от состава сырой нефти и физико-химических свойств поверхностей, где откладывается парафиновая масса, но и от гидравлики потока. В связи с этим, очевидно, вязкость является основной характеристикой нефти. Вязкость сырой нефти зависит от состава нефти. При этом на величину ее влияют такие компоненты, как парафин, смолы, асфальтены. Поэтому, естественно, возникла необходимость оценить влияние этих компонентов на численное значение вязкости и на характер ее изменения от температуры.  [14]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Вязкость - сырая нефть - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Вязкость - сырая нефть

Cтраница 2

В топливной системе парогенератора VS - 90F - 2 ( рис. 37) раопыливание топлива осуществляется ротационной форсункой. Зажигание и процесс горения Осуществляются автоматически. Количество подаваемого топлива, воздуха и питательной воды контролируется системой автоматического регулирования и защиты. Для понижения вязкости сырой нефти до необходимой величины установлен электрический нагреватель топлива. Температура сырой нефти с помощью терморегулятора поддерживается постоянной.  [16]

После оторочки пресной воды в скважину целесообразно закачивать сырую нефть или керосин из расчета также 1 м3 на 1 м мощности. Сырую нефть или керосин можно закачивать и без оторочки пресной воды в случае, если пластовая вода мало содержит солей. Сырая нефть может применяться, если основная причина уменьшения продуктивности пласта заключается в блокировании его водой. Керосин используется для того, чтобы снизить вязкость сырой нефти или эмульсии и таким образом улучшить условия притока жидкостей в скважину при вводе ее в эксплуатацию. Нефть и керосин, нагнетаемые в скважину, будут оттеснять подвижную воду от забоя скважины.  [17]

При рассмотрении динамического поведения газа и нефти в нефтеносных породах необходимо учитывать важную роль вязкости жидкости. Вязкость зависит от давления, температуры, состава и фазы системы и должна поэтому рассматриваться, как и термодинамические свойства углеводородных смесей, с эмпирической точки зрения. Для количественных целей необходимо проводить измерения в каждом конкретном случае. Для оценки вязкости, когда специальных измерений осуществить нельзя, в настоящее время имеется достаточно данных. Вязкости углеводородных газов при атмосферном давлении обычно ниже вязко-стей других газов или паров, за исключением водорода. Они увеличиваются с ростом температуры и уменьшением молекулярного веса ( фиг. При высоких давлениях изменения вязкости с температурой и молекулярным весом становятся обратно пропорциональны и показывают изменения, характерные для углеводородной, а также других жидкостей ( фиг. В интервале температур от 15 5 до 143 4 С вязкость сырых нефтей при атмосферном давлении может меняться в 50 раз ( фиг. Эта степень изменения обычно сокращается по мере уменьшения вязкости при 15 5 С. При атмосферном давлении вязкость свободной от газа жидкости при постоянной температуре уменьшается монотонно с ростом плотности сырой нефти ( фиг. Одно давление при возрастании на 69 ат повышает вязкость сырых нефтей на 10 - 20 % ( фиг.  [18]

При рассмотрении динамического поведения газа и нефти в нефтеносных породах необходимо учитывать важную роль вязкости жидкости. Вязкость зависит от давления, температуры, состава и фазы системы и должна поэтому рассматриваться, как и термодинамические свойства углеводородных смесей, с эмпирической точки зрения. Для количественных целей необходимо проводить измерения в каждом конкретном случае. Для оценки вязкости, когда специальных измерений осуществить нельзя, в настоящее время имеется достаточно данных. Вязкости углеводородных газов при атмосферном давлении обычно ниже вязко-стей других газов или паров, за исключением водорода. Они увеличиваются с ростом температуры и уменьшением молекулярного веса ( фиг. При высоких давлениях изменения вязкости с температурой и молекулярным весом станозятся обратно пропорциональны и Показывают изменения, характерные для углеводородной, а также других жидкостей ( фиг. В интервале температур от 15 5 до 143 4 С вязкость сырых нефтей при атмосферном давлении может меняться в 50 раз ( фиг. Эта степень изменения обычно сокращается по мере уменьшения вязкости при 15 5 С. При атмосферном давлении вязкость свободной от газа жидкости при постоянной температуре уменьшается монотонно с ростом плотности сырой нефти ( фиг. Одно давление при возрастании на 69 ат повышает вязкость сырых нефтей на 10 - 20 % ( фиг.  [19]

При рассмотрении динамического поведения газа и нефти в нефтеносных породах необходимо учитывать важную роль вязкости жидкости. Вязкость зависит от давления, температуры, состава и фазы системы и должна поэтому рассматриваться, как и термодинамические свойства углеводородных смесей, с эмпирической точки зрения. Для количественных целей необходимо проводить измерения в каждом конкретном случае. Для оценки вязкости, когда специальных измерений осуществить нельзя, в настоящее время имеется достаточно данных. Вязкости углеводородных газов при атмосферном давлении обычно ниже вязко-стей других газов или паров, за исключением водорода. Они увеличиваются с ростом температуры и уменьшением молекулярного веса ( фиг. При высоких давлениях изменения вязкости с температурой и молекулярным весом становятся обратно пропорциональны и показывают изменения, характерные для углеводородной, а также других жидкостей ( фиг. В интервале температур от 15 5 до 143 4 С вязкость сырых нефтей при атмосферном давлении может меняться в 50 раз ( фиг. Эта степень изменения обычно сокращается по мере уменьшения вязкости при 15 5 С. При атмосферном давлении вязкость свободной от газа жидкости при постоянной температуре уменьшается монотонно с ростом плотности сырой нефти ( фиг. Одно давление при возрастании на 69 ат повышает вязкость сырых нефтей на 10 - 20 % ( фиг.  [20]

При рассмотрении динамического поведения газа и нефти в нефтеносных породах необходимо учитывать важную роль вязкости жидкости. Вязкость зависит от давления, температуры, состава и фазы системы и должна поэтому рассматриваться, как и термодинамические свойства углеводородных смесей, с эмпирической точки зрения. Для количественных целей необходимо проводить измерения в каждом конкретном случае. Для оценки вязкости, когда специальных измерений осуществить нельзя, в настоящее время имеется достаточно данных. Вязкости углеводородных газов при атмосферном давлении обычно ниже вязко-стей других газов или паров, за исключением водорода. Они увеличиваются с ростом температуры и уменьшением молекулярного веса ( фиг. При высоких давлениях изменения вязкости с температурой и молекулярным весом станозятся обратно пропорциональны и Показывают изменения, характерные для углеводородной, а также других жидкостей ( фиг. В интервале температур от 15 5 до 143 4 С вязкость сырых нефтей при атмосферном давлении может меняться в 50 раз ( фиг. Эта степень изменения обычно сокращается по мере уменьшения вязкости при 15 5 С. При атмосферном давлении вязкость свободной от газа жидкости при постоянной температуре уменьшается монотонно с ростом плотности сырой нефти ( фиг. Одно давление при возрастании на 69 ат повышает вязкость сырых нефтей на 10 - 20 % ( фиг.  [21]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Процесс изменения вязкости сырой нефти

Изобретение относится к смеси для изменения вязкости сырой нефти, включающей следующие компоненты: а) допамин, полученный из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева; b) растительное масло и/или жирные кислоты; с) соединения металлов, выбранные из оксида титана, оксида железа и ортованадата натрия; и d) ионы, такие как ионы магния или кальция. Изобретение также касается способа изменения вязкости сырой нефти и применения смеси для изменения вязкости сырой нефти. Технический результат - использование допамина, при соединении с другими веществами позволяет изменять текучесть нефти. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 пр.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к смесям, полученным из допамина и сока, выжатого из любой части бананового дерева. Это изобретение было разработано и может быть использовано для решения многих задач, например для изменения вязкости сырой нефти путем изменения ее химических и физических свойств, а также для получения энергии и растворения металлов и их соединений.

Сок, полученный выжиманием из любой части бананового дерева, содержащий допамин, действует как сверхсильная кислота. Указанное свойство, выявленное в процессе экспериментальной работы, положено в основу создания настоящего изобретения, поскольку это свойство позволяет осуществлять гидрирование или химическое восстановление субстратов посредством воздействия активных металлов или их гидридов, а также окисление органических соединений посредством механизмов, которые еще недостаточно исследованы и изучение которых в настоящее время продолжается.

Уровень техники

Большое количество мировых запасов нефти составляет тяжелая нефть, которая распространена по всей планете, на поверхности в виде битумных песков, а также на глубине.

Классификация сырой нефти на "тяжелую" и "легкую" основывается на значении ее плотности и на величине параметра, называемого градусом API (American Petroleum Institute), который рассчитывают на основании значения плотности.

Этот параметр позволяет классифицировать нефть, имеющую плотность 5-16 градусов API, как тяжелую и вязкую, а сырую нефть, имеющую плотность 30-50 градусов API, как легкую.

Термин "улучшение сырой нефти" относится к процессам получения легкой нефти из запасов тяжелой нефти. Данный термин используется в патенте US 6,852,215 для описания процесса конверсии нефти с высоким значением API в нефть с низким API без изменения любых других свойств или их пределов.

Сырая нефть из Эквадора является нефтью с низким API, как, например, нефть, найденная ниже нулевой широты в Пунгараюку (5° API), или легкой нефтью с высоким API около 42° в северной части страны.

В вышеуказанном патенте США описано несколько способов улучшения нефти, используемых в нефтяной промышленности, включая эмульсификацию и нагревание сырой нефти с водяным паром при различных температурах и давлении. В указанном патенте описаны также ограничения, накладываемые на применение различных процессов, такие как стоимость и разложение сырья, а также трудности при разделении сырья и соединений, используемых в обработке перед фракционированием.

Влияние высокой и низкой температуры имеет очень важное значение для процесса облагораживания нефти, т.к. температура усиливает протекание нежелательных реакций, таких как крекинг и коксование и.т.д. Кроме того, высокая температура вызывает разложение определенных ценных компонентов. По этой причине возникает необходимость подавления нежелательных реакций, чтобы сохранить первоначальный состав улучшенной нефти. Вследствие указанных нежелательных эффектов необходимо проводить процесс улучшения при как можно более низкой температуре или даже при температуре внешней среды, как предлагается в настоящей заявке, чтобы контролировать селективность и конечный выход проходящих реакций.

В отношении переработки сырой нефти патент US 4,722,395 описывает способ окисления сырой нефти при высоких и низких температурах в диапазоне от 250 до 600°F. Согласно указанному патенту при низкой температуре наблюдается низкая текучесть вследствие увеличения вязкости. Настоящее изобретение, в свою очередь, относится к окислению сырой нефти при температуре окружающей среды.

Патент US 5,021,607 описывает окисление насыщенных углеводородов с помощью смесей, содержащих оксид титана, оксид кремния и оксид щелочного металла, органическое основание, содержащее азот и воду, а также пероксид водорода в качестве предпочтительного окислителя при температурах, намного превышающих комнатную. В изобретении, описанном в настоящей заявке, применение окисляющей смеси и катализатора согласно разработанному процессу позволяет проводить процесс при температуре окружающей среды и атмосферном давлении.

При растворении парафиновой и нафтеновой сырой нефти с использованием линейного или ароматического растворителя эффективность процесса определяется характеристиками сырой нефти. С другой стороны, когда растворяемая сырая нефть богата ароматическими химическими соединениями, использование растворителей ограничено из-за их карциногенности, высокой летучести и низкой температуры возгорания. С другой стороны, согласно настоящему изобретению в качестве растворителя предлагается использование биодеградируемой жидкости, которая не вызывает вышеуказанных проблем.

Патент US 5,547,563 предлагает способ улучшения сырой нефти с использованием звуковых вибраций, терпена (лимонена), жирной кислоты и соснового масла при низкой температуре и давлении. В указанном документе сообщается, что при применении вышеуказанного способа наблюдается резкое повышение содержания легких фракций после перегонки, и хотя механизм этого явления неизвестен, тем не менее, это может объясняться разрушением молекулярных связей между длинными алифатическими цепями. Утверждается, что указанное разрушение может также происходить в алифатических цепях циклических и ароматических колец, что приводит в обоих случаях к короткоцепочечным компонентам.

В описанном здесь изобретении один из компонентов перегонки также представляет собой органическое вещество.

Превращение углеводородов, происходящее в результате процесса гидрирования и окисления, согласно литературным источникам происходит благодаря кислотному катализу.

В данном контексте в патенте US 6,359,179 указывается, что карбонилирование парафинов в присутствии твердого катализатора с образованием промежуточных карбокатионных соединений происходит благодаря действию так называемых сверхкислот и что реакции происходят, когда окисленный насыщенный углеводород обрабатывается таким образом. В US 6,359,179 говорится о том, что в этом случае твердые вещества могут быть легко отделены от реакционной смеси и могут быть снова использованы с некоторыми ограничениями по времени, в то время как этого невозможно достичь при использовании жидких катализаторов.

Согласно настоящему изобретению жидкие смеси не требуют разделения, но при необходимости их удаления это может быть достигнуто с использованием небольшого количества энергии.

Краткое описание изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и соединения допамина, раздельно либо совместно, в твердой либо жидкой фазах, к которым добавлены соединения кремния, магния, бора или фтора, совместно либо по отдельности, в любых пропорциях для вызывания подвижности ионов гидроксония. К указанной смеси могут быть добавлены соединения Li, Zn и Sn или соединения любого другого металла для переноса ионов гидроксония. Также к указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева, причем указанное окисление может быть осуществлено с помощью любого способа или при любой степени превращения, в особенности, если указанное окисление достигается добавлением пероксида водорода (h3O2), барботированием воздуха или кислорода. К указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и смесь соединений допамина или сок, полученный из любой части бананового дерева, содержащие отдельную смесь или комбинацию допамина или соединений допамина или сока, полученного из любой части бананового дерева, остающихся в жидкой фазе или твердой фазе, к которым добавлены металлы, соединения углерода или соединения азота и воздух либо газы, такие как кислород и водород. Согласно другому аспекту настоящего изобретения смесь сока, полученного из любой части бананового дерева, смеси допамина и соединений допамина приготовлена в различных пропорциях. Согласно другому аспекту настоящего изобретения указанная смесь характеризуется насыщением по двойной связи в процессе гидрогенерирования или восстановления субстратов и/или протонирования.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для гидрогенирования углеводородов и нефти. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеуказанной смеси для получения газообразного или расстворенного водорода, применяемого в водородном топливе посредством восстановления металлов, протонирования субстратов, электрического тока, электродов или засчет любых других средств. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для получения электрической энергии. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси в способах разделения, экстракции или очистки металлов, основанные на восстановлении вышеуказанных металлов. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для ускорения разложения сырой нефти любого вида с любым значением API в условиях внешней среды, пролитой на почву. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для захвата азота, содержащегося в воздухе, или для захвата азотсодержащих соединений, содержащихся как в твердой, так и в жидкой фазах.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже представлена химическая формула допамина:

Номенклатурное название допамина - 4-(2 аминоэтил)бензол-1,2 диол. Допамин - член семейства катехоламинов, имеющий следующую структурную формулу:

Рядом научных центров сообщается, что содержание допамина в кожуре бананов составляет 80-560 мг. Известно, что допамин играет значительную роль в реакциях окисления: в некоторых случаях он является оксидантом (окислителем), а в других случаях - антиоксидантом. Известно также, что это поведение зависит от присутствия определенных циклических углеродных компонентов, определенных ионов или полярных соединений.

Сок, выжатый из любых частей бананового дерева из семейства Musaceae, - это жидкость сложного состава, содержащая в основном воду, фосфаты, калий, хинин, лигнин, смолы и допамин. В зависимости от технологии, применяемой для получения сока, сок может быть получен из стебля растения или из псевдостебля в виде водянистой жидкости, равноценной примерно 50% исходного веса растения; точное соотношение зависит от того, какая часть растения была использована. Эта жидкость содержит К, Na, Mn, Ca, Mg, Zn у Cu в разных соотношениях.

Как только все остатки целлюлозы отделены, цвет жидкости зависит от типа бананового дерева. После фильтрации жидкость изначально является однородной, однако, по прошествии 15 дней хранения она преобретает светло-коричневый воскоподобный полупрозрачный цвет и содержит в основном воду, смолы и соли.

При смешении 2 см3 водного раствора 40 г/л гидрохлорида допамина с 500 см3 эквадорской сырой нефти с API 16° в присутствии двухвалентных ионов, таких как магний и кальций, при рН 4-4,5 наблюдается значительное повышение текучести сырой нефти, вероятно благодаря окислительному эффекту полностью не объясненному до настоящего времени.

Что касается указанного окислительного эффекта, известно что реакции окисления-восстановления органических химических соединений в общем протекают с образованием свободных радикалов и переносом электронов в присутствии ионов металлов. Кроме того, прямое восстановление карбокатионов наблюдается в присутствии хлорида ванадия(II). Изобретатель предполагает, что в процессе автоокисления первый этап приводит к образованию гипероксидов, которые продолжают реагировать, пока в субстрате присутствуют ненасыщенные молекулы, и что некоторые алкены подвергаются автоокислению, когда RO2 радикалы присоединяются к двойным связям.

При взаимодействии сока, полученного из любых частей бананового дерева, с углеродосодержащими соединениями, например с сырой нефтью, указанные соединения окисляются, находясь в жидкой фазе, при температуре внешней среды и атмосферном давлении (условия в городе Кито - 545 мм Hg и 17°С). Окисление происходит, если в смеси, полученной ранее по способам, включающим использование сока, полученного из любой части бананового дерева, присутствуют металлы, такие как ванадий, титан и никель. Окислительный эффект может быть усилен использованием пероксида водорода.

Эффект, подобный эффекту, достигнутому путем использования сока, полученного из любой части бананового дерева, может быть получен при использовании гидрохлорида допамина вместе с пероксидом водорода.

Протонирование, которое происходит, когда сок, полученный из любой части бананового дерева, взаимодействует с эквадорской сырой нефтью, может быть частично объяснено присутствием хинонов в соке, полученном из любой части бананового дерева. Курсанов с соавторами (1985) дает следующее объяснение этим фактам, которое является вероятным, если предположить, что хиноны обеспечивают дегидрирование органических соединений в присутствии фосфорной кислоты с образованием стабильного карбений-иона.

В приведенных выше уравнениях Е - электрофильный агент, А - продукт дегидрирования и [АН]+ - это ион, который может быть очень стабильным.

В случае с сырой нефтью имеет место обратная реакция за счет наличия ванадия и никеля, изначально присутствующих в сырье. Дополнительно к этому эффекту улучшается передача гидрида, хотя и незначительно, если цинк или олово также присутствуют в сырье. В этом отношении данное поведение может быть объяснено гипотезой каталитического гидрирования (Kursanov et. al.(1985)), которое должно происходить в 4 этапа:

1. Протонирование субстрата (олефина) с образованием карбений-иона, как показано ниже:

2. Активирование водорода с образованием гидридной формы носителя, как показано ниже:

3. Перенос иона водорода от восстановленной формы катализатора к карбений-иону, как показано ниже:

4. Регенерация катализатора

Помимо источников энергии, углеводороды являются исходным сырьем в производстве химических веществ, в чем накоплен огромный запас знаний. Эти знания находят себя во многих применениях, подавляющее большинство которых основано на закислении реактивных смесей или на контакте с кислотными активными центрами.

В то время как использование фтороводородной и серной кислот не приветствуется по причине загрязнения окружающей среды, продвигается использование твердых катализаторов, в особенности кристаллических алюмосиликатов (цеолитов).

Некоторые эксперименты, проведенные в процессе разработки этого изобретения, были направлены на подтверждение окислительной силы сока, полученного из любой части бананового дерева. В связи с этим были проведены лабораторные тесты для проверки окислительного потенциала сока, полученного из любой части бананового дерева.

В одном из экспериментов получали смесь, содержащую 100 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева, и 5 мг хлорида железа (III) в 250 см3 герметичной колбе. Через минуту по звуку воздуха, входящего в колбу, подтверждали образование вакуума в колбе. Измеренное значение вакуума было ниже предполагаемого в случае, если бы потреблялся только кислород. Это подтверждало потребление дополнительного газа в процессе этой реакции.

Подобные эксперименты, проведенные с добавлением ванадия, никеля, меди и платины, давали похожие результаты.

Сплавы серебра и меди или золота и меди погружали в раствор пероксида водорода и сока, полученного из любой части бананового дерева, при комнатной температуре и атмосферном давлении. Растворение сплавов и присутствие протонов удавалось подтвердить в обоих случаях прямым измерением электрического тока, используемого для прохождения электрохимической реакции

В обоих случаях измеренные значения тока увеличивались, когда один из указанных двух сплавов использовался в качестве одного из электродов в электрохимической ячейке, тогда как другими электродами были цинковый или графитовый.

Медленное окисление органических и неорганических компонентов в открытой посуде без перемешивания при 18°С и атмосферном давлении, особенно усиленное соединениями железа, предположительно способствовало высвобождению протонов в воду. Это позволяло наблюдать различные значения электрического тока и напряжения в течение времени. В конце эксперимента были зарегестрированы ток в 22 мА, напряжение в 1 В с использованием медного и цинкового электродов с площадью поверхности в 1 см2.

рН сока, полученного из любой части бананового дерева, близко к значению рН в других овощных и фруктовых соках (4, 5). Тем не менее, если сок, полученный из любой части бананового дерева, подкислен пероксидом водорода (примерно 1 капля на 20 см3 сока), зарегистрированное с помощью цифрового тестера значение тока составляет 15 мА вследствие высвобождения протонов и уменьшается со временем.

При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с линейными растворителями, такими как керосин или бензин, могут образовываться две фазы - водная и маслянистая. При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с топливной нефтью марки № 6 (бункер) или с дизельным топливом при комнатной температуре и давлении в присутствии металлов, кажущаяся вязкость смеси изменяется, при этом с течением времени образуются кластеры, которые постепенно затвердевают.

При смешении легкой или тяжелой сырой нефти с окисленным соком, полученным из любой части бананового дерева, или при добавлении сырой нефти к соку, полученному из любой части бананового дерева, с добавлением пероксида водорода, образуется смесь более низкой вязкости, чем первоначальная смесь. В результате наблюдается разложение на углерод и другие компоненты благодаря обратимости реакции, усиленной присутствием ванадия, никеля или железа. Добавление этих металлов не является необходимым в случае эквадорской сырой нефти, потому что она уже содержит вышеуказанные металлы.

Поиск путей сохранения полученных свойств улучшенной нефти заставили изобретателя настоящей заявки обратиться к изучению реакции, описанной в предыдущем параграфе в условиях температуры внешней среды и атмосферного давления. При этих условиях и учитывая, что сок, полученный из любой части бананового дерева, может растворять металлические соединения, различные составы этих соединений были добавлены к соку, полученному из любой части бананового дерева, при этом некоторые из них продолжают изучаться. Например, чтобы растворить 1 г оксида титана в 40 см3 сока, полученного из бананового дерева, требуется 20 см3 нейтрального детергента (Tween 80), 20 см3 50° этанола по шкале Гей-Люссака и 1 г глюкозы, чтобы достигнуть растворения за 24 часа. Предполагается, что растворение оксида титана достигается путем формирования хелата, который участвует в процессе улучшения сырой нефти, описанном в данной заявке.

Другие изученные металлические соединения - это ортованадат натрия и хлорид платины. После добавления последнего выделяется хлор и образуется прозрачная жидкость.

Несмотря на то, что эксперименты с использованием смеси сырой нефти и сока, полученного из любой части бананового дерева, сырой нефти и допамина, а также сырой нефти и других веществ, были проведены при различных температурах, в частности в интервале до 60°С, эксперименты, проведенные при температуре 20-35°С, оказались наиболее успешными.

Легкость проведения указанной реакции связана с тем, что понижается вязкость тяжелой нефти и при этом ускоряется смешивание сырой нефти с другими веществами. Кроме того, меняются энергии активации реакций, ускоряя тем самым образование продуктов. К сожалению, скорости реакций окисления также меняются, тем самым затрудняя подавление разложения сырья в целом.

При изучении подавления реакций с целью уменьшения их обратимости было найдено, что при повышенной температуре возможно инактивирование сформированных металлических катализаторов, поскольку, по-видимому, они находились в форме хелатов. Было найдено, что температура подавления составляет приблизительно 70°С, при этом время воздействия связано с объемом системы.

Хотя указанный способ прост для осуществления в лабораторных условиях ввиду того, что не возникает проблем с передачей тепла при малых объемах, в большем масштабе он представляется более сложным и до конца неизученным из-за образования неустановленных газов, которые меняют коэффициенты тепловой передачи смесей.

Количество твердых компонентов сока, полученного из любой части бананового дерева, увеличивается из-за испарения воды под частичным вакуумом, обеспечивая таким образом образование полутвердого продукта различной консистенции. Хотя имеются трудности при смешении сухого продукта с сырой нефтью, чем в случае с полутвердым продуктом, оба они - более эффективны в увеличении вязкости сырой нефти, чем необработанный сок, полученный из любой части бананового дерева. Полутвердый же продукт, напротив, очень эффективен при сборе пролитой нефти, особенно, если он был предварительно обработан пероксидом водорода.

В настоящее время проводятся дополнительные исследования, связанные с настоящим изобретением, направленные на изучение закрепления допамина на различных твердых матрицах, что позволит повторно использовать катализатор.

В процессе проведения экспериментов с соевым и пальмовым маслом и с другими жирными кислотами, а также с кетонами наблюдалось изменение их физических, химических и электрических свойств.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей среди прочего сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещали 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В небольшую емкость помещали 0,5 см3 пероксида водорода.

c) Смешивали жидкости, описанные в (а) и (b), и перемешивали в течение 30 секунд.

d) В смесь, полученную на шаге (с), погружали один цинковый и один медный электрод с площадью поверхности 1 см2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

e) Измеряли полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляли примерно 15 мА и 1 В (постоянный ток).

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены, при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 2

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей, помимо прочего, сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещают 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) Взвешивают 20 мг Al2O3 на аналитических весах.

c) Взвешивают 5 мг тетрагидроалюмината (LiAlh5) на аналитических весах.

d) Смешивают (а) и (b), перемешивая в течение 1 минуты.

e) Смешивают (с) и (d), перемешивая в течение 1 минуты.

f) В смесь, полученную на стадии (е), погружают один цинковый и один медный электрод с размером поверхности 1 см2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

g) Измеряют полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляют примерно 8 мА и 0,6 V (постоянный ток)

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 3

Данный пример иллюстрирует процедуру, используемую для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API в лабораторных условиях. В частности, изобретение в данном виде может быть использовано для частичной очистки воды, загрязненной пролитой нефтью. Небольшие изменения могут быть внесены в настоящую процедуру в зависимости от значения API пролитой нефти.

Предже чем перейти непосредственно к эксперименту, готовят смесь А), далее называемую "усилитель вязкости", по следующей схеме:

а) В стакан отбирают 84,5 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В стакан отбирают 25 см3 этанола.

c) Отбирают 0,5 см3 пероксида водорода.

d) Смешивают (а) и (b) и перемешивают в течение 30 секунд.

e) Смешивают (с) и (d) и перемешивают в течение 30 секунд.

f) К смеси, полученной на стадии (e), добавляют 0,1 г оксида железа (Fe2O3) и перемешивают в течение 1 минуты.

Далее потребуется подходящая стеклянная емкость, достаточно глубокая для сравнительной оценки объемов слоев воды и сырой нефти, а также отфильтрованных твердых компонентов.

a) В указанную стеклянную емкость помещают воду до уровня 10 см.

b) Далее в воду добавляют сырую нефть для образования на поверхности слоя толщиной примерно в 2-3 мм.

c) Добавляют "усилитель вязкости" в количестве, примерно равном 10% от присутствующей сырой нефти, равномерно распределяя шпателем.

d) Смесь в стеклянной емкости выдерживают в течение приблизительно 8 часов или в течение приблизительно 4 часов при механическом перемешивании

e) По завершении реакции, как объяснено в (d), на поверхности воды наблюдают наличие илистого супернатанта в виде суспензии, который может быть аккуратно удален с поверхности воды с помощью подходящих физических средств, т.к. он не смешивается с водой.

При проведении демонстрационных экспериментов с "усилителем вязкости" изменения физических свойств сырой нефти при использовании больших объемов воды и сырой нефти могут быть видны невооруженным глазом вне зависимости от API нефти или даже от факта, что нефть была "состарена" посредством продолжительного контакта с воздухом.

В случае разлива нефти на почву ее очистка становится очень тяжелой и сложной или даже невозможной в короткосрочном и среднесрочном периодах. Для разрешения указанной проблемы предлагаются различные альтернативные современные технологии, некоторые из которых включают в себя разрушение нефти. Наиболее применяемыми способами очистки, тем не менее, являются такие, при которых загрязненную почву подвергают воздействию микроорганизмов, способных разлагать присутствующие загрязнители. Хотя эти методы являются приемлемыми, они - очень медленные и неэффективные.

Посредством использования "усилителя вязкости" по настоящему изобретению вышеуказанные и другие способы, которые требуют, главным образом, ускоренного разложения сырой нефти, приносят успех благодаря тому, что "усилитель вязкости" обеспечивает богатый углеродом субстрат, который может быть легко переработан микроорганизмами.

Пример 4

Две особенности настоящего изобретения показаны в настоящем примере: во-первых, процедура, использованная для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API; во-вторых, растворение ортованадата натрия в воде.

Перед проведением процедуры необходимо получить смесь В, которая далее будет называться "смесь для уменьшения вязкости", по следующей схеме:

a) Отбирают 40 см3 сока, полученного из бананового дерева.

b) Отбирают 20 см3 Tween 80.

c) Отбирают 20 см3 50° раствор этанола, определенный по шкале Гей-Люссака.

d) Взвешивают 1 г оксида титана.

e) Взвешивают 1 г глюкозы технического сорта на прецизионных весах.

f) Взвешивают 1 г ортованадата натрия на прецизионных весах.

g) Смешивают (b) и (с). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

h) Смешивают (а) и (g). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

i) Смешивают (h), (d) и (f). Тщательно перемешивают в течение 3 минут.

j) Выдерживают смесь (i) при комнатной температуре в течение 24 часов в открытой посуде. После этого наблюдают полное растворение используемых изначально нерастворимых компонентов.

Объем "смеси для уменьшения вязкости", требуемый для обработки нефти с другой степенью API, чем та, которая упомянута выше, может быть установлен методом проб и ошибок. Успешным результатом эксперимента может считаться значение API, отличающееся на 5 единиц по сравнению с первоначальной степенью API.

Типичная процедура улучшения нефти - следующая.

a) Отбирают 100 см3 сырой нефти.

b) Определяют API.

c) Добавляют 30 см3 "смеси для уменьшения вязкости" к сырой нефти.

d) Тщательно перемешивают.

e) Добавляют 10 см3 дистиллированной воды.

f) Измеряют конечную API.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kanasawa, К., Sakakibara, H. "High content of dopamine a strong antioxidant in Cavendish banana", J.Agric.Food Chem. 2000. Mar; 48(3): 844-8.

2. Sojo, M.M.; Núñez Delicado, Е.; García-Carmona, F.; Sánchez-Ferrer, A., "Cyclodextrins as activator and inhibitor of latent banana pulp polyphenol", J.Agric.Food Chem. 1999. Feb; 47(2): 518-23

3. Sojo, M.M.; Núñez-Delicado, E.; Sánchez-Ferrer, A.; García-Carmona, F. "Oxidation of salsolinol by banana pulp polyphenol oxidase and its kinetic synergism with dopamine", J.Agric.Food Chem 2000, Nov; 48(11): 5543-7.

4. Kursanov, D.N., Parnes, Z.N., Kalinkin, M.I., Lim, N.M., "Ionic Hydrogenation and Related Reactions", A.N. Nesmeyanov Institute of Organo-Element Compounds USSR Academy of Sciences, Moscow, Soviet Scientific reviews Supplement Series, 1985. Harwood Academic Publishers. Poststrasse 22, 7000 Chur, Switzerland.

5. Wen, Michael Y; Nelson, Eric D. Heavy Oil upgrade method and apparatus. US patent №6852215.

6. "Venkatesan, V.N. Viscous oil recovery method US patent №4722395.

7. Huybrechts, Diana R. Oxidation of saturated hydrocarbon chains. US patent №5021607.

8. Stowe, Lawrence R. Method of conversion of heavy hydrocarbon feedstocks. US patent №5547563.

9. Nemeth, Laszlo T.; Bricker, Jeffrey C.; Rabo, Jules; Gillespie, R. Direct carbonylation of paraffins using solid strong acid catalyst. US patent №6359179

1. Смесь для изменения вязкости сырой нефти, включающая следующие компоненты:a) допамин, полученный из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева;b) растительное масло и/или жирные кислоты;c) соединения металлов, выбранные из оксида титана, оксида железа и ортованадата натрия; иd) ионы, такие как ионы магния или кальция.

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что указанное окисление может быть осуществлено добавлением пероксида водорода (h3O2), барботированием воздуха или кислорода.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что допамин представляет собой гидрохлорид допамина.

4. Способ изменения вязкости сырой нефти, включающий следующие этапы:a) добавление смеси по п.1 к сырой нефти;b) подкисление смеси до значения рН в интервале от 4 до 5; иc) подавление реакции нагреванием до температуры 70°С для достижения заданной вязкости.

5. Применение смеси по любому из пп.1-3 для изменения вязкости сырой нефти.

www.findpatent.ru

процесс изменения вязкости сырой нефти - патент РФ 2481389

Изобретение относится к смеси для изменения вязкости сырой нефти, включающей следующие компоненты: а) допамин, полученный из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева; b) растительное масло и/или жирные кислоты; с) соединения металлов, выбранные из оксида титана, оксида железа и ортованадата натрия; и d) ионы, такие как ионы магния или кальция. Изобретение также касается способа изменения вязкости сырой нефти и применения смеси для изменения вязкости сырой нефти. Технический результат - использование допамина, при соединении с другими веществами позволяет изменять текучесть нефти. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 пр.

Область техники

Настоящее изобретение относится к смесям, полученным из допамина и сока, выжатого из любой части бананового дерева. Это изобретение было разработано и может быть использовано для решения многих задач, например для изменения вязкости сырой нефти путем изменения ее химических и физических свойств, а также для получения энергии и растворения металлов и их соединений.

Сок, полученный выжиманием из любой части бананового дерева, содержащий допамин, действует как сверхсильная кислота. Указанное свойство, выявленное в процессе экспериментальной работы, положено в основу создания настоящего изобретения, поскольку это свойство позволяет осуществлять гидрирование или химическое восстановление субстратов посредством воздействия активных металлов или их гидридов, а также окисление органических соединений посредством механизмов, которые еще недостаточно исследованы и изучение которых в настоящее время продолжается.

Уровень техники

Большое количество мировых запасов нефти составляет тяжелая нефть, которая распространена по всей планете, на поверхности в виде битумных песков, а также на глубине.

Классификация сырой нефти на "тяжелую" и "легкую" основывается на значении ее плотности и на величине параметра, называемого градусом API (American Petroleum Institute), который рассчитывают на основании значения плотности.

Этот параметр позволяет классифицировать нефть, имеющую плотность 5-16 градусов API, как тяжелую и вязкую, а сырую нефть, имеющую плотность 30-50 градусов API, как легкую.

Термин "улучшение сырой нефти" относится к процессам получения легкой нефти из запасов тяжелой нефти. Данный термин используется в патенте US 6,852,215 для описания процесса конверсии нефти с высоким значением API в нефть с низким API без изменения любых других свойств или их пределов.

Сырая нефть из Эквадора является нефтью с низким API, как, например, нефть, найденная ниже нулевой широты в Пунгараюку (5° API), или легкой нефтью с высоким API около 42° в северной части страны.

В вышеуказанном патенте США описано несколько способов улучшения нефти, используемых в нефтяной промышленности, включая эмульсификацию и нагревание сырой нефти с водяным паром при различных температурах и давлении. В указанном патенте описаны также ограничения, накладываемые на применение различных процессов, такие как стоимость и разложение сырья, а также трудности при разделении сырья и соединений, используемых в обработке перед фракционированием.

Влияние высокой и низкой температуры имеет очень важное значение для процесса облагораживания нефти, т.к. температура усиливает протекание нежелательных реакций, таких как крекинг и коксование и.т.д. Кроме того, высокая температура вызывает разложение определенных ценных компонентов. По этой причине возникает необходимость подавления нежелательных реакций, чтобы сохранить первоначальный состав улучшенной нефти. Вследствие указанных нежелательных эффектов необходимо проводить процесс улучшения при как можно более низкой температуре или даже при температуре внешней среды, как предлагается в настоящей заявке, чтобы контролировать селективность и конечный выход проходящих реакций.

В отношении переработки сырой нефти патент US 4,722,395 описывает способ окисления сырой нефти при высоких и низких температурах в диапазоне от 250 до 600°F. Согласно указанному патенту при низкой температуре наблюдается низкая текучесть вследствие увеличения вязкости. Настоящее изобретение, в свою очередь, относится к окислению сырой нефти при температуре окружающей среды.

Патент US 5,021,607 описывает окисление насыщенных углеводородов с помощью смесей, содержащих оксид титана, оксид кремния и оксид щелочного металла, органическое основание, содержащее азот и воду, а также пероксид водорода в качестве предпочтительного окислителя при температурах, намного превышающих комнатную. В изобретении, описанном в настоящей заявке, применение окисляющей смеси и катализатора согласно разработанному процессу позволяет проводить процесс при температуре окружающей среды и атмосферном давлении.

При растворении парафиновой и нафтеновой сырой нефти с использованием линейного или ароматического растворителя эффективность процесса определяется характеристиками сырой нефти. С другой стороны, когда растворяемая сырая нефть богата ароматическими химическими соединениями, использование растворителей ограничено из-за их карциногенности, высокой летучести и низкой температуры возгорания. С другой стороны, согласно настоящему изобретению в качестве растворителя предлагается использование биодеградируемой жидкости, которая не вызывает вышеуказанных проблем.

Патент US 5,547,563 предлагает способ улучшения сырой нефти с использованием звуковых вибраций, терпена (лимонена), жирной кислоты и соснового масла при низкой температуре и давлении. В указанном документе сообщается, что при применении вышеуказанного способа наблюдается резкое повышение содержания легких фракций после перегонки, и хотя механизм этого явления неизвестен, тем не менее, это может объясняться разрушением молекулярных связей между длинными алифатическими цепями. Утверждается, что указанное разрушение может также происходить в алифатических цепях циклических и ароматических колец, что приводит в обоих случаях к короткоцепочечным компонентам.

В описанном здесь изобретении один из компонентов перегонки также представляет собой органическое вещество.

Превращение углеводородов, происходящее в результате процесса гидрирования и окисления, согласно литературным источникам происходит благодаря кислотному катализу.

В данном контексте в патенте US 6,359,179 указывается, что карбонилирование парафинов в присутствии твердого катализатора с образованием промежуточных карбокатионных соединений происходит благодаря действию так называемых сверхкислот и что реакции происходят, когда окисленный насыщенный углеводород обрабатывается таким образом. В US 6,359,179 говорится о том, что в этом случае твердые вещества могут быть легко отделены от реакционной смеси и могут быть снова использованы с некоторыми ограничениями по времени, в то время как этого невозможно достичь при использовании жидких катализаторов.

Согласно настоящему изобретению жидкие смеси не требуют разделения, но при необходимости их удаления это может быть достигнуто с использованием небольшого количества энергии.

Краткое описание изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и соединения допамина, раздельно либо совместно, в твердой либо жидкой фазах, к которым добавлены соединения кремния, магния, бора или фтора, совместно либо по отдельности, в любых пропорциях для вызывания подвижности ионов гидроксония. К указанной смеси могут быть добавлены соединения Li, Zn и Sn или соединения любого другого металла для переноса ионов гидроксония. Также к указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева, причем указанное окисление может быть осуществлено с помощью любого способа или при любой степени превращения, в особенности, если указанное окисление достигается добавлением пероксида водорода (h3O2), барботированием воздуха или кислорода. К указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и смесь соединений допамина или сок, полученный из любой части бананового дерева, содержащие отдельную смесь или комбинацию допамина или соединений допамина или сока, полученного из любой части бананового дерева, остающихся в жидкой фазе или твердой фазе, к которым добавлены металлы, соединения углерода или соединения азота и воздух либо газы, такие как кислород и водород. Согласно другому аспекту настоящего изобретения смесь сока, полученного из любой части бананового дерева, смеси допамина и соединений допамина приготовлена в различных пропорциях. Согласно другому аспекту настоящего изобретения указанная смесь характеризуется насыщением по двойной связи в процессе гидрогенерирования или восстановления субстратов и/или протонирования.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для гидрогенирования углеводородов и нефти. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеуказанной смеси для получения газообразного или расстворенного водорода, применяемого в водородном топливе посредством восстановления металлов, протонирования субстратов, электрического тока, электродов или засчет любых других средств. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для получения электрической энергии. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси в способах разделения, экстракции или очистки металлов, основанные на восстановлении вышеуказанных металлов. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для ускорения разложения сырой нефти любого вида с любым значением API в условиях внешней среды, пролитой на почву. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для захвата азота, содержащегося в воздухе, или для захвата азотсодержащих соединений, содержащихся как в твердой, так и в жидкой фазах.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже представлена химическая формула допамина:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

Номенклатурное название допамина - 4-(2 аминоэтил)бензол-1,2 диол. Допамин - член семейства катехоламинов, имеющий следующую структурную формулу:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

Рядом научных центров сообщается, что содержание допамина в кожуре бананов составляет 80-560 мг. Известно, что допамин играет значительную роль в реакциях окисления: в некоторых случаях он является оксидантом (окислителем), а в других случаях - антиоксидантом. Известно также, что это поведение зависит от присутствия определенных циклических углеродных компонентов, определенных ионов или полярных соединений.

Сок, выжатый из любых частей бананового дерева из семейства Musaceae, - это жидкость сложного состава, содержащая в основном воду, фосфаты, калий, хинин, лигнин, смолы и допамин. В зависимости от технологии, применяемой для получения сока, сок может быть получен из стебля растения или из псевдостебля в виде водянистой жидкости, равноценной примерно 50% исходного веса растения; точное соотношение зависит от того, какая часть растения была использована. Эта жидкость содержит К, Na, Mn, Ca, Mg, Zn у Cu в разных соотношениях.

Как только все остатки целлюлозы отделены, цвет жидкости зависит от типа бананового дерева. После фильтрации жидкость изначально является однородной, однако, по прошествии 15 дней хранения она преобретает светло-коричневый воскоподобный полупрозрачный цвет и содержит в основном воду, смолы и соли.

При смешении 2 см3 водного раствора 40 г/л гидрохлорида допамина с 500 см3 эквадорской сырой нефти с API 16° в присутствии двухвалентных ионов, таких как магний и кальций, при рН 4-4,5 наблюдается значительное повышение текучести сырой нефти, вероятно благодаря окислительному эффекту полностью не объясненному до настоящего времени.

Что касается указанного окислительного эффекта, известно что реакции окисления-восстановления органических химических соединений в общем протекают с образованием свободных радикалов и переносом электронов в присутствии ионов металлов. Кроме того, прямое восстановление карбокатионов наблюдается в присутствии хлорида ванадия(II). Изобретатель предполагает, что в процессе автоокисления первый этап приводит к образованию гипероксидов, которые продолжают реагировать, пока в субстрате присутствуют ненасыщенные молекулы, и что некоторые алкены подвергаются автоокислению, когда RO2 радикалы присоединяются к двойным связям.

При взаимодействии сока, полученного из любых частей бананового дерева, с углеродосодержащими соединениями, например с сырой нефтью, указанные соединения окисляются, находясь в жидкой фазе, при температуре внешней среды и атмосферном давлении (условия в городе Кито - 545 мм Hg и 17°С). Окисление происходит, если в смеси, полученной ранее по способам, включающим использование сока, полученного из любой части бананового дерева, присутствуют металлы, такие как ванадий, титан и никель. Окислительный эффект может быть усилен использованием пероксида водорода.

Эффект, подобный эффекту, достигнутому путем использования сока, полученного из любой части бананового дерева, может быть получен при использовании гидрохлорида допамина вместе с пероксидом водорода.

Протонирование, которое происходит, когда сок, полученный из любой части бананового дерева, взаимодействует с эквадорской сырой нефтью, может быть частично объяснено присутствием хинонов в соке, полученном из любой части бананового дерева. Курсанов с соавторами (1985) дает следующее объяснение этим фактам, которое является вероятным, если предположить, что хиноны обеспечивают дегидрирование органических соединений в присутствии фосфорной кислоты с образованием стабильного карбений-иона.

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

В приведенных выше уравнениях Е - электрофильный агент, А - продукт дегидрирования и [АН]+ - это ион, который может быть очень стабильным.

В случае с сырой нефтью имеет место обратная реакция за счет наличия ванадия и никеля, изначально присутствующих в сырье. Дополнительно к этому эффекту улучшается передача гидрида, хотя и незначительно, если цинк или олово также присутствуют в сырье. В этом отношении данное поведение может быть объяснено гипотезой каталитического гидрирования (Kursanov et. al.(1985)), которое должно происходить в 4 этапа:

1. Протонирование субстрата (олефина) с образованием карбений-иона, как показано ниже:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

2. Активирование водорода с образованием гидридной формы носителя, как показано ниже:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

3. Перенос иона водорода от восстановленной формы катализатора к карбений-иону, как показано ниже:

процесс изменения вязкости сырой нефти, патент № 2481389

4. Регенерация катализатора

Помимо источников энергии, углеводороды являются исходным сырьем в производстве химических веществ, в чем накоплен огромный запас знаний. Эти знания находят себя во многих применениях, подавляющее большинство которых основано на закислении реактивных смесей или на контакте с кислотными активными центрами.

В то время как использование фтороводородной и серной кислот не приветствуется по причине загрязнения окружающей среды, продвигается использование твердых катализаторов, в особенности кристаллических алюмосиликатов (цеолитов).

Некоторые эксперименты, проведенные в процессе разработки этого изобретения, были направлены на подтверждение окислительной силы сока, полученного из любой части бананового дерева. В связи с этим были проведены лабораторные тесты для проверки окислительного потенциала сока, полученного из любой части бананового дерева.

В одном из экспериментов получали смесь, содержащую 100 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева, и 5 мг хлорида железа (III) в 250 см3 герметичной колбе. Через минуту по звуку воздуха, входящего в колбу, подтверждали образование вакуума в колбе. Измеренное значение вакуума было ниже предполагаемого в случае, если бы потреблялся только кислород. Это подтверждало потребление дополнительного газа в процессе этой реакции.

Подобные эксперименты, проведенные с добавлением ванадия, никеля, меди и платины, давали похожие результаты.

Сплавы серебра и меди или золота и меди погружали в раствор пероксида водорода и сока, полученного из любой части бананового дерева, при комнатной температуре и атмосферном давлении. Растворение сплавов и присутствие протонов удавалось подтвердить в обоих случаях прямым измерением электрического тока, используемого для прохождения электрохимической реакции

В обоих случаях измеренные значения тока увеличивались, когда один из указанных двух сплавов использовался в качестве одного из электродов в электрохимической ячейке, тогда как другими электродами были цинковый или графитовый.

Медленное окисление органических и неорганических компонентов в открытой посуде без перемешивания при 18°С и атмосферном давлении, особенно усиленное соединениями железа, предположительно способствовало высвобождению протонов в воду. Это позволяло наблюдать различные значения электрического тока и напряжения в течение времени. В конце эксперимента были зарегестрированы ток в 22 мА, напряжение в 1 В с использованием медного и цинкового электродов с площадью поверхности в 1 см 2.

рН сока, полученного из любой части бананового дерева, близко к значению рН в других овощных и фруктовых соках (4, 5). Тем не менее, если сок, полученный из любой части бананового дерева, подкислен пероксидом водорода (примерно 1 капля на 20 см3 сока), зарегистрированное с помощью цифрового тестера значение тока составляет 15 мА вследствие высвобождения протонов и уменьшается со временем.

При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с линейными растворителями, такими как керосин или бензин, могут образовываться две фазы - водная и маслянистая. При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с топливной нефтью марки № 6 (бункер) или с дизельным топливом при комнатной температуре и давлении в присутствии металлов, кажущаяся вязкость смеси изменяется, при этом с течением времени образуются кластеры, которые постепенно затвердевают.

При смешении легкой или тяжелой сырой нефти с окисленным соком, полученным из любой части бананового дерева, или при добавлении сырой нефти к соку, полученному из любой части бананового дерева, с добавлением пероксида водорода, образуется смесь более низкой вязкости, чем первоначальная смесь. В результате наблюдается разложение на углерод и другие компоненты благодаря обратимости реакции, усиленной присутствием ванадия, никеля или железа. Добавление этих металлов не является необходимым в случае эквадорской сырой нефти, потому что она уже содержит вышеуказанные металлы.

Поиск путей сохранения полученных свойств улучшенной нефти заставили изобретателя настоящей заявки обратиться к изучению реакции, описанной в предыдущем параграфе в условиях температуры внешней среды и атмосферного давления. При этих условиях и учитывая, что сок, полученный из любой части бананового дерева, может растворять металлические соединения, различные составы этих соединений были добавлены к соку, полученному из любой части бананового дерева, при этом некоторые из них продолжают изучаться. Например, чтобы растворить 1 г оксида титана в 40 см3 сока, полученного из бананового дерева, требуется 20 см3 нейтрального детергента (Tween 80), 20 см3 50° этанола по шкале Гей-Люссака и 1 г глюкозы, чтобы достигнуть растворения за 24 часа. Предполагается, что растворение оксида титана достигается путем формирования хелата, который участвует в процессе улучшения сырой нефти, описанном в данной заявке.

Другие изученные металлические соединения - это ортованадат натрия и хлорид платины. После добавления последнего выделяется хлор и образуется прозрачная жидкость.

Несмотря на то, что эксперименты с использованием смеси сырой нефти и сока, полученного из любой части бананового дерева, сырой нефти и допамина, а также сырой нефти и других веществ, были проведены при различных температурах, в частности в интервале до 60°С, эксперименты, проведенные при температуре 20-35°С, оказались наиболее успешными.

Легкость проведения указанной реакции связана с тем, что понижается вязкость тяжелой нефти и при этом ускоряется смешивание сырой нефти с другими веществами. Кроме того, меняются энергии активации реакций, ускоряя тем самым образование продуктов. К сожалению, скорости реакций окисления также меняются, тем самым затрудняя подавление разложения сырья в целом.

При изучении подавления реакций с целью уменьшения их обратимости было найдено, что при повышенной температуре возможно инактивирование сформированных металлических катализаторов, поскольку, по-видимому, они находились в форме хелатов. Было найдено, что температура подавления составляет приблизительно 70°С, при этом время воздействия связано с объемом системы.

Хотя указанный способ прост для осуществления в лабораторных условиях ввиду того, что не возникает проблем с передачей тепла при малых объемах, в большем масштабе он представляется более сложным и до конца неизученным из-за образования неустановленных газов, которые меняют коэффициенты тепловой передачи смесей.

Количество твердых компонентов сока, полученного из любой части бананового дерева, увеличивается из-за испарения воды под частичным вакуумом, обеспечивая таким образом образование полутвердого продукта различной консистенции. Хотя имеются трудности при смешении сухого продукта с сырой нефтью, чем в случае с полутвердым продуктом, оба они - более эффективны в увеличении вязкости сырой нефти, чем необработанный сок, полученный из любой части бананового дерева. Полутвердый же продукт, напротив, очень эффективен при сборе пролитой нефти, особенно, если он был предварительно обработан пероксидом водорода.

В настоящее время проводятся дополнительные исследования, связанные с настоящим изобретением, направленные на изучение закрепления допамина на различных твердых матрицах, что позволит повторно использовать катализатор.

В процессе проведения экспериментов с соевым и пальмовым маслом и с другими жирными кислотами, а также с кетонами наблюдалось изменение их физических, химических и электрических свойств.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей среди прочего сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещали 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В небольшую емкость помещали 0,5 см 3 пероксида водорода.

c) Смешивали жидкости, описанные в (а) и (b), и перемешивали в течение 30 секунд.

d) В смесь, полученную на шаге (с), погружали один цинковый и один медный электрод с площадью поверхности 1 см 2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

e) Измеряли полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляли примерно 15 мА и 1 В (постоянный ток).

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены, при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 2

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей, помимо прочего, сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещают 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) Взвешивают 20 мг Al2O3 на аналитических весах.

c) Взвешивают 5 мг тетрагидроалюмината (LiAlH 4) на аналитических весах.

d) Смешивают (а) и (b), перемешивая в течение 1 минуты.

e) Смешивают (с) и (d), перемешивая в течение 1 минуты.

f) В смесь, полученную на стадии (е), погружают один цинковый и один медный электрод с размером поверхности 1 см2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

g) Измеряют полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляют примерно 8 мА и 0,6 V (постоянный ток)

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 3

Данный пример иллюстрирует процедуру, используемую для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API в лабораторных условиях. В частности, изобретение в данном виде может быть использовано для частичной очистки воды, загрязненной пролитой нефтью. Небольшие изменения могут быть внесены в настоящую процедуру в зависимости от значения API пролитой нефти.

Предже чем перейти непосредственно к эксперименту, готовят смесь А), далее называемую "усилитель вязкости", по следующей схеме:

а) В стакан отбирают 84,5 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В стакан отбирают 25 см3 этанола.

c) Отбирают 0,5 см3 пероксида водорода.

d) Смешивают (а) и (b) и перемешивают в течение 30 секунд.

e) Смешивают (с) и (d) и перемешивают в течение 30 секунд.

f) К смеси, полученной на стадии (e), добавляют 0,1 г оксида железа (Fe2O3) и перемешивают в течение 1 минуты.

Далее потребуется подходящая стеклянная емкость, достаточно глубокая для сравнительной оценки объемов слоев воды и сырой нефти, а также отфильтрованных твердых компонентов.

a) В указанную стеклянную емкость помещают воду до уровня 10 см.

b) Далее в воду добавляют сырую нефть для образования на поверхности слоя толщиной примерно в 2-3 мм.

c) Добавляют "усилитель вязкости" в количестве, примерно равном 10% от присутствующей сырой нефти, равномерно распределяя шпателем.

d) Смесь в стеклянной емкости выдерживают в течение приблизительно 8 часов или в течение приблизительно 4 часов при механическом перемешивании

e) По завершении реакции, как объяснено в (d), на поверхности воды наблюдают наличие илистого супернатанта в виде суспензии, который может быть аккуратно удален с поверхности воды с помощью подходящих физических средств, т.к. он не смешивается с водой.

При проведении демонстрационных экспериментов с "усилителем вязкости" изменения физических свойств сырой нефти при использовании больших объемов воды и сырой нефти могут быть видны невооруженным глазом вне зависимости от API нефти или даже от факта, что нефть была "состарена" посредством продолжительного контакта с воздухом.

В случае разлива нефти на почву ее очистка становится очень тяжелой и сложной или даже невозможной в короткосрочном и среднесрочном периодах. Для разрешения указанной проблемы предлагаются различные альтернативные современные технологии, некоторые из которых включают в себя разрушение нефти. Наиболее применяемыми способами очистки, тем не менее, являются такие, при которых загрязненную почву подвергают воздействию микроорганизмов, способных разлагать присутствующие загрязнители. Хотя эти методы являются приемлемыми, они - очень медленные и неэффективные.

Посредством использования "усилителя вязкости" по настоящему изобретению вышеуказанные и другие способы, которые требуют, главным образом, ускоренного разложения сырой нефти, приносят успех благодаря тому, что "усилитель вязкости" обеспечивает богатый углеродом субстрат, который может быть легко переработан микроорганизмами.

Пример 4

Две особенности настоящего изобретения показаны в настоящем примере: во-первых, процедура, использованная для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API; во-вторых, растворение ортованадата натрия в воде.

Перед проведением процедуры необходимо получить смесь В, которая далее будет называться "смесь для уменьшения вязкости", по следующей схеме:

a) Отбирают 40 см3 сока, полученного из бананового дерева.

b) Отбирают 20 см3 Tween 80.

c) Отбирают 20 см3 50° раствор этанола, определенный по шкале Гей-Люссака.

d) Взвешивают 1 г оксида титана.

e) Взвешивают 1 г глюкозы технического сорта на прецизионных весах.

f) Взвешивают 1 г ортованадата натрия на прецизионных весах.

g) Смешивают (b) и (с). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

h) Смешивают (а) и (g). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

i) Смешивают (h), (d) и (f). Тщательно перемешивают в течение 3 минут.

j) Выдерживают смесь (i) при комнатной температуре в течение 24 часов в открытой посуде. После этого наблюдают полное растворение используемых изначально нерастворимых компонентов.

Объем "смеси для уменьшения вязкости", требуемый для обработки нефти с другой степенью API, чем та, которая упомянута выше, может быть установлен методом проб и ошибок. Успешным результатом эксперимента может считаться значение API, отличающееся на 5 единиц по сравнению с первоначальной степенью API.

Типичная процедура улучшения нефти - следующая.

a) Отбирают 100 см3 сырой нефти.

b) Определяют API.

c) Добавляют 30 см3 "смеси для уменьшения вязкости" к сырой нефти.

d) Тщательно перемешивают.

e) Добавляют 10 см3 дистиллированной воды.

f) Измеряют конечную API.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kanasawa, К., Sakakibara, H. "High content of dopamine a strong antioxidant in Cavendish banana", J.Agric.Food Chem. 2000. Mar; 48(3): 844-8.

2. Sojo, M.M.; Núñez Delicado, Е.; García-Carmona, F.; Sánchez-Ferrer, A., "Cyclodextrins as activator and inhibitor of latent banana pulp polyphenol", J.Agric.Food Chem. 1999. Feb; 47(2): 518-23

3. Sojo, M.M.; Núñez-Delicado, E.; Sánchez-Ferrer, A.; García-Carmona, F. "Oxidation of salsolinol by banana pulp polyphenol oxidase and its kinetic synergism with dopamine", J.Agric.Food Chem 2000, Nov; 48(11): 5543-7.

4. Kursanov, D.N., Parnes, Z.N., Kalinkin, M.I., Lim, N.M., "Ionic Hydrogenation and Related Reactions", A.N. Nesmeyanov Institute of Organo-Element Compounds USSR Academy of Sciences, Moscow, Soviet Scientific reviews Supplement Series, 1985. Harwood Academic Publishers. Poststrasse 22, 7000 Chur, Switzerland.

5. Wen, Michael Y; Nelson, Eric D. Heavy Oil upgrade method and apparatus. US patent № 6852215.

6. "Venkatesan, V.N. Viscous oil recovery method US patent № 4722395.

7. Huybrechts, Diana R. Oxidation of saturated hydrocarbon chains. US patent № 5021607.

8. Stowe, Lawrence R. Method of conversion of heavy hydrocarbon feedstocks. US patent № 5547563.

9. Nemeth, Laszlo T.; Bricker, Jeffrey C.; Rabo, Jules; Gillespie, R. Direct carbonylation of paraffins using solid strong acid catalyst. US patent № 6359179

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Смесь для изменения вязкости сырой нефти, включающая следующие компоненты:a) допамин, полученный из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева;b) растительное масло и/или жирные кислоты;c) соединения металлов, выбранные из оксида титана, оксида железа и ортованадата натрия; иd) ионы, такие как ионы магния или кальция.

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что указанное окисление может быть осуществлено добавлением пероксида водорода (H 2O2), барботированием воздуха или кислорода.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что допамин представляет собой гидрохлорид допамина.

4. Способ изменения вязкости сырой нефти, включающий следующие этапы:a) добавление смеси по п.1 к сырой нефти;b) подкисление смеси до значения рН в интервале от 4 до 5; иc) подавление реакции нагреванием до температуры 70°С для достижения заданной вязкости.

5. Применение смеси по любому из пп.1-3 для изменения вязкости сырой нефти.

www.freepatent.ru

ПРОЦЕСС ИЗМЕНЕНИЯ ВЯЗКОСТИ СЫРОЙ НЕФТИ

Область техники

Настоящее изобретение относится к смесям, полученным из допамина и сока, выжатого из любой части бананового дерева. Это изобретение было разработано и может быть использовано для решения многих задач, например для изменения вязкости сырой нефти путем изменения ее химических и физических свойств, а также для получения энергии и растворения металлов и их соединений.

Сок, полученный выжиманием из любой части бананового дерева, содержащий допамин, действует как сверхсильная кислота. Указанное свойство, выявленное в процессе экспериментальной работы, положено в основу создания настоящего изобретения, поскольку это свойство позволяет осуществлять гидрирование или химическое восстановление субстратов посредством воздействия активных металлов или их гидридов, а также окисление органических соединений посредством механизмов, которые еще недостаточно исследованы и изучение которых в настоящее время продолжается.

Уровень техники

Большое количество мировых запасов нефти составляет тяжелая нефть, которая распространена по всей планете, на поверхности в виде битумных песков, а также на глубине.

Классификация сырой нефти на "тяжелую" и "легкую" основывается на значении ее плотности и на величине параметра, называемого градусом API (American Petroleum Institute), который рассчитывают на основании значения плотности.

Этот параметр позволяет классифицировать нефть, имеющую плотность 5-16 градусов API, как тяжелую и вязкую, а сырую нефть, имеющую плотность 30-50 градусов API, как легкую.

Термин "улучшение сырой нефти" относится к процессам получения легкой нефти из запасов тяжелой нефти. Данный термин используется в патенте US 6,852,215 для описания процесса конверсии нефти с высоким значением API в нефть с низким API без изменения любых других свойств или их пределов.

Сырая нефть из Эквадора является нефтью с низким API, как, например, нефть, найденная ниже нулевой широты в Пунгараюку (5° API), или легкой нефтью с высоким API около 42° в северной части страны.

В вышеуказанном патенте США описано несколько способов улучшения нефти, используемых в нефтяной промышленности, включая эмульсификацию и нагревание сырой нефти с водяным паром при различных температурах и давлении. В указанном патенте описаны также ограничения, накладываемые на применение различных процессов, такие как стоимость и разложение сырья, а также трудности при разделении сырья и соединений, используемых в обработке перед фракционированием.

Влияние высокой и низкой температуры имеет очень важное значение для процесса облагораживания нефти, т.к. температура усиливает протекание нежелательных реакций, таких как крекинг и коксование и.т.д. Кроме того, высокая температура вызывает разложение определенных ценных компонентов. По этой причине возникает необходимость подавления нежелательных реакций, чтобы сохранить первоначальный состав улучшенной нефти. Вследствие указанных нежелательных эффектов необходимо проводить процесс улучшения при как можно более низкой температуре или даже при температуре внешней среды, как предлагается в настоящей заявке, чтобы контролировать селективность и конечный выход проходящих реакций.

В отношении переработки сырой нефти патент US 4,722,395 описывает способ окисления сырой нефти при высоких и низких температурах в диапазоне от 250 до 600°F. Согласно указанному патенту при низкой температуре наблюдается низкая текучесть вследствие увеличения вязкости. Настоящее изобретение, в свою очередь, относится к окислению сырой нефти при температуре окружающей среды.

Патент US 5,021,607 описывает окисление насыщенных углеводородов с помощью смесей, содержащих оксид титана, оксид кремния и оксид щелочного металла, органическое основание, содержащее азот и воду, а также пероксид водорода в качестве предпочтительного окислителя при температурах, намного превышающих комнатную. В изобретении, описанном в настоящей заявке, применение окисляющей смеси и катализатора согласно разработанному процессу позволяет проводить процесс при температуре окружающей среды и атмосферном давлении.

При растворении парафиновой и нафтеновой сырой нефти с использованием линейного или ароматического растворителя эффективность процесса определяется характеристиками сырой нефти. С другой стороны, когда растворяемая сырая нефть богата ароматическими химическими соединениями, использование растворителей ограничено из-за их карциногенности, высокой летучести и низкой температуры возгорания. С другой стороны, согласно настоящему изобретению в качестве растворителя предлагается использование биодеградируемой жидкости, которая не вызывает вышеуказанных проблем.

Патент US 5,547,563 предлагает способ улучшения сырой нефти с использованием звуковых вибраций, терпена (лимонена), жирной кислоты и соснового масла при низкой температуре и давлении. В указанном документе сообщается, что при применении вышеуказанного способа наблюдается резкое повышение содержания легких фракций после перегонки, и хотя механизм этого явления неизвестен, тем не менее, это может объясняться разрушением молекулярных связей между длинными алифатическими цепями. Утверждается, что указанное разрушение может также происходить в алифатических цепях циклических и ароматических колец, что приводит в обоих случаях к короткоцепочечным компонентам.

В описанном здесь изобретении один из компонентов перегонки также представляет собой органическое вещество.

Превращение углеводородов, происходящее в результате процесса гидрирования и окисления, согласно литературным источникам происходит благодаря кислотному катализу.

В данном контексте в патенте US 6,359,179 указывается, что карбонилирование парафинов в присутствии твердого катализатора с образованием промежуточных карбокатионных соединений происходит благодаря действию так называемых сверхкислот и что реакции происходят, когда окисленный насыщенный углеводород обрабатывается таким образом. В US 6,359,179 говорится о том, что в этом случае твердые вещества могут быть легко отделены от реакционной смеси и могут быть снова использованы с некоторыми ограничениями по времени, в то время как этого невозможно достичь при использовании жидких катализаторов.

Согласно настоящему изобретению жидкие смеси не требуют разделения, но при необходимости их удаления это может быть достигнуто с использованием небольшого количества энергии.

Краткое описание изобретения

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и соединения допамина, раздельно либо совместно, в твердой либо жидкой фазах, к которым добавлены соединения кремния, магния, бора или фтора, совместно либо по отдельности, в любых пропорциях для вызывания подвижности ионов гидроксония. К указанной смеси могут быть добавлены соединения Li, Zn и Sn или соединения любого другого металла для переноса ионов гидроксония. Также к указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин из полностью или частично окисленного сока, полученного из любой части бананового дерева, причем указанное окисление может быть осуществлено с помощью любого способа или при любой степени превращения, в особенности, если указанное окисление достигается добавлением пероксида водорода (h3O2), барботированием воздуха или кислорода. К указанной смеси могут быть добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности. Также к указанной смеси могут быть добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты. Также к указанной смеси могут быть добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота и воздух или газы, такие как кислород и азот.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложена смесь для изменения химических или физических свойств, содержащая допамин и смесь соединений допамина или сок, полученный из любой части бананового дерева, содержащие отдельную смесь или комбинацию допамина или соединений допамина или сока, полученного из любой части бананового дерева, остающихся в жидкой фазе или твердой фазе, к которым добавлены металлы, соединения углерода или соединения азота и воздух либо газы, такие как кислород и водород. Согласно другому аспекту настоящего изобретения смесь сока, полученного из любой части бананового дерева, смеси допамина и соединений допамина приготовлена в различных пропорциях. Согласно другому аспекту настоящего изобретения указанная смесь характеризуется насыщением по двойной связи в процессе гидрогенерирования или восстановления субстратов и/или протонирования.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для гидрогенирования углеводородов и нефти. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеуказанной смеси для получения газообразного или расстворенного водорода, применяемого в водородном топливе посредством восстановления металлов, протонирования субстратов, электрического тока, электродов или засчет любых других средств. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для получения электрической энергии. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси в способах разделения, экстракции или очистки металлов, основанные на восстановлении вышеуказанных металлов. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для ускорения разложения сырой нефти любого вида с любым значением API в условиях внешней среды, пролитой на почву. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено применение вышеописанной смеси для захвата азота, содержащегося в воздухе, или для захвата азотсодержащих соединений, содержащихся как в твердой, так и в жидкой фазах.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже представлена химическая формула допамина:

Номенклатурное название допамина - 4-(2 аминоэтил)бензол-1,2 диол. Допамин - член семейства катехоламинов, имеющий следующую структурную формулу:

Рядом научных центров сообщается, что содержание допамина в кожуре бананов составляет 80-560 мг. Известно, что допамин играет значительную роль в реакциях окисления: в некоторых случаях он является оксидантом (окислителем), а в других случаях - антиоксидантом. Известно также, что это поведение зависит от присутствия определенных циклических углеродных компонентов, определенных ионов или полярных соединений.

Сок, выжатый из любых частей бананового дерева из семейства Musaceae, - это жидкость сложного состава, содержащая в основном воду, фосфаты, калий, хинин, лигнин, смолы и допамин. В зависимости от технологии, применяемой для получения сока, сок может быть получен из стебля растения или из псевдостебля в виде водянистой жидкости, равноценной примерно 50% исходного веса растения; точное соотношение зависит от того, какая часть растения была использована. Эта жидкость содержит К, Na, Mn, Ca, Mg, Zn у Cu в разных соотношениях.

Как только все остатки целлюлозы отделены, цвет жидкости зависит от типа бананового дерева. После фильтрации жидкость изначально является однородной, однако, по прошествии 15 дней хранения она преобретает светло-коричневый воскоподобный полупрозрачный цвет и содержит в основном воду, смолы и соли.

При смешении 2 см3 водного раствора 40 г/л гидрохлорида допамина с 500 см3 эквадорской сырой нефти с API 16° в присутствии двухвалентных ионов, таких как магний и кальций, при рН 4-4,5 наблюдается значительное повышение текучести сырой нефти, вероятно благодаря окислительному эффекту полностью не объясненному до настоящего времени.

Что касается указанного окислительного эффекта, известно что реакции окисления-восстановления органических химических соединений в общем протекают с образованием свободных радикалов и переносом электронов в присутствии ионов металлов. Кроме того, прямое восстановление карбокатионов наблюдается в присутствии хлорида ванадия(II). Изобретатель предполагает, что в процессе автоокисления первый этап приводит к образованию гипероксидов, которые продолжают реагировать, пока в субстрате присутствуют ненасыщенные молекулы, и что некоторые алкены подвергаются автоокислению, когда RO2 радикалы присоединяются к двойным связям.

При взаимодействии сока, полученного из любых частей бананового дерева, с углеродосодержащими соединениями, например с сырой нефтью, указанные соединения окисляются, находясь в жидкой фазе, при температуре внешней среды и атмосферном давлении (условия в городе Кито - 545 мм Hg и 17°С). Окисление происходит, если в смеси, полученной ранее по способам, включающим использование сока, полученного из любой части бананового дерева, присутствуют металлы, такие как ванадий, титан и никель. Окислительный эффект может быть усилен использованием пероксида водорода.

Эффект, подобный эффекту, достигнутому путем использования сока, полученного из любой части бананового дерева, может быть получен при использовании гидрохлорида допамина вместе с пероксидом водорода.

Протонирование, которое происходит, когда сок, полученный из любой части бананового дерева, взаимодействует с эквадорской сырой нефтью, может быть частично объяснено присутствием хинонов в соке, полученном из любой части бананового дерева. Курсанов с соавторами (1985) дает следующее объяснение этим фактам, которое является вероятным, если предположить, что хиноны обеспечивают дегидрирование органических соединений в присутствии фосфорной кислоты с образованием стабильного карбений-иона.

В приведенных выше уравнениях Е - электрофильный агент, А - продукт дегидрирования и [АН]+ - это ион, который может быть очень стабильным.

В случае с сырой нефтью имеет место обратная реакция за счет наличия ванадия и никеля, изначально присутствующих в сырье. Дополнительно к этому эффекту улучшается передача гидрида, хотя и незначительно, если цинк или олово также присутствуют в сырье. В этом отношении данное поведение может быть объяснено гипотезой каталитического гидрирования (Kursanov et. al.(1985)), которое должно происходить в 4 этапа:

1. Протонирование субстрата (олефина) с образованием карбений-иона, как показано ниже:

2. Активирование водорода с образованием гидридной формы носителя, как показано ниже:

3. Перенос иона водорода от восстановленной формы катализатора к карбений-иону, как показано ниже:

4. Регенерация катализатора

Помимо источников энергии, углеводороды являются исходным сырьем в производстве химических веществ, в чем накоплен огромный запас знаний. Эти знания находят себя во многих применениях, подавляющее большинство которых основано на закислении реактивных смесей или на контакте с кислотными активными центрами.

В то время как использование фтороводородной и серной кислот не приветствуется по причине загрязнения окружающей среды, продвигается использование твердых катализаторов, в особенности кристаллических алюмосиликатов (цеолитов).

Некоторые эксперименты, проведенные в процессе разработки этого изобретения, были направлены на подтверждение окислительной силы сока, полученного из любой части бананового дерева. В связи с этим были проведены лабораторные тесты для проверки окислительного потенциала сока, полученного из любой части бананового дерева.

В одном из экспериментов получали смесь, содержащую 100 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева, и 5 мг хлорида железа (III) в 250 см3 герметичной колбе. Через минуту по звуку воздуха, входящего в колбу, подтверждали образование вакуума в колбе. Измеренное значение вакуума было ниже предполагаемого в случае, если бы потреблялся только кислород. Это подтверждало потребление дополнительного газа в процессе этой реакции.

Подобные эксперименты, проведенные с добавлением ванадия, никеля, меди и платины, давали похожие результаты.

Сплавы серебра и меди или золота и меди погружали в раствор пероксида водорода и сока, полученного из любой части бананового дерева, при комнатной температуре и атмосферном давлении. Растворение сплавов и присутствие протонов удавалось подтвердить в обоих случаях прямым измерением электрического тока, используемого для прохождения электрохимической реакции

В обоих случаях измеренные значения тока увеличивались, когда один из указанных двух сплавов использовался в качестве одного из электродов в электрохимической ячейке, тогда как другими электродами были цинковый или графитовый.

Медленное окисление органических и неорганических компонентов в открытой посуде без перемешивания при 18°С и атмосферном давлении, особенно усиленное соединениями железа, предположительно способствовало высвобождению протонов в воду. Это позволяло наблюдать различные значения электрического тока и напряжения в течение времени. В конце эксперимента были зарегестрированы ток в 22 мА, напряжение в 1 В с использованием медного и цинкового электродов с площадью поверхности в 1 см2.

рН сока, полученного из любой части бананового дерева, близко к значению рН в других овощных и фруктовых соках (4, 5). Тем не менее, если сок, полученный из любой части бананового дерева, подкислен пероксидом водорода (примерно 1 капля на 20 см3 сока), зарегистрированное с помощью цифрового тестера значение тока составляет 15 мА вследствие высвобождения протонов и уменьшается со временем.

При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с линейными растворителями, такими как керосин или бензин, могут образовываться две фазы - водная и маслянистая. При смешении сока, полученного из любой части бананового дерева, с топливной нефтью марки № 6 (бункер) или с дизельным топливом при комнатной температуре и давлении в присутствии металлов, кажущаяся вязкость смеси изменяется, при этом с течением времени образуются кластеры, которые постепенно затвердевают.

При смешении легкой или тяжелой сырой нефти с окисленным соком, полученным из любой части бананового дерева, или при добавлении сырой нефти к соку, полученному из любой части бананового дерева, с добавлением пероксида водорода, образуется смесь более низкой вязкости, чем первоначальная смесь. В результате наблюдается разложение на углерод и другие компоненты благодаря обратимости реакции, усиленной присутствием ванадия, никеля или железа. Добавление этих металлов не является необходимым в случае эквадорской сырой нефти, потому что она уже содержит вышеуказанные металлы.

Поиск путей сохранения полученных свойств улучшенной нефти заставили изобретателя настоящей заявки обратиться к изучению реакции, описанной в предыдущем параграфе в условиях температуры внешней среды и атмосферного давления. При этих условиях и учитывая, что сок, полученный из любой части бананового дерева, может растворять металлические соединения, различные составы этих соединений были добавлены к соку, полученному из любой части бананового дерева, при этом некоторые из них продолжают изучаться. Например, чтобы растворить 1 г оксида титана в 40 см3 сока, полученного из бананового дерева, требуется 20 см3 нейтрального детергента (Tween 80), 20 см3 50° этанола по шкале Гей-Люссака и 1 г глюкозы, чтобы достигнуть растворения за 24 часа. Предполагается, что растворение оксида титана достигается путем формирования хелата, который участвует в процессе улучшения сырой нефти, описанном в данной заявке.

Другие изученные металлические соединения - это ортованадат натрия и хлорид платины. После добавления последнего выделяется хлор и образуется прозрачная жидкость.

Несмотря на то, что эксперименты с использованием смеси сырой нефти и сока, полученного из любой части бананового дерева, сырой нефти и допамина, а также сырой нефти и других веществ, были проведены при различных температурах, в частности в интервале до 60°С, эксперименты, проведенные при температуре 20-35°С, оказались наиболее успешными.

Легкость проведения указанной реакции связана с тем, что понижается вязкость тяжелой нефти и при этом ускоряется смешивание сырой нефти с другими веществами. Кроме того, меняются энергии активации реакций, ускоряя тем самым образование продуктов. К сожалению, скорости реакций окисления также меняются, тем самым затрудняя подавление разложения сырья в целом.

При изучении подавления реакций с целью уменьшения их обратимости было найдено, что при повышенной температуре возможно инактивирование сформированных металлических катализаторов, поскольку, по-видимому, они находились в форме хелатов. Было найдено, что температура подавления составляет приблизительно 70°С, при этом время воздействия связано с объемом системы.

Хотя указанный способ прост для осуществления в лабораторных условиях ввиду того, что не возникает проблем с передачей тепла при малых объемах, в большем масштабе он представляется более сложным и до конца неизученным из-за образования неустановленных газов, которые меняют коэффициенты тепловой передачи смесей.

Количество твердых компонентов сока, полученного из любой части бананового дерева, увеличивается из-за испарения воды под частичным вакуумом, обеспечивая таким образом образование полутвердого продукта различной консистенции. Хотя имеются трудности при смешении сухого продукта с сырой нефтью, чем в случае с полутвердым продуктом, оба они - более эффективны в увеличении вязкости сырой нефти, чем необработанный сок, полученный из любой части бананового дерева. Полутвердый же продукт, напротив, очень эффективен при сборе пролитой нефти, особенно, если он был предварительно обработан пероксидом водорода.

В настоящее время проводятся дополнительные исследования, связанные с настоящим изобретением, направленные на изучение закрепления допамина на различных твердых матрицах, что позволит повторно использовать катализатор.

В процессе проведения экспериментов с соевым и пальмовым маслом и с другими жирными кислотами, а также с кетонами наблюдалось изменение их физических, химических и электрических свойств.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей среди прочего сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещали 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В небольшую емкость помещали 0,5 см3 пероксида водорода.

c) Смешивали жидкости, описанные в (а) и (b), и перемешивали в течение 30 секунд.

d) В смесь, полученную на шаге (с), погружали один цинковый и один медный электрод с площадью поверхности 1 см2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

e) Измеряли полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляли примерно 15 мА и 1 В (постоянный ток).

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены, при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 2

Процедура, доказывающая выработку электрической энергии в жидкости, содержащей, помимо прочего, сок, полученный из любой части бананового дерева.

a) В стакан помещают 100 мл сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) Взвешивают 20 мг Al2O3 на аналитических весах.

c) Взвешивают 5 мг тетрагидроалюмината (LiAlh5) на аналитических весах.

d) Смешивают (а) и (b), перемешивая в течение 1 минуты.

e) Смешивают (с) и (d), перемешивая в течение 1 минуты.

f) В смесь, полученную на стадии (е), погружают один цинковый и один медный электрод с размером поверхности 1 см2 на расстоянии 1 мм друг от друга.

g) Измеряют полученный ток и напряжение с помощью цифрового тестера.

Полученные значения составляют примерно 8 мА и 0,6 V (постоянный ток)

Различные значения силы тока и напряжения могут быть получены при изменении расстояния между электродами в вышеописанном эксперименте.

Пример 3

Данный пример иллюстрирует процедуру, используемую для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API в лабораторных условиях. В частности, изобретение в данном виде может быть использовано для частичной очистки воды, загрязненной пролитой нефтью. Небольшие изменения могут быть внесены в настоящую процедуру в зависимости от значения API пролитой нефти.

Предже чем перейти непосредственно к эксперименту, готовят смесь А), далее называемую "усилитель вязкости", по следующей схеме:

а) В стакан отбирают 84,5 см3 сока, полученного из любой части бананового дерева.

b) В стакан отбирают 25 см3 этанола.

c) Отбирают 0,5 см3 пероксида водорода.

d) Смешивают (а) и (b) и перемешивают в течение 30 секунд.

e) Смешивают (с) и (d) и перемешивают в течение 30 секунд.

f) К смеси, полученной на стадии (e), добавляют 0,1 г оксида железа (Fe2O3) и перемешивают в течение 1 минуты.

Далее потребуется подходящая стеклянная емкость, достаточно глубокая для сравнительной оценки объемов слоев воды и сырой нефти, а также отфильтрованных твердых компонентов.

a) В указанную стеклянную емкость помещают воду до уровня 10 см.

b) Далее в воду добавляют сырую нефть для образования на поверхности слоя толщиной примерно в 2-3 мм.

c) Добавляют "усилитель вязкости" в количестве, примерно равном 10% от присутствующей сырой нефти, равномерно распределяя шпателем.

d) Смесь в стеклянной емкости выдерживают в течение приблизительно 8 часов или в течение приблизительно 4 часов при механическом перемешивании

e) По завершении реакции, как объяснено в (d), на поверхности воды наблюдают наличие илистого супернатанта в виде суспензии, который может быть аккуратно удален с поверхности воды с помощью подходящих физических средств, т.к. он не смешивается с водой.

При проведении демонстрационных экспериментов с "усилителем вязкости" изменения физических свойств сырой нефти при использовании больших объемов воды и сырой нефти могут быть видны невооруженным глазом вне зависимости от API нефти или даже от факта, что нефть была "состарена" посредством продолжительного контакта с воздухом.

В случае разлива нефти на почву ее очистка становится очень тяжелой и сложной или даже невозможной в короткосрочном и среднесрочном периодах. Для разрешения указанной проблемы предлагаются различные альтернативные современные технологии, некоторые из которых включают в себя разрушение нефти. Наиболее применяемыми способами очистки, тем не менее, являются такие, при которых загрязненную почву подвергают воздействию микроорганизмов, способных разлагать присутствующие загрязнители. Хотя эти методы являются приемлемыми, они - очень медленные и неэффективные.

Посредством использования "усилителя вязкости" по настоящему изобретению вышеуказанные и другие способы, которые требуют, главным образом, ускоренного разложения сырой нефти, приносят успех благодаря тому, что "усилитель вязкости" обеспечивает богатый углеродом субстрат, который может быть легко переработан микроорганизмами.

Пример 4

Две особенности настоящего изобретения показаны в настоящем примере: во-первых, процедура, использованная для изменения физических и химических характеристик сырой нефти с 16° API; во-вторых, растворение ортованадата натрия в воде.

Перед проведением процедуры необходимо получить смесь В, которая далее будет называться "смесь для уменьшения вязкости", по следующей схеме:

a) Отбирают 40 см3 сока, полученного из бананового дерева.

b) Отбирают 20 см3 Tween 80.

c) Отбирают 20 см3 50° раствор этанола, определенный по шкале Гей-Люссака.

d) Взвешивают 1 г оксида титана.

e) Взвешивают 1 г глюкозы технического сорта на прецизионных весах.

f) Взвешивают 1 г ортованадата натрия на прецизионных весах.

g) Смешивают (b) и (с). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

h) Смешивают (а) и (g). Перемешивают в течение 2-3 минут до образования равномерной смеси.

i) Смешивают (h), (d) и (f). Тщательно перемешивают в течение 3 минут.

j) Выдерживают смесь (i) при комнатной температуре в течение 24 часов в открытой посуде. После этого наблюдают полное растворение используемых изначально нерастворимых компонентов.

Объем "смеси для уменьшения вязкости", требуемый для обработки нефти с другой степенью API, чем та, которая упомянута выше, может быть установлен методом проб и ошибок. Успешным результатом эксперимента может считаться значение API, отличающееся на 5 единиц по сравнению с первоначальной степенью API.

Типичная процедура улучшения нефти - следующая.

a) Отбирают 100 см3 сырой нефти.

b) Определяют API.

c) Добавляют 30 см3 "смеси для уменьшения вязкости" к сырой нефти.

d) Тщательно перемешивают.

e) Добавляют 10 см3 дистиллированной воды.

f) Измеряют конечную API.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Kanasawa, К., Sakakibara, H. "High content of dopamine a strong antioxidant in Cavendish banana", J.Agric.Food Chem. 2000. Mar; 48(3): 844-8.

2. Sojo, M.M.; Núñez Delicado, Е.; García-Carmona, F.; Sánchez-Ferrer, A., "Cyclodextrins as activator and inhibitor of latent banana pulp polyphenol", J.Agric.Food Chem. 1999. Feb; 47(2): 518-23

3. Sojo, M.M.; Núñez-Delicado, E.; Sánchez-Ferrer, A.; García-Carmona, F. "Oxidation of salsolinol by banana pulp polyphenol oxidase and its kinetic synergism with dopamine", J.Agric.Food Chem 2000, Nov; 48(11): 5543-7.

4. Kursanov, D.N., Parnes, Z.N., Kalinkin, M.I., Lim, N.M., "Ionic Hydrogenation and Related Reactions", A.N. Nesmeyanov Institute of Organo-Element Compounds USSR Academy of Sciences, Moscow, Soviet Scientific reviews Supplement Series, 1985. Harwood Academic Publishers. Poststrasse 22, 7000 Chur, Switzerland.

5. Wen, Michael Y; Nelson, Eric D. Heavy Oil upgrade method and apparatus. US patent №6852215.

6. "Venkatesan, V.N. Viscous oil recovery method US patent №4722395.

7. Huybrechts, Diana R. Oxidation of saturated hydrocarbon chains. US patent №5021607.

8. Stowe, Lawrence R. Method of conversion of heavy hydrocarbon feedstocks. US patent №5547563.

9. Nemeth, Laszlo T.; Bricker, Jeffrey C.; Rabo, Jules; Gillespie, R. Direct carbonylation of paraffins using solid strong acid catalyst. US patent №6359179

edrid.ru

Процесс изменения вязкости сырой нефти

1. Способ переработки тяжелой нефти в легкую нефть, включающий:

добавление раствора допамина или соединений допамина к нефти в требуемом объеме или массовом отношении, которые могут быть установлены методом проб и ошибок в зависимости от свойств сырой нефти;

подкисление смеси до значения pH в интервале от 4 до 5;

выдерживание смеси для прохождения реакции в присутствии двухвалентных ионов, таких как магний или кальций;

подавление реакции нагреванием до температуры 70°C для достижения заданной вязкости;

при этом сырая нефть должна иметь содержание ванадия в количестве до 400 млн-1 и никеля в количестве до 100 млн-1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество допамина находится в интервале от 0 до 100 мг/см3.

3. Способ переработки тяжелой нефти в легкую нефть, включающий:

добавление к сырой нефти в требуемом объеме или массовом отношении, которые могут быть установлены методом проб и ошибок согласно свойствам указанной нефти, допамина или соединений, содержащих допамин;

добавление раствора натурального детергента и титана или соединений титана к смеси, и

выдерживание смеси для прохождения реакции;

подавление реакции нагреванием до температуры 70°C для достижения заданной вязкости;

при этом сырая нефть должна иметь содержание ванадия в количестве до 400 млн-1 и никель в количестве до 100 млн-1.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанный допамин представляет собой натуральный допамин, присутствующий в соке, полученном из любой части бананового дерева, в соотвествии с его растительным распространением.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что соединения, содержащие допамин, представляют собой допамин или соединения допамина.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанные соединения, содержащие допамин, представляют собой выжимку из бананового дерева, обработанную посредством физических либо химических средств.

7. Способ экстракции нефти с любым значением API с разлитого нефтянового пятна на воде, включающий три следующие стадии:

равномерное нанесение на указанное пятно смеси, содержащей допамин, или соединения, содержащие допамин, пероксид водорода, и этиловый спирт в максимальном количестве 30 мас.% и следовые количества металлов, таких как железо, ванадий или никель в качестве катализатора;

выдерживание полученной смеси в условиях внешней среды не менее 12 ч;

сбор таким образом полученной нефтяной массы с поверхности воды.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что допамин или соединения допамина представляют собой сок, полученный из любой части бананового дерева.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что допамин или соединения допамина представляют собой выжимку из бананового дерева, обработанную посредством физических либо химических средств.

10. Способ ускорения разложения сырой нефти любого вида с любым значением API в условиях внешней среды, пролитой на почву, включающий две следующие стадии:

нанесение при однородном перемешивании на почву смеси, содержащей допамин, или соединений, содержащих допамин, пероксид водорода и этиловый спирт в максимальном количестве 30 мас.% и следовые количества металлов, таких как железо, ванадий или никель в качестве катализатора;

выдерживание указанной почвы в погодных условиях в течение периода не менее трех месяцев, в течение которого происходит разложение сырой нефти, при этом период разложения нефти может быть сокращен с помощью физических либо химических средств посредством ускорения скорости окисления;

с получением в результате безопасных и биодеградируемых соединений, таких как диоксид углерода, вода, и других соединений углерода; а также других химических веществ, включающих без ограничений альдегиды, кетоны, хиноны и карбоновые кислоты.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный допамин или соединения, содержащие допамин, представляет собой сок, полученный из любой части бананового дерева.

12. Смеси, полученные по любому из пп.1-8, 10 и 11, находящиеся в жидком, в жидком и твердом или твердом агрегатных состояниях.

13. Смеси, содержащие полностью или частично окисленный сок, полученный из любой части бананового дерева, или допамин, причем указанное окисление может быть осуществлено с помощью любого способа или при любой степени перемешивания, в частности, если указанное окисление осуществляется добавлением пероксида водорода (h3O2), барботированием воздуха или кислорода.

14. Смеси по п.12, к которым добавлены соединения кремния, магния, бора или фтора совместно либо по отдельности в любых пропорциях для достижения подвижности ионов гидроксония.

15. Смеси по п.12, к которым добавлены соединения Li, Zn и Sn или соединения других металлов с тем, чтобы вызвать перенос ионов гидроксония.

16. Смеси по п.12, к которым добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти совместно либо по отдельности.

17. Смеси по п.12, к которым добавлены растительное масло и линейный и/или разветвленный спирты.

18. Смеси, содержащие допамин и соединения допамина, раздельно либо совместно, в твердой либо жидкой фазах, к которым добавлены соединения кремния, магния, бора или фтора, совместно либо по отдельности, в любых пропорциях для вызывания подвижности ионов гидроксония.

19. Смеси, содержащие допамин и соединения допамина, раздельно либо совместно, в твердой либо жидкой фазах, к которым добавлены соединения Li, Zn и Sn, совместно либо по отдельности, в любых пропорциях для вызывания подвижности ионов гидроксония.

20. Смеси, содержащие допамин и соединения допамина, к которым добавлены сырая нефть или любые продукты фракционирования сырой нефти, совместно либо по отдельности.

21. Смеси, содержащие допамин и соединения допамина, раздельно либо совместно, в твердой либо жидкой фазах, к которым добавлены металлы, карбонизированные соединения или соединения азота, и воздух или газы, такие как кислород и азот.

22. Смеси, содержащие допамин и соединения допамина или сок, полученный из любой части бананового дерева, содержащие отдельную смесь или комбинацию допамина или соединений допамина или сока, полученного из любой части бананового дерева, остающихся в жидкой фазе или твердой фазе, к которым добавлены металлы, соединения углерода или соединения азота и воздух либо газы, такие как кислород и азот.

23. Смеси по любому из пп.13-22, в которых смеси сока, полученного из любой части бананового дерева, смеси допамина и соединений допамина приготовлены в различных пропорциях.

24. Способы по пп.1-11, в которых превалируют различные состояния, опеределяемые температурой и давлением в любых значениях и комбинациях.

25. Смеси по пп.18, 19 и 21 для гидрирования углеводородов и нефти.

26. Способ гидрирования или восстановления субстратов и/или протонирования, характеризующийся насыщением по двойной связи, в котором используются смеси по пп.22 и 25.

27. Смеси по пп.18, 19 и 22, в которых за счет восстановления металлов, протонирования субстратов, электрического тока, электродов или засчет любых других средств осуществляется реальное образование газообразного или расстворенного водорода, применяемых в водородном топливе.

28. Способы получения энергии с использованием смесей по п.27.

29. Смеси по п.22, в которых добавляемые металлы относятся к платиновой группе или группе d-элементов периодической системы элементов, такие как железо.

30. Способы разделения, экстракции или очистки металлов, основанные на восстановлении вышеуказанных металлов с помощью смесей по пп.18, 19, 22 и 29.

31. Смеси по п.22, используемые для захвата азота, содержащегося в воздухе; или для захвата азотсодержащих соединений, содержащихся как в твердой, так и в жидкой фазах.

32. Смеси по любому из пп.29 и 31 в различных комбинациях и соотношениях, используемые для поддержания кислотных или основных почв, главным образом содержащих углеродные минералы.

www.findpatent.ru