Энергосберегающая установка получения нефтяного битума
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, к способу получения нефтяного битума путем окисления гудрона. Целью настоящего изобретения является энергосберегающий процесс производства окисленного нефтяного битума из гудрона путем диспергирования гудрона с помощью центробежных форсунок в воздух, подаваемый вентилятором, в пустотелом аппарате.
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, где нефтяной битум является одним из многотоннажных продуктов переработки тяжелых нефтяных остатков (гудронов) и находит широкое применение в разных областях строительства, сельского хозяйства и других.
Известно, что нефтяной битум получают с помощью окисления нефтяных остатков (гудронов) кислородом воздуха в окислительных кубах или колоннах, трубчатых реакторах, в горизонтальных кубах с диспергаторами [1, 2, 3, 4, 5].
Известно также множество конструкций устройств для создания наибольшего контакта воздуха с гудроном с целью ускорения процесса окисления и снижения затрат сжатого до 0,3-0,8 МПа воздуха [2].
По практическим данным затраты электроэнергии на тонну битума в зависимости от марки битума составляет 6,0-25,0 квт-ч [2, 5].
Предлагаемый способ отличается от традиционного тем, что вместо диспергирования воздуха, который имеет плотность 1,23 кг/м3, в гудрон с плотностью до 1000 кг/м3, диспергируется гудрон в воздух путем его распыления в пустотелом аппарате.
Результаты, полученные на исследовательской установке, показали, что в новом процессе время окисления гудрона в виде частиц диаметром 1,0 гг измеряется секундами, поверхность контакта одного литра гудрона с воздухом составляет 6,0 м2, качество битума улучшается за счет равномерного окисления всей массы гудрона, количество воздуха снижается до стехиометрического, то есть в уходящих газах окисления, остаются следы кислорода, а затраты электроэнергии составляют 1,05 квт-ч на тонну битума.
Новый процесс простой в аппаратурном оформлении, может вестись в автоматическом режиме и легко перестраиваться на получение заданной марки битума по глубине окисления.
По данным, полученным на исследовательской установке, разработана технологическая схема промышленной установки.
На изображенной схеме представлена установка для получения окисленного нефтяного битума по предложенному способу. Гудрон (I) поступает в установку при давлении 0,5 МПа, нагревается в теплообменнике 6 теплом отходящего с температурой 230°С битума и подается в кольцевой коллектор с центробежными форсунками 5. Окисление гудрона в распыленном виде происходит в распылительной камере 3. В распылительную камеру вентилятором 1 подается воздух (II) из расчета 100 м3 на 1 тонну гудрона. Затраты воздуха в ходе процесса регулируются до достижения минимального содержания кислорода в газах окисления. В момент пуска установки воздух подогревается в калорифере 2, а поскольку процесс окисления гудрона экзотермический, то в дальнейшем
калорифер используется для стабилизации температуры воздуха в зависимости от температуры окружающего воздуха. В поток воздуха вводится низкопотенциальный насыщенный водяной пар (III) для исключения накопления зарядов статического электричества. Окисленный до битума гудрон собирается в нижней части камеры, откуда по уровню откачивается (IV) в приемный резервуар после охлаждения в теплообменнике 6. Газы окисления (V) из камеры 3 поступают в циклон 4 для освобождения от капельного уноса и направляются на обезвреживание.
Сравнительно низкая температура процесса, большая площадь контакта гудрона с воздухом и малое время контакта улучшают качество битума при значительном снижении энергозатрат в сравнении с существующими процессами.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Гун Р.Б., Гуревич И.Л. Производство нефтяных битумов. М.: ГОСИНТИ, 1960. - 89 с.
2. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М.: Химия, 1989. - 149 с.
3. Белоконь Н.Ю., Компанеец В.Г., Колпакова И.В., Ступина Т.К. Исследование влияния группового состава гудронов на качество промышленно окисленных битумов. // Нефтепереработка и нефтехимия. - М.: ЦНИИТЭНефтехим, 2001. - Вып.1. - С.19-22.
4. Федоров А.А., Бауэр В.П., Сударкин Г.А. Установка производства битумов. // Нефтепереработка и нефтехимия. - М.: ЦНИИТЭНефтехим, 2001. - Вып.7. - С.17-21.
5. Степанов А.В., Горюнов B.C. Ресурсосберегающая технология переработки нефти. - Киев: Наукова думка, 1993. - 263 с.
1. Энергосберегающая установка получения нефтяного битума из гудрона, которая включает теплообменник для нагрева гудрона, вентилятор для подачи воздуха, калорифер для подогрева воздуха, циклон для очистки от капельного уноса, отличающаяся тем, что содержит распылительную камеру (пустотелый аппарат) с кольцевым коллектором с центробежными форсунками для диспергирования гудрона.
