УСТАНОВКА ТЕРМОКРЕКИНГА СМЕСИ РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ, ТЯЖЕЛОГО НЕФТЯНОГО ОСТАТКА И ИЗМЕЛЬЧЕННОГО ГОРЮЧЕГО СЛАНЦА

Полезная модель относится к переработке измельченных резинотехнических отходов, отходов нефтепродуктов и получению на их основе полезных продуктов.
Известна установка переработки изношенных шин, содержащая емкости для мазута, гудрона или другого нефтепродукта, экстрактор, соединенный с емкостями и снабженный системой создания вакуума в его полости, состоящей из коллектора, конденсатора, балластной емкости для сбора конденсата, емкости для хранения каучуко-битумного композита, коллектора для входа и выхода топочных газов. Измельченная резиновая крошка поступает в бункер, откуда подается в подогреваемую емкость. При разогреве крошки в данной емкости до температуры 130°С она подается в экстрактор. В экстрактор также подается из емкости подогретый до температуры 150-210°С нефтепродукт. Для обеспечения протекания реакции в экстрактор также подаются разогретые топочные газы. В процессе протекания реакции в экстракторе смесь постоянно перемешивается, в результате в экстракторе образуются резинобитумные композиции и газовые продукты, которые разделяют и собирают в резервуары.
(см. патент РФ, №2211144, кл. В29В 17/00, 2003 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения известной установки необходимо отметить, что получение в ней продуктов занимает довольно много времени и весьма энергоемко. Это обусловлено тем, что загрузка компонентов, их перемешивание и обработка осуществляются в одном устройстве - экстракторе. Жидкие и газообразные фракции, получаемые в экстракторе требуют дополнительной переработки в целевой продукт, что, однако, не предусмотрено
конструкцией известной установки, что существенно ограничивает ее технологические (функциональные) возможности.
Задачей настоящей полезной модели является разработка установки термокрекинга смеси резиновой крошки, тяжелого нефтяного остатка и измельченного горючего сланца, обладающей высокой производительностью, низкими энергозатратами на получение целевых продуктов, а также обладающей широкими функциональными возможностями.
Поставленная задача обеспечивается тем, что в установке термокрекинга смеси резиновой крошки, тяжелого нефтяного остатка и измельченного горючего сланца, содержащей реактор для термокрекинга сырья, выход которого через теплообменник соединен с емкостью для целевого продукта, генератор острого перегретого пара, связанный с входом реактора, новым является то, что установка снабжена ректификационной колонной и смесителем, имеющим входы для загрузки в него резиновой крошки и измельченного горючего сланца, а также для подачи мазута и острого перегретого пара, выход смесителя связан с реактором, выход которого связан с ректификационной колонной, один выход которой через теплообменник, холодильник и влагоотделитель связан со сборником бензиновой фракции, другой - со скриппинг - секцией, один выход которой связан со входом ректификационной колонны, а другой через теплообменник и холодильник - со сборником легкой дизельной фракции, а третий - со сборником тяжелой дизельной фракции.
При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлены решения, идентичные заявленной полезной модели, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию охраноспособности «новизна».
Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема установки термокрекинга смеси резиновой крошки, тяжелого нефтяного остатка и измельченного горючего сланца.
Заявленная установка содержит смеситель 1, входы которого соединены с устройствами (не показаны) загрузки резиновой крошки и измельченного горючего сланца. Вход смесителя также соединен с подогреваемой емкостью 2 для подачи в смеситель 1 находящегося в ней разогретого мазута. Смеситель также соединен с генератором 3 острого перегретого пара и с подогреваемой буферной емкостью 4 для подачи в смеситель разогретой дизельной фракции.
Выход смесителя 1 соединен со входом реактора 5, полость которого соединена с генератором 6 острого перегретого пара (или с генератором 3, который может одновременно работать на смеситель 1 и реактор 5). Полость реактора 5 также соединена с агрегатом 7 для подачи в реактор воздуха. В качестве агрегата 7 может быть использован компрессор или насос.
Один из выходов реактора через теплообменник 8 соединен с раздаточной емкостью 9 для целевого продукта.
Другой выход реактора соединен с ректификационной колонной 10, полость которой соединена с емкостями 11 и 12 для бензиновой и дизельной флегмы.
Верхний выход ректификационной колонны 10 соединен с теплообменником 13 для охлаждения и конденсации паров бензиновой фракции и воды. Теплообменник 13 соединен с холодильником 14, который соединен с водоотделителем 15, связанным с канализацией (выход воды) и с емкостью 16 для сбора бензина.
Верхний боковой погон колонны 10 имеет выход для отвода в стриппинг - секцию 17 тяжелой бензиновой фракции, один выход которой связан с полостью колонны 10, в другой - через воздушный теплообменник 18 и водяной холодильник 19 со сборником 20.
Нижний боковой погон колонны 10 имеет выход для отвода тяжелой дизельной фракции в буферную емкость 21 и/или емкость 2.
Выполнение всех узлов и агрегатов установки является известным, оно не составляет предмета патентной охраны в настоящей заявке и поэтому в материалах заявки не раскрыто. Под связями (соединениями) в настоящей заявке понимаются известные устройства для транспортировки твердого и/или жидкого
и/или газообразного продукта. Там, где это необходимо, установлены средства для обеспечения транспортировки среды.
Установка функционирует следующим образом.
Резиновая крошка пневмотранспортером, а измельченный горючий сланец тельфером подаются в циклон смесителя 1. Сланец является катализатором, так как его минеральная часть обладает каталитическими свойствами и является донором водорода, а органическая часть перерабатывается в моторное топливо. Для предотвращения забивки каналов смесителя резиновой крошкой и сланцем в его полость полается из емкости 2 порция мазута.
В процессе нахождения сырья в смесителе 1 ведется его постоянное перемешивание мешалкой при постоянной подаче острого перегретого пара генератором 3. с температурой 300-400°С. После разогрева сырья до температуры 180°С подачу пара прекращают и подают в смеситель 1 из буферной емкости 4 дизельную фракцию с температурой 280-300°С. Находящуюся в смесителе смесь компонентов перемешивают до их однородности, после чего полученную смесь, температура которой составляет 180-230°С передавливают в реактор 5.
В реакторе 5 происходит растворение резиновой крошки в мазуте. С началом передавливания смеси резиновой крошки и дизельной фракции в реактор 5, на барботер реактора подают из генератора 6 острый перегретый пар, температурой 550-600°С, осуществляют подачу, например, из емкости 2 в реактор мазута, температурой 450°С и воздуха с температурой окружающей среды агрегатом 7, который необходим для нагрева смеси за счет процесса ее окисления. В результате подачи острого пара в реактор происходит отгонка дизельной фракции из смеси. Температура в реакторе в результате проведения всех вышеуказанных действий повышается и при достижении 350°С начинается процесс растворения резиновой крошки в мазуте, сопровождающийся усиливающимся процессом термического крекинга. Подаваемый в реактор острый пар, большая часть воздуха, пары отгоняемой дизельной фракции, пары и газы образующиеся в процессе термического крекинга, отводятся в питающее пространство ректификационной колонны 10.
После достижения в реакторе 5 температуры 410-420°С подачу острого пата прекращают, а мазут переключают на другой реактор.
Стадия считается завершенной, когда температура 410-420°С в реакторе 5 выдержана в течение 20 минут.
После окончания процесса целевой продукт откачивают из реактора 5 насосом (не показан) и через теплообменник 8, где он охлаждается, направляют в раздаточную емкость 9.
Острый водяной пар, воздух, пары отгоняемой дизельной фракции, пары и газы, образовавшиеся в результате термического крекинга поступают в питающее пространство ректификационной колонны 10. В колонну из емкостей 11 и 12 подается бензиновая и дизельная флегма. В процессе ректификации сверху колонны выходят пары бензиновой фракции и воды, которые поступают в теплообменник 13 и холодильник 14 на охлаждение, охлажденная смесь поступает на влагоотделитель 15, где осуществляется разделение бензина и воды. Вода подается на слив, а бензин в емкость 16.
С верхнего бокового погона колонны отводится легкая дизельная фракция, содержащая небольшое количество тяжелой бензиновой фракции, которая поступает в стриппинг - секцию 17 и стекает вниз, контактируя с водяным перегретым паром и парами дизельной фракции, поднимающимися вверх. В процессе массообмена в пар переходит тяжелая бензиновая фракция, которая выводится из стриппинг - секции в колонну. Жидкая дизельная фракция выводится из стриппинг - секции снизу и или через воздушный теплообменник 18 и холодильник 19 поступает в сборник 20.
С нижнего бокового погона колонны тяжелая дизельная фракция собирается в буферной емкости 21, которая может быть связана с емкостью 2 и использована для ожижения резиновой крошки, подаваемой в смеситель. Наиболее целесообразно для оптимального функционирования установки использовать дополнительную пару смесителя и реактора. В данном случае при загрузке одного смесителя все системы переключаются для обеспечения работы второй пары смесителя и реактора, что позволяет избежать отключения данных систем при перезагрузке смесителя.