ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНОГО БИТУМА

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].
3
3
Предлагаемый способ отличается от традиционного тем, что вместо диспергирования воздуха, который имеет плотность 1,23 кг/м, в гудрон с плотностью до 1000 кг/м, диспергируется гудрон в воздух путем его распыления в пустотелом аппарате.
2
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 м, 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.
3
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 м 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.