На битумной установке с реактором змеевикового типа получают окисленные нефтяные битумы. Сырьем служат гудроны, полугудроны, а для тяжелых нефтей остатки выше 350 °С — мазуты. Продуктами являются дорожные, строительные, кровельные и специальные вязкие битумы с температурой размягчения (по КиШ) до 100 °С, глубиной проникания иглы при 25 "С (100 г, 5 с) до 5-0,1 мм.
Выход дорожных окисленных вязких битумов на сырье составляет около 98 % (масс.), строительных 94—96 % (масс.).
Основные секции установки следующие: нагрева сырья в змеевике печи; реакторный блок (реактор змеевикового типа); разделения газовой и жидкой фаз; конденсации и охлаждения паров нефтепродуктов и воды; сепарации; сжигания газообразных продуктов окисления. Технологическая схема установки представлена на рис. XI 1-2.
Сырье — гудрон — из резервуара забирается поршневым насосом 1 и подается в змеевик трубчатой печи 2 для нагрева до температуры 260—270 °С. Затем сырье поступает в сборник 3 (возможен вариант схемы без сборника). Отсюда оно забирается поршневым насосом 4 и подается в смеситель 5. Туда же поршневым насосом 9 подают рециркули-рующий окисленный продукт и сжатый до 0,7— 0,8 МПа воздух от компрессора 8.
Полученная смесь подается из смесителя 5 в реактор 6. Реактор представляет собой змеевик из вертикальных труб длиною 150—400 м. Процесс окисления сырья кислородом воздуха начинается в смесителе 5 (в пенной системе) и продолжается в змеевике реактора 6. Для съема тепла экзотермической реакции окисления в межтрубное пространство реактора 6 вентилятором подается воздух. Смесь продуктов реакции из реактора 6 поступает в испаритель 10, в котором газы отделяются от жидкости. Отработанный воздух, газообразные продукты окисления, пары нефтепродуктов и воды направляются через аппарат воздушного охлаждения II в сепаратор 14. С верха сепаратора отработанный воздух, газообразные продукты окисления и несконденсированная часть паров воды и нефтепродуктов отводится в топку 16 для дожига газов окисления перед выводом их в атмосферу.
Сконденсированная основная часть паров нефтепродуктов (отгон, или так называемый «черный соляр») собирается в нижней части сепаратора 14, откуда центробежным (или поршневым) насосом отводится через холодильник в сборник топлива. Черный соляр используется в качестве компонента топочного мазута. В испарителе 10 накапливается окисленный битум. С низа испарителя 10 битум забирается поршневым насосом 9 и подается в качестве рециркулята в смеситель 5. Коэффициент рециркуляции зависит от марки получаемого товарного битума. Избыток окисленного битума забирается поршневым насосом 12 и направляется через аппарат воздушного охлаждения 13 в приемники битума (битумораздаточники).
Для повышения адгезионных свойств дорожных битумов предусматривается ввод до 5 % (масс.) поверхностно-активных веществ в поток готового продукта после холодильника (на схеме не показано). Для защиты окружающей среды предусмотрена печь для дожига несконденсированных газообразных продуктов окисления, применяются аппараты воздушного охлаждения.
Технологический режим установки:
| Температура, °С сырья на выходе из змеевика печи продуктов реакции на выходе из реактора битума после холодильника Коэффициент рециркуляции (по массе) Давление избыточное, МПа сжатого воздуха на входе в реактор в испарителе Продолжительность пребывания смеси в реакционной зоне, мин Линейная скорость движения смеси в змеевике реактора, м/с Допустимая скорость движения паров, м/с, не более в свободном сечении испарителя в сепараторе Объем реакционной зоны для 1 т/ч гудрона (в зависимости от природы сырья и марки битума, глубины окисления), м3/т-ч Содержание кислорода в газообразных продуктах окисления, % (масс.) |
260-270 270-275 170-200 (3-8):1
0.7-0.8 0.6-0.7 0.15-0.20 15-30 6-8
0.12 0.3
0.3-1.1 0.2-4.0 |