Способ удаления и конденсации паров
Формула / Реферат
1. Способ извлечения углеводородов путем конденсации паров из замкнутого пространства, который содержит следующие стадии:
помещение углеводородного материала в замкнутое пространство, образованное изоляционным проницаемым для паров углеводородов слоем и внешним непроницаемым слоем;
нагревание углеводородного материала до образования паров и сбор паров, сконденсированных в изоляционном проницаемом для паров углеводородов слое.
2. Способ по п.1, в котором изоляционный слой формуется из дисперсных частиц.
3. Способ по п.2, в котором дисперсные частицы представляют собой дисперсный земляной материал, который включает в себя по меньшей мере один представитель из гравия, дробленой горной породы, песка, измельченного горючего сланца, грунта и их комбинаций.
4. Способ по п.2, в котором дисперсные частицы, образующие указанный земляной слой, имеют средний размер частиц менее 2 дюймов (50,8 мм) в диаметре.
5. Способ по п.1, в котором изоляционный слой формуется из пенопласта с открытыми порами или волокнистого мата.
6. Способ по п.1, в котором материал в указанном замкнутом пространстве представляет собой углеводородсодержащий материал.
7. Способ по п.6, в котором углеводородсодержащий материал выбран из группы, состоящей из горючего сланца, битуминозных песков, угля, битума, лигнита, торфа и их комбинаций.
8. Способ по п.1, в котором указанный изоляционный слой имеет толщину от примерно 10 см до примерно 7 м.
9. Способ по п.1, в котором материал нагревают до температуры от примерно 150 до примерно 500°С.
10. Способ по п.1, в котором избыточное давление указанных паров в указанном замкнутом пространстве поддерживают от примерно 0,1 фунт/кв.дюйм (0,69 кПа) до 15 фунт/кв.дюйм (103,4 кПа).
11. Способ по п.1, в котором температуру наружной поверхности поддерживают от примерно 0 до примерно 80°С.

Текст
Рассматривается способ удаления и конденсации паров из замкнутого пространства (120). Замкнутое пространство (120), содержащее материал (110), окружено изоляционным проницаемым слоем (130), имеющим понижающийся температурный градиент (230) между внутренней поверхностью (220) и наружной поверхностью (240). Изоляционный слой (130) может быть также покрыт непроницаемым слоем (140). Нагревание материала (110) в замкнутом пространстве(120) вызывает образование паров при положительном давлении в замкнутом пространстве (120). Пары проходят через внутреннюю поверхность (220) изоляционного проницаемого слоя (130) и контактируют с проницаемыми материалами и конденсируются при снижении температуры в изоляционном слое (130). Конденсированная жидкость проходит вниз через изоляционный слой (130) для собирания. Положительное давление в нагретом замкнутом пространстве (120) и конденсация и снижение давления и температуры в изоляционном слое (130) служат для выведения дополнительных паров из замкнутого пространства (120) в изоляционный слой (130) для конденсации и собирания. Данная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США 61/286900, поданной 16 декабря 2009 г., озаглавленной Способ удаления и конденсации паров, которая приводится здесь в качестве ссылки. Предпосылки создания изобретения Мировая и внутренняя потребность в природных топливах продолжает расти несмотря на рост цен и другие экономические и геополитические интересы. Поскольку такая потребность продолжает расти,соответственно увеличиваются изыскания и исследования по нахождению дополнительных экономически жизнеспособных источников природных топлив. Исторически многими признаются громадные количества энергии, хранившиеся в залежах горючего сланца, угля и битуминозного песка. Один способ и система извлечения углеводородов из таких материалов рассмотрены и заявлены в Заявке на патент США 12/028569, поданной 8 февраля 2008 г., которая приводится здесь в своей полноте в качестве ссылки. В данной заявке рассматривается способ извлечения углеводородов из углеводородистых материалов, включая формование сконструированных инфраструктур контроля проницаемости. Указанная сконструированная инфраструктура определяет, по существу, капсулированный объем. Добытый углеводородистый материал, такой как горючий сланец, может быть введен в инфраструктуру контроля с формованием проницаемого тела углеводородистого материала. Проницаемое тело может быть достаточно нагрето для реформинга и удаления из него углеводородов, оставляя обедненный сланец или другой земляной материал. В процессе нагревания углеводородный материал может быть, по существу, неизменным. Удаленные углеводороды могут быть собраны для дальнейшей переработки, использования в способе в качестве дополнительного топлива или добавок и/или прямого использования без дополнительной переработки. Обедненный сланец или другой материал может оставаться в инфраструктуре. Инфраструктура контроля может иметь облицованные полностью непроницаемые слои или непроницаемые боковые слои с, по существу, непроницаемыми полом и колпаком. Одна проблема, встречающаяся в переработке таких углеводородистых материалов, заключается в собирании и извлечении выпаренных углеводородов из замкнутого или капсулированного объема. При температурах, необходимых для выпаривания и удаления углеводородов, желательно, чтобы была предусмотрена собирающая система, которая действует с удалением оптимальных количеств углеводородов из такого замкнутого объема. Углеводороды, которые являются жидкостями и/или конденсируются в замкнутом объеме, могут быть отведены из нижней части соответствующими трубопроводами, трубами или другими собирающими устройствами. Пары могут быть также удалены при прохождении изнутри замкнутого объема через размещенные надлежащим образом трубопроводы, трубы или выпускные отверстия. Однако такие способы включают циркуляцию и удаление паров из разработанных позиций в замкнутом объеме. По указанным и другим причинам остается необходимость в способах и системах, которые могут обеспечить улучшенное извлечение и конденсацию углеводородных паров, высвобождаемых из подходящих углеводородсодержащих материалов из замкнутого объема. Краткое описание изобретения Удаление, конденсация и извлечение паров из нагретого замкнутого объема могут быть осуществлены нагретым замкнутым пространством, окруженным изоляционным дисперсным слоем земляного материала, имеющим температурный градиент со снижением температуры от внутренней поверхности слоя к наружной поверхности слоя. Изоляционный слой является проницаемым к парам. Материал помещают в замкнутое пространство и нагревают с получением паров и, необязательно, жидкостей. Жидкости, экстрагированные из материала, отводят из нижней части замкнутого пространства для собирания. Благодаря нагреванию материала и образованию паров в замкнутом пространстве развивается положительное давление, и пары, которые не ожижаются, проходят через внутреннюю поверхность изоляционного дисперсного слоя и удаляются к наружной поверхности. При нахождении в изоляционном дисперсном слое пары контактируют с дисперсным земляным материалом, а также подвергаются снижению температуры через температурный градиент. В результате, пары конденсируются, и конденсированные жидкости проходят вниз через изоляционный дисперсный слой и собираются. Необязательное непроницаемое наружное покрытие, такое как бентонитобогащенный грунт, может капсулировать или замыкать изоляционный дисперсный слой. Дополнительные характеристики и преимущества изобретения будут видны из последующего подробного описания, которое иллюстрирует путем примера характеристики изобретения. Краткое описание чертежей На фиг. 1 представлен вид сбоку в разрезе инфраструктуры согласно одному варианту, показывающий замкнутый объем, содержащий изоляционный дисперсный земляной слой, покрытый непроницаемым слоем и содержащий измельченный углеродистый материал, и дополнительно показывающий отвод жидкости с днища или пола замкнутого объема, и дополнительно показывающий отвод жидкости с днища изоляционного дисперсного земляного слоя для собирания конденсированных паров из слоя. На фиг. 2 показана с увеличением часть инфраструктуры с фиг. 1, как определено пунктирными линиями, показывающая более подробно измельченный углеродистый материал в замкнутом пространстве,причем изоляционный дисперсный земляной слой показывает дисперсные земляные материалы и имеет внутреннюю поверхность и наружную поверхность, имеет поперечный температурный градиент, наружный непроницаемый слой и показывает направление стрелками, показывающими прохождение паров в слой из замкнутого объема, и поток вниз конденсированных жидкостей в изоляционный слой. Размеры, материалы и конфигурации присутствуют на фигурах только для удобства описания изобретения и могут не представлять точно относительные пропорции или альтернативные варианты, которые являются значительной частью изобретения. Некоторые аспекты могут быть увеличены или могут отличаться от практических вариантов для облегчения ясности. Подробное описание Ссылка теперь делается на типичные варианты и специальный язык, используемый для их описания. Тем не менее должно быть понятно, что для ограничения объема изобретения они не предназначаются. Изменения и другие модификации характеристик изобретения, описанные здесь, и дополнительные применения принципов изобретения, как описано здесь, которые очевидны для специалистов в данной области техники, имеющих в своем распоряжении данное описание, должны рассматриваться в объеме изобретения. Кроме того, до рассмотрения и описания частных вариантов настоящего изобретения должно быть понятно, что данное изобретение не ограничивается частным способом и материалами, рассмотренными здесь, т.к. таковые могут варьироваться в некоторой степени. Также должно быть понятно,что терминология, используемая здесь, используется только в целях описания частных вариантов и не предназначена быть ограничивающей, т.к. объем настоящего изобретения определяется только прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами. Определения В описании и в формуле настоящего изобретения используется следующая терминология. Как использовано здесь, термины трубопровод, трубы, выпускные отверстия или подобная терминология относятся к любому каналу на определенном расстоянии, который может быть использован для транспортировки материалов и/или тепла из одной точки в другую точку. Хотя трубопроводы обычно могут быть круглыми трубами, также могут использоваться другие некруглые трубопроводы,например, прямоугольный канал и т.д. Трубопроводы могут преимущественно использоваться либо для введения текучих сред в, либо для экстрагирования текучих сред из материала в замкнутое пространство,транспортирования тепла через передачу текучих сред и/или транспортирования радиочастотных устройств, механизмов топливных элементов, нагревателей сопротивления или других устройств. Как использовано здесь, термин измельченный относится к разрушению пласта или крупной массы на части. Измельченная масса может быть rubbilized или иным образом разрушена на фрагменты. Как использовано здесь, термины углеводородистый материал, углеводородсодержащий материал и подобное относятся к углеводородсодержащему материалу, из которого могут быть экстрагированы или получены углеводородные продукты. Например, углеводороды могут быть экстрагированы непосредственно как жидкость, удалены экстракцией растворителем, непосредственно выпарены или иным образом удалены из материала. Однако многие углеводородистые материалы содержат кероген, битум или различные сорта угля, которые преобразуются в низкомолекулярные углеводородные жидкости или газ посредством нагревания или пиролиза. Углеводородистый материал может включать в себя (но не ограничиваясь этим) горючий сланец, битуминозные пески, уголь, лигнит, битум, торф и другие органические материалы. Как использовано здесь, термины изоляционный проницаемый дисперсный земляной слой, слой или слои относятся к сконструированному непрерывному слою, имеющему изоляционные свойства,так что температурный градиент может поддерживаться через слой. Изоляционные слои обычно являются вертикальными, но могут быть ориентированы любым функциональным образом. Потолки, полы и другие контуры и части инфраструктуры, определяющей капсулированный объем, также могут быть слоями, как использовано здесь, если не определено иное. Любые дисперсные неорганические или земляные материалы, такие как гравий, дробленая горная порода, песок или подобные материалы, обычно имеющие размер частиц менее примерно два дюйма (50,4 мм) в диаметре, могут использоваться в формовании такого слоя или слоев. Как использовано здесь, термины наружный непроницаемый слой, бентонитобогащенный грунт, БОГ (BAS) и подобное относятся к уплотнениерегулирующему слою, частично или полностью окружающему изоляционный дисперсный земляной слой или слои. Непроницаемый слой может покрывать изоляционные слои и часть или весь потолок или пол изоляционной инфраструктуры. При использовании БОГ-слой обычно содержит 6-12 мас.% бентонитной глины, 15-20% воды, смешанной с грунтом или агрегатом, часто с размерами частиц менее 1 дюйм (25,4 мм), и распределяется вниз к наиболее мелкому материалу, легко доступному, хотя могут быть сделаны отклонения от указанных общих принципов, пока гидратированный БОГ может поддерживать функциональное уплотнение. При гидратировании бентонитный компонент набухает в несколько раз по отношению к сухому объему бентонитной глины, таким образом, уплотняя грунт, так что указанный материал является пластичным и податливым. Могут также использоваться другие непроницаемые материалы, такие как цемент, жидкий раствор, полимер (например, мембраны, пленки и т.д.). Как использовано здесь, термин значительный, используемый в отношении количества материала или его отдельной характеристики, относится к количеству, которое является достаточным для обеспечения эффекта, обеспечиваемого материалом или характеристикой. Точная степень отклонения, допускаемая в некоторых случаях, зависит от конкретного контекста. Аналогично термин по существу, не содержащий или подобное относится к отсутствию идентифицированного элемента или агента в композиции. В частности, элементы, которые идентифицированы как по существу, не содержащиеся, либо полностью отсутствуют в композиции, либо содержатся только в количествах, которые являются достаточно небольшими, чтобы оказывать измеримый эффект на результаты композиции. Как использовано здесь, термин примерно относится к степени отклонения на основе ошибки эксперимента для конкретного идентифицированного свойства. Широта, предусмотренная термином примерно, зависит от конкретного контекста и конкретного свойства и может легко распознаваться специалистами в данной области техники. Термин примерно не предназначен либо расширять, либо ограничивать степень эквивалентов, которые могут в ином случае давать конкретное значение. Кроме того, если не установлено иное, термин примерно определенно включает термин точно, согласующийся с рассмотрением ниже относительно интервалов и цифровых данных. Концентрации, размеры, количества и другие цифровые данные могут быть представлены здесь в формате интервалов. Должно быть понятно, что такой формат интервалов используется только для удобства и краткости и должен интерпретироваться гибко с включением не только цифровых значений, явно указанных как пределы интервала, но также с включением всех отдельных цифровых значений или субинтервалов, охватываемых указанным интервалом, как если бы каждое цифровое значение и субинтервал были бы явно указаны. Например, интервал от примерно 1 до примерно 200 должен интерпретироваться с включением не только явно выраженных пределов 1 и примерно 200, но также с включением отдельных цифр, таких как 2, 3, 4, и субинтервалов, таких как от 10 до 50, от 20 до 100 и т.д. Как использовано здесь, множество предметов, структурных элементов, композиционных элементов и/или материалов могут присутствовать в общем перечне для удобства. Однако указанные перечни должны истолковываться, как если бы каждый представитель перечня был отдельно идентифицирован как отдельный и уникальный представитель. Таким образом, ни один отдельный представитель такого перечня не должен истолковываться как де факто эквивалент любого другого представителя этого же перечня только на основе их присутствия в общей группе без указаний противоположного. Конденсационная система, использующая изоляционные проницаемые слои Рассматривается система, содержащая замкнутое пространство, окруженное изоляционным проницаемым слоем. Когда материал в замкнутом пространстве нагревается, слой может иметь температурный градиент, имеющий более высокую температуру на внутренней поверхности слоя и более низкую температуру на наружной поверхности слоя. Система может иметь по меньшей мере один выпуск текучей среды в ее нижней части для отвода жидкостей, т.е. экстрагированных и конденсированных углеводородов,и может иметь множественные выпуски и впуски текучей среды в зависимости от того, как система используется в удалении углеводородов и других материалов. Однако изоляционные слои, образующие структуру, являются также проницаемыми для паров, образованных при нагревании материала в замкнутом пространстве. Пары в замкнутом пространстве находятся, по существу, при существующей высокой температуре, при которой нагревается материал, хотя внутренние температуры могут различаться локально в замкнутом пространстве благодаря потокам текучей среды и конвективным потокам. Образование паров также дает в результате положительное парциальное давление пара в замкнутом пространстве. При указанных температуре и давлении пары проходят вверх через изоляционный проницаемый слой,где пары приходят в контакт с веществом, образующим слой. Контакт с веществом и снижение температуры через изоляционный слой от внутренней поверхности к наружной поверхности вызывает конденсирование по меньшей мере части паров. Конденсированные жидкости проходят вниз через изоляционный слой для собирания. Кроме того, конденсация паров дает в результате локальное снижение объема и последующее уменьшение давления в изоляционном слое с получаемым эффектом отвода дополнительных паров из замкнутого пространства в слое. Кроме того, отмечено, что только положительное парциальное давление требуется для отвода диффузии в проницаемый слой (например, общая разность давления может быть нулевой, и еще имеется диффузия паров как результат градиентов концентрации). Положительное парциальное давление в замкнутом пространстве и снижение давления в изоляционных проницаемых слоях служат в качестве насоса автоконденсации с непрерывным выведением паров из замкнутого пространства в изоляционный проницаемый дисперсный слой с продолжением конденсации и собиранием паров. Как отмечено в одновременно рассматриваемой заявке, указанной выше, способ извлечения углеводородов из углеводородистых материалов может содержать формование сконструированной инфраструктуры регулирования проницаемости. Указанная сконструированная инфраструктура определяет, по существу, замкнутый или капсулированный объем. Добытый и собранный углеводородистый материал,который является твердым или, по меньшей мере, не текущим свободно в условиях введения, может быть введен в замкнутую инфраструктуру с образованием проницаемого тела углеводородистого мате-3 021414 риала. Проницаемое тело может достаточно нагреваться для удаления из него углеводородов. В процессе нагревания углеводородистый материал является, по существу, неизменным, т.к. сконструированная инфраструктура является фиксированной структурой. Однако, когда углеводороды удаляются, оставшийся материал имеет тенденцию опускаться и оседать. В некоторых случаях степень осадки может быть значительной, хотя оставшийся материал активно не смешивается. Удаленные углеводороды (включая жидкости и газы) могут быть собраны для дальнейшей переработки, использования в способе и/или использования при извлечении. Подходящие стадии переработки адекватно рассматриваются в предварительной заявке, приведенной здесь, и могут быть легко приспособлены для использования в содержащейся инфраструктуре, содержащей изоляционный проницаемый дисперсный земляной слой, как рассмотрено здесь. Изоляционный проницаемый слой может быть выполнен из материала, который является как изоляционным, так и проницаемым для паров из замкнутого пространства. Неограничивающие примеры подходящих изоляционных и проницаемых материалов могут включать в себя дисперсный земляной материал, пенопласт с открытыми порами, волокнистый мат и т.п. В одном аспекте изоляционным проницаемым слоем может быть дисперсный материал с частицами диаметром менее примерно 2 дюйма (50,8 мм). Хотя другие материалы могут быть подходящими, изоляционный дисперсный слой обычно может быть выполнен из гравия, песка, измельченного обедненного горючего сланца или других изоляционных тонкодисперсных материалов, которые не улавливают или иным образом не задерживают поток текучей среды через изоляционный дисперсный слой. Внутренняя поверхность изоляционного слоя, смежного с материалом, нагреваемым в замкнутом пространстве, находится при температуре способа нагревания. Наружная поверхность изоляционного слоя может быть при температуре окружающей среды или другой более низкой температуре, чем внутренняя поверхность. Наружная поверхность обычно находится при температуре ниже точки кипения воды и наиболее часто намного ниже точки кипения пара. Величина градиента может значительно варьироваться в зависимости от внутренней температуры замкнутого пространства по сравнению с точкой кипения соответствующего рассматриваемого пара. Замечено, что некоторые пары могут не конденсироваться, особенно в случаях, когда поступающий пар имеет множественные компоненты. Несмотря на это, присутствующий температурный градиент является достаточным для конденсации требуемых частей пара. Температурный градиент может быть разработан на основе ряда переменных, таких как (но не ограничиваясь этим) температуры внутренней и наружной поверхностей, размер частиц в слое, тип материала, толщина слоя, пустое пространство и т.п. Как таковой имеется значительный температурный градиент через ширину изоляционного слоя от его внутренней поверхности к его наружной поверхности. Пары, образованные в процессе нагревания в замкнутом пространстве, проникают в указанный проницаемый изоляционный слой. Когда указанные пары достаточно охлаждаются в изоляционном слое (ниже температуры конденсации соответствующих паров), образуются жидкости. Когда материалом в замкнутом пространстве является углеводородистый материал, указанные жидкости представляют собой широкие углеводороды. Обычно может быть предпочтительно, что жидкости, по существу, не смачивают материалы изоляционного слоя и капают вниз через слой к нижней части изоляционного слоя инфраструктуры замкнутого пространства, где они собираются и удаляются. Предпочтительно, когда жидкости проходят вниз через изоляционный слой, любые мелкие частицы, присутствующие в жидкостях, могут быть отфильтрованы и удалены. Например, дисперсные земляные материалы имеют тенденцию притягивать мелкие частицы в конденсированных жидкостях. Указанное воздействие может, в частности, осуществляться, когда поток жидкости через частицы поддерживается так, чтобы поддерживать тонкий слой через значительные части земляных материалов. Тонкий слой позволяет мелким частицам мигрировать через толщину пленки к поверхности дисперсного материала, где мелкие частицы могут удерживаться (например, адсорбцией). Дополнительные подробности указанного аспекта отделения мелких частиц могут быть найдены в предварительной заявке на патент США 61/266423, поданной 3 декабря 2009 г., которая приводится здесь в качестве ссылки. Замкнутая структура, в частности, предназначена для переработки и удаления углеводородов из таких источников, как горючие сланцы, битуминозные пески, уголь, битум, лигнит, торф и их комбинации. Однако механизм конденсации может быть также подходящим для любого другого материала, из которого извлекаются конденсирующиеся пары. Неограничивающие примеры дополнительных материалов могут включать в себя биомассу, сточные воды, удаляемый избыточный ил и т.п. В зависимости от конкретного применения и нагреваемого материала толщина изоляционного слоя может варьироваться от примерно 10 см до 7 м, хотя для конкретных применений может рассматриваться другая толщина. Также температура в замкнутом пространстве может варьироваться от примерно 150 С до примерно 500 С, хотя температуры снаружи указанного интервала могут быть подходящими в зависимости от материалов и содержащихся паров. Как таковые давления в замкнутом пространстве обычно варьируются в интервале от примерно 0,1 до 15 фунт/кв.дюйм (0,69-103,4 кПа). Замкнутый объем может находиться в относительно широком интервале от нескольких кубических метров до нескольких сотен тысяч кубических метров. Ограничения определяются только размером инфраструктуры, объемом замкнутого пространства, шириной слоев, температурами, давлениями и т.п., которые являются функциональными. При прочтении данного описания такие параметры могут быть определены специа-4 021414 листом в данной области техники. Наружный непроницаемый слой может, необязательно, охватывать изоляционный проницаемый слой. Наружный непроницаемый слой является непроницаемым как для углеводородов, так и для водных жидкостей и паров. Обычно данный слой может содержать слой бентонитобогащенного грунта или подобного материала. Указанный слой гидратируется так, что пластичность слоя бентонитобогащенного грунта уплотняет инфраструктуру с предотвращением утечки или прохождением углеводородов наружу из инфраструктуры, за исключением предназначенных трубопроводов, конденсации в изоляционном слое или другого подходящего средства. Слой бентонитобогащенного грунта также действует с предотвращением прохождения углеводородных паров, углеводородных жидкостей и внешних водяных паров наружу из инфраструктуры. Кроме того, слой бентонитобогащенного грунта является достаточно пластичным, чтобы сжиматься при его содействии в поддержании замкнутого пространства в герметичном состоянии. Поскольку слой бентонитобогащенного грунта гидратируется, температура на наружной поверхности изоляционного слоя может быть ниже температуры кипения воды и очень часто ниже для того, чтобы поддерживать пластичность слоя. Для непроницаемого слоя могут также использоваться другие материалы, включая (но не ограничиваясь этим) полимерные мембраны/пленки, бетон, цементный раствор, асфальт, листовой металл, листовой алюминий и т.п. Пары могут получаться на месте из твердых материалов в замкнутом пространстве или могут получаться из текучих сред, введенных в замкнутое пространство. Например, жидкости, полученные от первой операции, могут быть введены в замкнутое пространство и нагреты достаточно для получения паров. Необязательно части замкнутого пространства могут быть непроницаемыми, чтобы обеспечить удержание жидкостей в замкнутом пространстве (например, более низкие части, действующие как бассейн удерживания). Кроме того, необязательные ванны собирания жидкости могут быть введены в замкнутое пространство для избирательного собирания и выведения жидкостей из инфраструктуры. В одном аспекте одна или более ванн собирания могут быть ориентированы на собирание жидкостей, которые отводятся из верхнего колпака (т.е. для того, чтобы снизить объем такой жидкости, которая падает обратно в замкнутое пространство). Инфраструктура, содержащая замкнутое пространство, окруженное изоляционным проницаемым слоем, имеющим в себе температурный градиент, может быть формована с использованием любого подходящего подхода. Однако в одном требуемом в настоящее время подходе структура формуется от пола вверх. Формование дисперсного земляного слоя или слоев и помещение в замкнутое пространство с углеводородсодержащими измельченными земляными материалами может осуществляться одновременно в способе вертикального отложения, где материалы откладываются по определенному образцу. Например, множественные желобы или другие механизмы подачи частиц могут быть ориентированы вдоль соответствующих положений выше отложенного материала. При выборочном регулировании объема подаваемых частиц и положения вдоль воздушного вида системы, где подается каждый соответствующий дисперсный материал, изоляционный слой, образующий структуру, может быть формован одновременно от пола до свода. Боковые части инфраструктуры могут быть формованы как непрерывное удлинение вверх по наружному периметру пола. Если присутствует непроницаемый наружный слой, такой как бентонитобогащенный грунт БОГ) (BAS, данный слой вместе с дисперсным земляным слоем конструируется как непрерывное удлинение пола. В процессе наращивания такой боковой стенки измельченный углеводородистый материал может быть одновременно помещен на пол и по периметру боковой стенки, так что для образования замкнутого пространства оно будет заполняться одновременно с нарастанием сконструированной боковой стенки. Таким образом, можно избежать поддерживающихся стенок и других второстепенных ограничивающих соображений. Указанный подход может также регулироваться в процессе вертикального наращивания для того, чтобы подтвердить, что перемешивание на границах раздела слоев находится в приемлемых определенных допустимых пределах (например, с сохранением функциональности соответствующего слоя). Например, избыточное перемешивание БОГ-слоя с дисперсным земляным слоем может ухудшить уплотняющую функцию БОГ. Этого можно избежать при тщательном отложении каждого смежного слоя, когда он наращивается, и/или при увеличении толщины отложенного слоя. Когда способ нарастания приближается к верхним частям, верх может быть формован с использованием такого же механизма подачи частиц и с регулированием только положения и скорости соответствующего дисперсного материала. Например, когда достигается требуемая высота боковой стенки, может быть введено достаточное количество измельченного углеводородистого материала, при котором может быть отложена верхняя поверхность инфраструктуры. В данном подходе часть колпака поддерживается углеводородистым материалом и не должна иметь независимую несущую конструкцию. В зависимости от конкретной установки нагревательные трубы, собирающие трубы, собирающие ванны и/или другие конструкции могут быть, необязательно, заделаны в отложенные дисперсные материалы. Таким образом, формуется инфраструктура, содержащая измельченный углеводородистый материал. Имея в виду приведенное выше описание, на фиг. 1 представлен вид сбоку одного варианта, показывающего внешнюю инфраструктуру 100, в частности, подходящую для извлечения углеводородов из измельченных углеводородсодержащих материалов 110. Инфраструктура 100 содержит замкнутое пространство 120, определенное изоляционным проницаемым слоем 130. Изоляционный слой 130 покрыт непроницаемым слоем 140, которым для иллюстрации является бентонитобогащенный грунт. Нагревательное устройство (не показано) нагревает углеводородсодержащий материал 110 при температуре, достаточной для извлечения из него углеводородов. Обычно указанная температура находится в интервале от примерно 150 С до примерно 500 С. Когда углеводороды высвобождаются в результате нагревания или обжига, образуются жидкости и/или пары. Жидкости выводятся из инфраструктуры через дренаж 150 пола. Пары, образовавшиеся в замкнутом пространстве, создают в результате положительное давление в интервале от примерно 0,1 до примерно 15 фунт/кв. дюйм (от примерно 0,69 до примерно 103,4 кПа). Если требуется, трубопроводы (не показано) могут быть помещены в замкнутое пространство 120 для выведения паров, как указано в одновременно рассматриваемой заявке на патент США 12/028569,поданной 8 февраля 2008 г., которая приводится здесь в своей полноте в качестве ссылки. Однако, даже если трубопроводы или другие устройства собирания паров присутствуют, не все пары собираются за пределами замкнутого пространства. Несмотря на присутствие устройств собирания паров, остается необходимость собирания и извлечения максимальных количеств паров, полученных в процессе нагревания или обжига. Положительное давление, присутствующее в замкнутом пространстве в процессе нагревания, в сочетании с проницаемостью изоляционного слоя 130 облегчает прохождение паров при температуре способа нагревания в слой 130, где они, по меньшей мере, частично конденсируются, так что жидкости выводятся через внутренний объем слоя, где они собираются через второй дренаж 160. Более конкретно,как показано на фиг. 2, пары 210 поступают в слой через внутреннюю поверхность 220. Сразу в дисперсном слое пары вступают в контакт с дисперсным материалом 130. Имеется снижающийся температурный градиент 230 (т.е. от T1 до Т 2, где Т 1 Т 2) между внутренней поверхностью изоляционного слоя 130 и наружной поверхностью 240 слоя. Температура на наружной поверхности 240 значительно ниже, чем на внутренней поверхности 220. Пары 210, контактируя и проходя через температурный градиент 230 дисперсного земляного материала, конденсируются благодаря снижению температуры и проходят вниз, как указано стрелкой 250, для собирания. Заметно, температурный градиент может быть линейным при равновесии, хотя варьирующиеся профили могут иметь место в переменных неравновесных условиях в результате изменений температур наружной поверхности и/или внутренней поверхности. Конденсация паров также дает уменьшение давления в слое 130, что дает в результате дополнительные пары 210, проникающие через внутреннюю поверхность слоя 200. При такой функциональности система служит как насос автоконденсации с форсированной подачей паров из замкнутого пространства в изоляционный дисперсный земляной слой для конденсации и извлечения. Должно быть понятно, что приведенные выше размещения являются иллюстрацией применения принципов настоящего изобретения. Таким образом, хотя настоящее изобретение описано выше в связи с типичными вариантами настоящего изобретения, для специалистов в данной области техники является очевидным, что многочисленные модификации и альтернативные размещения могут быть сделаны без отхода от принципов и концепций изобретения, как установлено в формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения углеводородов путем конденсации паров из замкнутого пространства, который содержит следующие стадии: помещение углеводородного материала в замкнутое пространство, образованное изоляционным проницаемым для паров углеводородов слоем и внешним непроницаемым слоем; нагревание углеводородного материала до образования паров и сбор паров, сконденсированных в изоляционном проницаемом для паров углеводородов слое. 2. Способ по п.1, в котором изоляционный слой формуется из дисперсных частиц. 3. Способ по п.2, в котором дисперсные частицы представляют собой дисперсный земляной материал, который включает в себя по меньшей мере один представитель из гравия, дробленой горной породы, песка, измельченного горючего сланца, грунта и их комбинаций. 4. Способ по п.2, в котором дисперсные частицы, образующие указанный земляной слой, имеют средний размер частиц менее 2 дюймов (50,8 мм) в диаметре. 5. Способ по п.1, в котором изоляционный слой формуется из пенопласта с открытыми порами или волокнистого мата. 6. Способ по п.1, в котором материал в указанном замкнутом пространстве представляет собой углеводородсодержащий материал. 7. Способ по п.6, в котором углеводородсодержащий материал выбран из группы, состоящей из горючего сланца, битуминозных песков, угля, битума, лигнита, торфа и их комбинаций. 8. Способ по п.1, в котором указанный изоляционный слой имеет толщину от примерно 10 см до примерно 7 м. 9. Способ по п.1, в котором материал нагревают до температуры от примерно 150 до примерно 500 С. 10. Способ по п.1, в котором избыточное давление указанных паров в указанном замкнутом пространстве поддерживают от примерно 0,1 фунт/кв.дюйм (0,69 кПа) до 15 фунт/кв.дюйм (103,4 кПа). 11. Способ по п.1, в котором температуру наружной поверхности поддерживают от примерно 0 до примерно 80 С.
МПК / Метки
МПК: B01D 53/26, B01D 53/02
Метки: способ, конденсации, паров, удаления
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-21414-sposob-udaleniya-i-kondensacii-parov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ удаления и конденсации паров</a>
Предыдущий патент: Циклон для очистки газового потока от слипающихся частиц
Следующий патент: Производные 2-арилимидазола в качестве ингибиторов фермента pde10a
Случайный патент: Новые амидозамещённые гидрокси-6-фенилфенантридины