Технология производства битумов пластификацией асфальтено-смолистого концентрата

УДК 665.637.8

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА БИТУМОВ ПЛАСТИФИКАЦИЕЙ АСФАЛЬТЕНО-СМОЛИСТОГО КОНЦЕНТРАТА

Ю.А. Кутьин, зав. отделом битумов, Э.Г. Теляшев, директор, В.Р. Нигматуллин, нач. департамента проектирования, ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ»

Аннотация. Рассмотрено нетрадиционные для процесса получения битума технические решения, относящиеся к технологии и конструкции аппаратов, разработанные ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ» и внедренные на НПЗ ОАО «Салаватнефтеоргсинтез».

Ключевые слова: битум, технология, аппараты, автоматизация, внедрение.

Введение

В ноябре 2006 г. был осуществлен пуск в эксплуатацию установки по производству битумов (УПБ) на НПЗ ОАО «Салаватнефтеоргсинтез». Исходные данные для проектирования, базовый проект технологии производства битумов разработаны специалистами ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ», генпроектировщик - проектный институт ОАО АК «Востокнефтезаводмонтаж». В производстве реализованы современные нетрадиционные для данного процесса технические решения: технология переокисления ^ разбавления; оригинальная конструкция окислительных аппаратов; новый принцип диспергирования воздуха в сырье; самообеспечение установки теплом.

Имеются две технологические линии: одна для производства битумов дорожных и строительных марок, другая - кровельных марок. Проектная мощность - 300 тыс. тонн битумов в год, в т.ч. 200 - дорожных, 80 -кровельных и 20 - строительных битумов. В составе установки имеется также парк товарной продукции для раздельного накопления и временного хранения товарных битумов всего заданного ассортимента и автоматизированные эстакады налива битумов из емкостей-накопителей товарного парка в железнодорожный и автомобильный транспорт с

автоматическим учетом продуктов при наливе. Установка не имеет аналогов среди отечественных и зарубежных УПБ по новизне технических решений, заложенных в проект и реализованных на практике, по степени автоматизации и компьютеризации технологического процесса.

Результаты исследований

В производстве реализована технология производства битумов дорожных марок по схеме: переокисление ^ разбавление. Суть технологии заключается в том, что исходное сырье вначале окисляют до значений показателя «температура размягчения» 70 - 100 °С и далее этот концентрат смол и асфальтенов разбавляют исходным сырьем. Такая технология имеет следующие преимущества перед традиционной - прямого окисления сырья до дорожного битума:

— независимо от марки производимого битума окислительный блок постоянно рабо-та-ет в стабильном режиме, настроенном на получение строительного битума. Дорожные марки битумов получают в блоке поточных смесителей путем компаундирования полученной основы с исходным сырьем и пластифицирующими добавками;

— при работе по данному варианту технологии отпадает необходимость в окислении

всего объема перерабатываемого сырья. Окислению подвергают лишь 50 - 60 % сырья, остальное балансовое количество поступает на разбавление окисленного компонента. Это приводит к снижению потребления воздуха и объема газов, требующих термического обезвреживания;

— качество компаундированных битумов выше, чем качество битумов, полученных прямым окислением. Главное преимущество -это меньшая склонность таких битумов к процессам термоокислительного старения.

Одной из особенностей рассматриваемого варианта технологии является минимизация зависимости качества конечного продукта от вязкости исходного сырья, т.е. любое, даже нерегламентное сырье с повышенной вязкостью, непригодное для использования по технологии прямого окисления, можно использовать в производстве дорожных битумов без ущерба их качеству.

Вторая стадия процесса - компаундиро-ва-ние - процесс безотходный, легко регулируемый, не требующий существенных энергозатрат. Процесс смешения компонентов происходит непрерывно, в поточных смесителях специальной конструкции с обеспечением автоматического дозирования всех компонентов битума при непрерывном контроле вязкости исходных компонентов в потоке.

В работающих на УПБ окислительных аппаратах реализован способ эффективного смешения жидкого и газообразного компонентов реакционной смеси в выносном диспергато-ре. Принцип работы диспергатора следующий. В смесительную камеру диспергатора, вынесенного за пределы окислительного аппарата, одновременно подают воздух и битумное сырье, а в окислительный аппарат поступает газожидкостная смесь, обладающая очень большой поверхностью реагирующих компонентов. Скорость реакции при этом существенно возрастает, а энергозатраты на ведение процесса падают.

Диспергатор эффективно дополняет окислительный аппарат, который выполнен в виде полой колонны с внутренним стаканом, в который и поступает газожидкостная смесь. Таким образом, организована эффективная зона реакции с расчетным временем пребывания в ней реакционной смеси. Содержание кисло-

рода в газах окисления в среднем составляет 1,5 %. Битум после дегазации в зоне сепарации перетекает в межкольцевое пространство окислительного аппарата. Балансовое количество битума выводится из аппарата. Преимущества данной конструкции: исключается образование застойных зон в окислительной колонне; реакционная зона термостати-рована за счет подачи рециркулята в межкольцевое пространство; полностью управляется заданное движение потоков в аппарате.

Бесперебойная отгрузка битума обеспечивается за счет автоматизированной системы коммерческого учета и налива битума в автомобильный и железнодорожный транспорт. Оборудование и система автоматизации и коммерческого учета поставлены фирмой Mess und Fordertecnik Gmbh (Германия) по рабочему проекту ГУП «ИНХП РБ». Для эффективного и рационального использования тепловых ресурсов установка оснащена единым контуром высокотемпературного теплоносителя. Основной нагрев теплоносителя производится в змеевике печи дожига газов окисления. Дополнительный нагрев осуществляют за счет использования тепла экзотермической реакции окисления путем передачи избыточного тепла от продукта реакции - битума - теплоносителю в теплообменнике. Теплоноситель используют для нагрева сырья, поступающего на окисление, и для поддержания регламентной температуры в резервуарах товарного и сырьевого парков. Для поддержания температуры в технологических трубопроводах используют электрообогрев. Техническое решение по самообеспечению УПБ собственным теплом значительно выигрывает при сравнении с энергозатратами данной технологии и технологии общепринятой. Вредные выбросы в атмосферу с установки сведены к безопасному минимуму за счет оснащения установки газоуравнительной системой, объединяющей резервуары и эстакаду налива, выбросы с которых обезвреживаются в печи дожига газов окисления.

Выводы

Установка производства битумов НПЗ ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» - это единый комплекс воплощенных современных технических решений, разработанных специалистами научных, проектных, строительно-мон-тажных и других организаций, а также коллектива НПЗ, профессионально и в крат-

чайшие сроки освоившего новое производство.

Рецензент: В.А. Золотарев, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 5 декабря 2007 г.