امروزه به دليل كاهش مقدار ذخاير نفتي و افزايش روز افزون فرآورده هاي نفتي ، فرآوري هرچه بهتر مواد نفتي موجود و تبديل آنها به مواد با ارزش تر ، بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است . مواد نفتي سنگين همچون نفت كوره ، نفت سنگين و ساير مواد نفتي از اين قبيل داراي ارزش پاييني نسبت به مواد سبك همچون گازوئيل و بنزين بوده وصرف مصارفي چون سوخت كوره ها و كشتي ها و ساخت قير و ... مي شوند . اختراع حاضر با هدف تبديل مواد نفتي سنگين همچون نفت كوره و نفت سنگين و ... به مواد نفتي سبكتر با افزودن مواد هيدروژن دهنده به فرايند طراحي گرديده است . در سيستم ارائه شده بخشي به نام امولسيون ساز وجود دارد كه امولسيون مواد نفتي سنگين و آب را ميسازد كه به عنوان خوراك وارد واحد اصلي ميشود.اضافه كردن آب به مواد نفتي با هدف تامين هيدروژن در سيستم كراكينگ و افزايش سطح انتقال حرارت انجام ميگيرد.در واحد اصلي امولسيون ساخته شده از مواد نفتي و آب به عنوان خوراك بر روي سطحي داغ از مواد نفتي بسيار سنگين كه در كف راكتور قرار دارند پاشيده ميشود.در اين حالت قطرات امولسيون با ورود به راكتور به علت بالاتر بودن دماي محيط از دماي جوش آب منبسط شده و هر قطره به چندين قطره تبديل ميشود.با رسيدن اين قطرات به سطح داغ كف راكتور قطرات ريزتر ايجاد شده نيز با انفجار قطرات آب باقي مانده در امولسيون خود به هزاران قطره تبديل شده و همزمان دچار شوك حرارتي ميشوند.قطرات بسيار ريز جديد ايجاد شده در اثر انفجار بخار نيز مجددا بر روي سطح داغ پاشيده ميشوند و به دليل ايجاد شك حرارتي مجدد و سطح انتقال حرارت بسيار بسيار بالا(به دليل ميكرونه بودن قطرات نفتي) دچار شكست مولكولي شده و به مولكولهاي كوچكتر تبديل ميشوند.در اين سيستم خوراك توسط بازوي گردان با سرعت 2 دور در دقيقه بر روي سطح داغ پاشيده ميشود . انتخاب اين سرعت با توجه به سطح مقطع دايره اي شكل با قطر 60 سانتي متر ميباشد كه نمونه آن در اين كار به صورت موفقيت آميز ساخته شد.واضح است كه با افزايش قطر اين سرعت افزايش و با كاهش قطر اين سرعت كاهش پيدا خواهد كرد و منطق تعيين سرعت چرخشي نيز دادن زمان كافي به سطح داغ است تا پس از پاشش خوراك بر روي آن در يك نقطه معين و قبل از رسيدن دوباره بازو پاشش خوراك به آن نقطه ، دماي كاسته شده در اثر پاشش خوراك سرد افزايش يابد و آماده براي انجام مجدد فرايند گردد. مواد نفتي بسيار سنگين ميتوانند توسط شعله آتش افروخته شده در زير راكتور گرم شوند و روش ديگر براي داغ نگاه داشتن مواد نفتي بسيار سنگين ذكر شده ، سيركولاسيون اين مواد در كويلي است كه از كوره اي جداگانه از راكتور ميگذرد و توسط مشعل داغ ميشود (سيستمي مانند كوره استفاده شده در سيستم هاي وايز بركينگ). كه روش اول در سيستم هاي با قطر كم و روش دوم در سيستم هاي با قطر بالا مناسب ميباشند.در روش اول مشكل ايجاد كك در سيستم وجود ندارد زيرا در كف راكتور زنجيرهايي به ميكسر متصل شده اند تا به صورت مداوم جداره كف مخزن را تراشيده و از تشكيل كك جلوگيري كنند.در روش دوم به دليل عدم برخورد شعله آتش به راكتور، در هيچ نقطه اي از راكتور كك تشكيل نميشود ولي در كويل گذرداده شده از كوره كه با هدف سيركوله كردن مواد نفتي بسيار سنگين در آن و ثابت نگاه داشتن دماي آن در نظر گرفته شده است، به دليل برخورد مستقيم آتش به محل عبور مواد نفتي در دماي بالا كك تشكيل ميشود كه براي حل اين مشكل بايد از روشي براي احياي كك تشكيل شده استفاده نمود.با توجه به اينكه در سيستم وايزبركينگ دقيقا همچين مسئله اي وجود دارد ميتوان از روشهاي استفاده شده در اين سيستم براي احيا استفاده نمود. در اين سيستم در مخزن شماره (7) ابتدا محلول آبي(8) حاوي آب و NaOH يا KOHبا PH بالاتر از 12 آماده ميگردد . در قسمت ديگر مواد نفتي سنگين خوراك(3) در مخزن(1) بصورت مجزا به وسيله هيتر(5) تا دماي 90 درجه سانتي گراد گرم مي شوند.ميتوان بجاي استفاده از هيتر از گازهاي حاصل از احتراق مشعل (21) نيز بمنظور گرم كردن مواد اوليه استفاده نمود. پس از آن دو جريان خوراك و محلول آبي به وسيله پمپ هاي تزريق (6) بادبي تعيين شده و به نسبت معين وارد دستگاه امولسيون ساز(11) مي شوند . در اين دستگاه امولسيون محلول آبي و مواد نفتي ساخته مي شود كه در آن قطر ذرات آب ايجاد شده در امولسيون بين 5-3 ميكرومتر مي باشد . پس از آن امولسيون ايجاد شده وارد سيستم توزيع خوراك(17) مي شودكه خوراك را بداخل راكتور(16) وارد مي كند . سيستم توزيع خوراك(17) بصورت يك بازوي گردان مي باشد كه از لوله سوراخكاري شده ساخته شده است . با اين سيستم توزيع ، خوراك بصورت چرخشي با دور 2 دور دردقيقه بصورت قطره(32) در داخل راكتور(16) از بالا به پايين پاشيده مي شود . بين 1/3 تا 1/4 حجم راكتور از مواد نفتي بسيار سنگين(20) با دماي جوش بالاي 500 درجه سانتي گراد پر شده است . كه اين مواد نفتي بسيار سنگين(20) توسط مشعل(21) قرار داده شده در قسمت بيرون و پايين راكتور تا دماي 250 – 400 درجه سانتي گراد گرم ميشوند . دما در اين بازه ثابت نگاه داشته ميشود . اين مواد(20) نقش مبادله كننده حرارت بين شعله(33) و قطرات امولسيون(32) را ايفا ميكنند . قطرات امولسيون(32) ورودي پس از خروج از سوراخهاي بازوي سيستم توزيع خوراك(12) ، به سطح مواد نفتي بسيار سنگين داغ(20) سقوط كرده و ذرات آب موجود در قطرات امولسيون در اثر مواجه شده با دماي بسيار بيشتر از دماي جوش خود به بطور ناگهاني منفجر ميشوند . اين اتفاق سبب از هم پاشيدن قطره امولسيون خوراك و تبديل شدن آن به تعداد بيشمار قطره مي شود كه اين اتفاق موجب افزايش چندين برابري سطح مقطع بين قطرات امولسيون و سطح مواد نفتي بسيار سنگين داغ(20) مي شود و اين امر سبب ايجاد شوك حرارتي بسيار شديد در ذرات ريز ايجاد شده از مواد نفتي خوراك و قطرات ريز آب يونيزه شده مي گردد كه موجب از هم پاشيدن مولكولهاي اين مواد ميگردد . در اثر بهبود سطح انتقال حرارت ايجاد شده ، قسمت بيشتري از مواد نفتي با حرارت مستقيم برخورد داشته و به بخار تبديل مي شوند . مولكولهاي هيدروژن و اكسيژن ايجاد شده از شكت مولكولهاي آب به الكترون هاي آزاد حاصل از شكست در مواد نفتي متصل شده و اين مولكول ها را سير ميكنند كه موجب افزايش وزن مواد نفتي و در نتيجه بازده افزايش بازده تبديل ميشود. بخار ايجاد شده توسط پمپ خلاء(28) و يا بصورت اتمسفريك از راكتور خارج شده و توسط كندانسور(25) به مايع(34) تبديل مي شود كه اين مايع(34) شامل آب و مواد نفتي سبك مي باشد . لازم به ذكراست كه بمنظور جلوگيري از ايجاد تشكيل كك در جداره پاييني راكتور ، از يك همزن(19) استفاده شده است. اين همزن (19) و بازوي توزيع خوارك(17) به شفت(13) متصل شده اند . اين شفت(13) واسط بين بيرون و داخل راكتور(16) مي باشد و خوراك از طريق سوراخ ايجاد شده در مركز شفت(13) به بازو(17) منتقل ميشود . در انتهاي شفت(13) يك سه راهي(18) قرار داد كه بازو(17) به قسمت عمود به شفت(13) و همزن(19) در راستاي شفت(13) به سه راهي(18) بسته مي شود . بديهي است كه همزن(19) از يك شفت توپر ساخته شده است و بازوي توزيع خوراك(17) از يك لوله سوراخكاري شده. در قسمت پايين راكتور(16) براي كنترل سطح مواد نفتي سنگين(20) باقي مانده در كف مخزن از يك سر ريز(35) استفاده شده است كه مواد اضافي را به مخزن ديگر(30) منتقل مي نمايد . براي استفاده بهتر از حرارت مشعل(21) از يك ديواره دو جداره(39)براي 1/3 پاييني ارتفاع راكتور (16)استفاده شده است تا مواد موجود(20) به خوبي گرم شوند . شفت وارد كننده خوراك به داخل راكتور(16) ، در قسمت بيرون راكتور به وسيله الكتروموتور(14) با سرعت 2 دور در دقيقه چرخانده مي شود . نسبت محلول آبي(8) و مواد نفتي سنگين(3) در جريان ورودي(36) بين 30 – 5 درصد محلول آبي به وزن كل مي باشد كه نسبت بهينه آن 16% مي باشد . طبق آزمايش انجام شده ، چگالي ماده نفتي(3) وارد شده به عنوان خوراك 950 گرم بر ليتر بود كه با 16% محلول آبي(8) 12=PH مخلوط شده و امولسيون(36) خوراك را تشكيل داد .و در دماي راكتور(16) 350 درجه سانتي گراد مواد نفتي سبك خروجي(34) از راكتور(16) داراي چگالي 810 گرم برليتر بوده و حدود 60% از حجم مواد نفتي سنگين را تشكيل ميداد و باقي مواد خروجي آب(37) بود.