Ngày nay, các sản phẩm lọc hóa dầu hiện diện khắp mọi nơi từ những đồ dùng thiết yếu đơn giản như bao bì, đồ nội ngoại thất, hàng may mặc, giày dép, cho đến những sản phẩm công nghệ cao như ô tô, máy bay, tàu thủy… bên cạnh nhiên liệu sử dụng cho các phương tiện giao thông. Hơn nữa, các hóa chất là sản phẩm của ngành công nghiệp lọc hóa dầu là một trong các thành phần nền tảng trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại. Ngành công nghiệp lọc hóa dầu hiện đang là một trong những ngành quan trọng bậc nhất và là nền tảng phát triển cho nhiều ngành công nghiệp khác. Bài viết này đưa ra một số sáng chế điển hình trong lĩnh vực lọc hóa dầu được trích dẫn nhiều nhất từ các tài liệu nghiên cứu khác nhau. Điều này thể hiện những sáng chế này là những sáng chế rất quan trọng và là nền tảng cho những nghiên cứu phát triển công nghệ sau này của lĩnh vực lọc hóa dầu.
Hình 1. Một số ứng dụng của sản phẩm lọc hóa dầu
(Nguồn: https://blog.nus.edu.sg)
(Nguồn: https://blog.nus.edu.sg)
Một số sáng chế điển hình trong lĩnh vực lọc dầu
- Sáng chế US2857002A của công ty Texaco Inc. nộp ngày 19/03/1956 tại Mỹ với tiêu đề “Recovery of viscous crude oil”: Sáng chế này được trích dẫn trong 453 tài liệu nghiên cứu khác nhau. Sáng chế đã hết hạn bảo hộ.
Hình 2. Sơ đồ minh họa một phương án theo sáng chế US2857002A - Recovery of viscous crude oil
Sáng chế này liên quan đến việc thu hồi dầu thô nhớt có tỉ trọng thấp. Cụ thể hơn, sáng chế này đề cập đến một phương pháp cải thiện và tăng thu hồi dầu thô nhớt tỉ trọng thấp, nhờ đó dầu thu hồi đã cải thiện được các đặc tính mà minh chứng là độ nhớt của dầu được giảm đáng kể.
- Sáng chế US5126037A của công ty Union Oil Company of California nộp ngày 05/04/1990 tại Mỹ với tiêu đề “Geopreater heating method and apparatus”: Sáng chế này được trích dẫn trong 410 tài liệu nghiên cứu khác nhau. Sáng chế hiện đã hết hạn bảo hộ.
Hình 3. Sơ đồ một quy trình Geotreater™ được cải tiến theo sáng chế US5126037A -
Geopreater heating method and apparatus
Geopreater heating method and apparatus
Sáng chế này liên quan đến việc sử dụng một nguồn nhiệt riêng biệt, chẳng hạn một bộ gia nhiệt với hiệu ứng mặt ngoài, được thêm vào bộ trao đổi nhiệt dưới mặt đất và thiết bị đốt oxy để cải thiện nguồn cung cấp dầu thô nhớt. Một dây cách điện được tích hợp với đường ống cung cấp oxy đốt để tạo thành bộ gia nhiệt hiệu ứng mặt ngoài hoạt động cùng với bộ trao đổi nhiệt. Đầu ra của bộ gia nhiệt được kiểm soát riêng biệt để có thể giảm nhiệt từ thiết bị đốt, giảm lượng sản phẩm đốt. Việc cải thiện kích thước xuống hoặc loại bỏ sản phẩm đốt dư thừa tạo điều kiện thuận lợi và cũng giúp làm nóng trước nguồn cung cấp oxy. Sự kết hợp giữa bộ gia nhiệt hiệu ứng mặt ngoài và bộ trao đổi nhiệt giúp tăng nhiệt từ từ và tăng thời gian cư trú của nguyên liệu ở điều kiện áp suất và nhiệt độ mong muốn.
- Sáng chế US6357526B1 của công ty Kellogg Brown & Root Inc. nộp ngày 16/03/2000 tại Mỹ với tiêu đề “Field upgrading of heavy oil and bitumen”: Sáng chế này được trích dẫn trong 333 tài liệu nghiên cứu khác nhau. Sáng chế hiện đã hết hạn bảo hộ.
Hình 4. Giản đồ của một bể chứa dầu nặng hoặc bitum dưới lòng đất với hai cặp giếng theo sáng chế US4818370A -
Field upgrading of heavy oil and bitumen
Field upgrading of heavy oil and bitumen
Sáng chế này liên quan đến quy trình và hệ thống tích hợp tại chỗ giúp làm giàu dầu thô hoặc bitum và thu hồi năng lượng để sản xuất hơi nước bằng phương pháp thoát nước trọng lực (SAGD) đối với dầu thô hoặc bitum. Dầu thô hoặc bitum tạo ra được bằng phương pháp SAGD nói trên được tháo tràn ra để loại bỏ phân đoạn dầu khí, phần cặn được khử atphan với dung môi để thu được dầu khử atphan; dầu này được hòa trộn với phân đoạn khí để tạo thành dầu thô tổng hợp có thể bơm được. Dầu thô tổng hợp có API được cải thiện từ 4 – 5 độ và hàm lượng lưu huỳnh, nito và các hợp chất kim loại thấp hơn.
Một số sáng chế điển hình trong lĩnh vực hóa dầu
- Sáng chế US4818370A của công ty Cities Service Oil and Gas Corporation nộp ngày 14/09/1987 tại Mỹ với tiêu đề “Process for converting heavy crudes, tars, and bitumens to lighter products in the presence of brine at supercritical conditions”: Sáng chế này được trích dẫn trong 391 tài liệu nghiên cứu khác nhau. Sáng chế hiện đã hết hạn bảo hộ.
Sáng chế đề cập đến việc cho một lượng lớn các hydrocarbon thô nặng phản ứng với một lượng nhỏ nước muối, trong đó nước muối ở điều kiện nhiệt độ và áp suất siêu tới hạn, trong một khoảng thời gian định trước để cải thiện và chuyển hóa hydrocarbon thô nặng thành hydrocarbon thô nhẹ hơn, tỉ trọng API cao hơn. Quá trình cải thiện và chuyển hóa dầu thô nặng chứa hydrocarbon thành các hydrocarbon nhẹ hơn được diễn ra trong một hệ thống lò phản ứng liên tục và có thể được diễn ra tại một vùng chứa dầu dưới lòng đất. Nhiệt lượng tổng của phản ứng được trung hòa, ví dụ, hoặc bằng phương pháp tản nhiệt hoặc bằng phương pháp thu nhiệt. Để cung cấp nhiệt độ cần thiết, nhiệt năng được bổ sung vào hệ thống xử lý trước khi diễn ra phản ứng.
- Sáng chế US4927857A của công ty Engelhard Corporation nộp ngày 18/01/1989 tại Mỹ với tiêu đề “Method of methanol production” : Sáng chế này được trích dẫn trong 379 tài liệu nghiên cứu khác nhau. Sáng chế hiện đã hết hạn bảo hộ.
Hình 5. Sơ đồ nhà máy tổng hợp metanol bao gồm bộ phận tạo khí tổng hợp theo một phương án
của sáng chế US4927857A - Method of methanol production
của sáng chế US4927857A - Method of methanol production
Sáng chế đề cập đến việc quy trình sản xuất metanol bao gồm chuẩn bị một loại khí tổng hợp chứa hydro bằng cách tinh lọc tự điều nhiệt (Autothermal Reforming) một loại nguyên liệu chứa hydrocarbon với oxy và hơi nước trong một thiết bị chuyển hóa tự điều nhiệt và có sử dụng một chất xúc tác nguyên khối thứ nhất có chứa chất xúc tác pallala và platinum, và một chất xúc tác thứ hai là xúc tác tinh lọc hơi nước chứa kim loại nhóm bạch kim. Thiết bị tinh lọc tự điều nhiệt là một lò phản ứng tương đối đơn giản và nhỏ gọn, trong đó nhiều loại nguyên liệu chứa hydrocarbon, từ nguyên liệu hydrocarbon nặng đến khí tự nhiên, có thể được sử dụng để sản xuất khí tổng hợp metanol. Bằng cách kiểm soát các tỷ lệ H2O/carbon và O2/carbon, một nguyên liệu nhất định có thể được tinh lọc trong điều kiện tự điều nhiệt để tạo ra khí tổng hợp có tỷ lệ mong muốn là H2/(2CO + 3CO2) để sản xuất metanol.
Nguồn: Trung tâm Thống kê dữ liệu và Phân tích sáng chế
