Изобретение относится к строительству, а именно к установкам для приготовления битума, способам изготовления установки для приготовления битума и получения битума из гудрона.
Известна установка для приготовления битума, включающая реактор с диспергаторами, имеющими турбины на их концах и систему подачи воздуха, систему регулирования уровня заполнения реактора, системы подачи гудрона и слива битума с патрубками ввода и вывода, емкости для гудрона, сливную и раздаточную емкости для битума, систему нагрева и регулирования температуры в реакторе, систему отвода газов с устройством для их очистки и нейтрализации [1]
Известен способ изготовления установки для приготовления битума, включающий изготовление реактора для окисления нефтепродуктов, емкостей для исходного и конечного жидких продуктов различной вязкости, системы нагрева и регулирования температуры в реакторе и емкостях для хранения исходных и конечных продуктов, системы отвода газов с изготовлением устройств для очистки и нейтрализации и выполнение технологических коммуникаций между ними и средств автоматики и контроля [2]
Известен способ получения битума из гудрона, включающий разогрев гудрона, введение в реактор с регулированием уровня его заполнения, диспергирование, окисление гудрона с подачей воды на его поверхность и выдержку битума до рабочей фазы [2]
Существенными недостатками известных технических решений являются невысокая технических решений являются невысокая технологичность, обусловленная низкой эффективностью вовлечения кислорода в реакцию окисления, малая экономичность, связанная с повышенной материалоемкостью установки и эксплуатационными затратами на получение конечного продукта, а также ремонт и обслуживание установки.
Кроме того, процесс получения битума в известной установке связан с повышенным загрязнением атмосферы побочными продуктами технологических процессов.
Задачей изобретения является повышение технологичности получения битума из гудрона при одновременном улучшении технологических и экономических параметров установки для получения битума и улучшение экологии окружающей среды.
Для этого в установке для приготовления битума, включающей реактор с имеющими турбины на их концах и систему подачи воздуха диспергаторами, систему регулирования уровня заполнения реактора, системы подачи гудрона и слива битума с патрубками ввода и вывода, емкости для гудрона, сливную и раздаточную емкость для битума, систему нагрева и регулирования температуры в реакторе, систему отвода газов с устройством для их очистки и нейтрализации, реактор выполнен с расположенным в его нижней части патрубком ввода гудрона, совмещенным с патрубком слива битума, полость реактора содержит не менее чем три зоны, в каждой из которых установлен диспергатор, причем каждый диспергатор выполнен с воздухоподающим кожухом, состоящим по крайней мере из двух соединенных между собой секций, расположенных в полости реактора, а система регулирования уровня заполнения реактора имеет не менее двух расположенных в его полости электрически связанных с устройством регистрации и/или регулирования уровня заполнения реактора термопар, по крайней мере одна из которых размещена ниже, а другая выше продольной оси реактора, при этом система регулирования температуры в реакторе содержит внешнюю емкость для воды, раздаточный трубопровод с вентилями и патрубками ввода воды в верхнюю часть реактора, каждый из которых расположен на расстоянии, равном 0,1-0,5 расстояния между смежными диспергаторами, а число патрубков подачи воды не менее числа диспергаторов.
При этом реактор может быть выполнен круглоцилиндрическим, или овальным, или эллиптическим в поперечном сечении с торцами криволинейной или плоской конфигурации. Большая ось эллиптического сечения или овала может быть ориентирована горизонтально, или наклонена к горизонту, или ориентирована вертикально. Корпус реактора в поперечном сечении может иметь каплевидную или овоидальную форму, или быть тороидальным, или выполненным из фрагмента тора. Корпус реактора может быть выполнен с переменным по площади и конфигурации поперечным сечением по крайней мере на большей части его длины. Продольная ось корпуса реактора может быть выполнена криволинейной и/или ломаной на части его длины. Система нагрева может включать топочную печь, сообщенную с входным концом жаровой трубы, расположенной в придонной части реактора.
Снаружи реактора, по крайней мере в его придонной части, может быть размещена система подогрева, например, в виде не менее одного регистра труб и/или одного змеевика и теплоизолирована с внешней стороны. Корпус реактора также может быть теплоизолирован с внешней стороны. Над диспергаторами на стойках может быть закреплена балка с грузоподъемным устройством для монтажа и/или демонтажа диспергаторов. Установка может иметь систему отбора и дожига газов реакции окисления, включающую устройство для сепарации газообразных отходов гидроциклон и отстойник с патрубком для отвода на утилизацию жидких и/или твердых продуктов сепарации. При этом отстойник может иметь устройство для контроля качества продуктов сепарации и/или возврата их в реактор.
Для сжигания газообразных отходов реакции окисления может быть использована дополнительная топка. Емкости для гудрона могут иметь одинаковый объем и быть выполнены в виде не менее двух резервуаров, каждый из которых имеет патрубок для подачи и слива гудрона, попарно соединенные с трубопроводом подачи в них гудрона и слива его в реактор с возможностью попеременного или одновременного включения на соответствующий режим заполнения или слива.
При этом объем каждого из резервуаров для гудрона может составлять 0,5-2,5 рабочего объема реактора. Резервуары для гудрона могут быть выполнены в виде цилиндров или составной формы. По крайней мере один из резервуаров может иметь продольную ось, ориентированную горизонтально, прямолинейную или ломаную, или криволинейную, или комбинированную в плане. По крайней мере один из резервуаров для гудрона может быть выполнен каплевидной или овоидально формы с горизонтальной, вертикальной или наклонно ориентированной осью симметрии.
Установка может быть снабжена резервным или буферным резервуаром для битума или гудрона, подключенным через трехходовой кран к реактору и емкостям для гудрона. Разделение полости реактора на зоны может быть выполнено в виде пороговой стенки с проемами, сообщающими секции между собой. При этом стенка может быть выполнена в виде однозаходной трехвитковой спирали или фрагмента витка трехзаходной спирали. Диспергаторы могут быть установлены наклонно по отношению к вертикальной оси реактора. Диспергаторы могут быть расположены симметрично относительно срединной вертикальной плоскости реактора. Соединительные фланцы диспергаторов могут быть расположены на корпусе реактора асимметрично относительно его срединной вертикальной плоскости.
В способе изготовления установки для приготовления битума, включающем изготовление реактора для окисления нефтепродуктов, емкостей для исходного и конечного жидких продуктов различной вязкости, системы нагрева и регулирования температуры в реакторе и емкостях для хранения исходных и конечных продуктов, системы отвода газов с изготовлением устройств для их очистки и нейтрализации и выполнение технологических коммуникаций между ними и средств автоматики и контроля, реактор для окисления изготавливают с расположенным в его нижней части патрубком ввода гудрона, совмещенным с патрубком слива битума, полость реактора разделяют не менее чем на три зоны, в каждой из которых устанавливают диспергатор. Каждый диспергатор выполняют с воздухоподводящим кожухом, состоящим по крайней мере из двух соединенных между собой секций, расположенных в полости реактора. Систему регулирования уровня заполнения реактора выполняют не менее чем с двумя расположенными в его полости электрически связанными с устройством регистрации и/или регулирования уровня заполнения реактора термопарами, по крайней мере одна из которых размещена ниже, а другая выше продольной оси реактора. Система регулирования температуры в реакторе содержит внешнюю емкость для воды, раздаточный трубопровод с вентилями и патрубками ввода воды в верхнюю часть реактора, каждый из которых располагают на расстоянии, равном 0,1-0,5 расстояния между смежными диспергаторами, число патрубков подачи воды не менее числа диспергаторов.
В способе получения битума из гудрона, включающем разогрев гудрона, введение в реактор с регулированием уровня его заполнения, диспергирование, окисление гудрона с подачей воды на его поверхность и выдержку битума до рабочей фазы, окисление гудрона в битум производят в реакторе, выполненном с расположенным в его нижней части патрубком ввода гидрона, совмещенным с патрубком слива битума, и полостью реактора, разделенной не менее чем на три секции, в каждой из которых установлен диспергатор. Диспергирование осуществляют диспергаторами с воздухоподводящим кожухом по крайней мере из двух соединенных между собой секций, расположенных в полости реактора. Уровень заполнения реактора регулируют системой, имеющей не менее двух расположенных в полости реактора электрически связанных с устройством регистрации и/или регулирование уровня заполнения реактора термопар, по крайней мере одна из которых размещена ниже, а другая выше продольной оси реактора. Температуру в реакторе регулируют системой, содержащей внешнюю емкость для воды, раздаточный трубопровод с вентилями и патрубками ввода воды в верхнюю часть реактора, каждый из которых расположен на расстоянии, равном 0,1-0,5 расстояния между смежными диспергаторами. Подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов. Реакцию окисления гудрона в битум производят при температуре 205-235оС, при этом для разогрева сырья до температуры начала реакции окисления используют дымовые газы с температурой в зоне реактора, не превышающей 500оС, пропускаемые через жаровую трубу, расположенную в придонной части реактора, после чего дымовые газы отводят в атмосферу. В процессе работы реактора в режиме окисления использую теплоту дожига газов реакции окисления.
На фиг. 1 изображена установка для приготовления битума из гудрона; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг.3 сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 то же, вариант с овальной конструкцией; на фиг.5 то же, вариант с эллиптической конструкцией; на фиг.6 то же, вариант с наклонным расположением большой оси с овальной или эллиптической конфигурацией сечения реактора; на фиг.7,8 и 9 реактор каплевидной и овоидальной формы, варианты поперечного сечения; на фиг. 10 реактор с переменной площадью и/или конфигурацией поперечного сечения; на фиг. 11 сечение Б-Б на фиг.10 (вариант); на фиг.12 сечение В-В на фиг. 10 (вариант); на фиг.13 вариант выполнения корпуса реактора с криволинейной осью в плане (фрагмент); на фиг.14 то же с ломаной осью в плане; на фиг. 15 реактор с вырезом в зоне установки диспергатора; на фиг.16 показан реактор с вводом и выводом жировой трубы, вид с торца; на фиг.17 диспергатор, разрез; на фиг.18 и 19 варианты с наклонной ориентацией оси диспергатора.
Установка для приготовления битума включает реактор 1 с диспергаторами 2, емкости 3 для гудрона. Реактор имеет систему 4 регулирования уровня заполнения, систему 5 подачи гудрона и слива битума. В нижней части реактор 1 имее патрубок 6, предназначенный для ввода гудрона и вывода готового битума. Реактор 1 содержит систему нагрева и регулирования темперауры, которая включает жаровую трубу 7, расположенную в придонной части полости реактора, внешний обогреватель 8, выполненный, например, в виде парового коллектора и/или регистра, примыкающего к корпусу реактора в его нижней части, а также емкость для воды 9 с трубопроводами 10, вентилями 11, патрубками 12, обеспечивающими в совокупности подачу воды на поверхность материала в реакторе. Патрубки 12 системы регулирования температуры расположены в верхней части корпуса реактора 1 на расстоянии 0,1-0,5 расстояния между диспергаторами 2 и могут быть размещены как между диспергаторами, так и с внешней стороны от любого из крайних диспергаторов. Установка содержит систему отвода газов с устройством для их очистки.
Система 4 регулирования уровня заполнения реактора выполнена не менее чем из двух расположенных в его полости термопар 13, 14. При этом термопара 13 расположена выше, а термопара 14 ниже продольной оси реактора 1.
Система отвода газов включает устройство 15 для их очистки и нейтрализации и дымовую трубу 16. Устройство 15 содержит гидроциклон 17 для сепарации и газоотвод 19, сообщенный с дополнительной топкой 20 для сжигания газообразных отходов реакции окисления.
Диспергатор 2 выполнен с воздухоподводящим кожухом 21, состоящим не менее чем из двух секций 22, 23, расположенных в полости реактора 1. Рабочим органом диспергатора является турбина 24, вал 25, который связан с электроприводом 26. Кроме того, диспергатор снабжен воздухозаборным парубком 27 с поворотной заслонкой 28.
Корпус реактора 1 может быть круглоцилиндрическим 29, или овальным 30, или эллиптическим 31, или каплевидным 32, или овоидальным 33. В вариантах решения перечисленных форм корпуса реактора 1, в его поперечном сечении имеющих не равновеликие оси, по крайней мере большая из осей может быть ориентирована горизонтально, либо вертикально, либо наклонно к горизонту.
Кроме того, корпус реактора 1 может быть выполнен с переменным по площади и/или конфигурации поперечным сечением по крайней мере на большей части его длины (фиг.10, 11 и 12), а также иметь продольную ось как прямолинейную, так и криволинейную (фиг.13), и/или ломаную (фиг.14). Корпус реактора 1 криволинейный по крайней мере в плане может быть выполнен тороидальным или в виде фрагмента тора или спирали.
Жаровая труба 7 системы нагрева реактора 1 сообщена одним концом с топочной печью 34, а другим концом может быть сообщена с дымовой трубой 35 или дымовой трубой 16.
Корпус реактора 1 и внешний подогреватель 8 в основном варианте изобретения снабжены теплоизоляцией (не показано). Кроме того, реактор 1 снабжен расположенной над диспергаторами 2 балкой 36 со стойками 37. Балка 36 предназначена для подвижного крепления грузоподъемного устройства 38, используемого для монтажа и демонтажа диспергаторов.
Отстойник 18 снабжен устройством для контроля качества продуктов сепарации (не показано).
Емкости 3 для гудрона выполнены, например, в виде двух параллельно расположенных резервуаров, например, цилиндрической формы с поперечным сечением круглоцилиндрической, или овальной, или эллиптической, или каплевидной, или овоидальной формы, аналогичных показанным на фиг.3-12, и/или иметь прямолинейные и/или криволинейные, и/или ломаные, и/или составные продольные оси.
Установка для получения битума может быть снабжена буферным или резервным резервуаром 39 и емкостью для слива и охлаждения битума (не показана).
Корпус реактора 1 может быть разделен на зоны, например, посредством пороговой стенки 40 или 41. Конструктивно пороговая стенка 40 может быть выполнена в виде располагаемого с внутренней стороны корпуса кольцевого элемента, замкнутого типа или фрагмента кольца. В вариантных решениях реактора возможно выполнение пороговых стенок 41, например, в виде однозаходных или многозаходных спиралей.
Диспергаторы 2 в основном варианте изобретения располагаются осями в срединной вертикальной плоскости корпуса реактора 1. Изобретением предусмотрены вариантные решения с асимметричным относительно срединной вертикальной плоскости реактора расположением продольных осей диспергатора. Последние могут быть ориентированы как по наклонной секущей поперечного сечения, либо пересекать центр поперечного сечения.
В вариантных решениях предусмотрена возможность отклонения осей реактора по одну или обе стороны от срединной вертикальной плоскости реактора 1.
Предлагаемый способ получения битума из гудрона осуществляют следующим образом.
Разогревают гудрон и вводят в реактор с регулированием уровня его заполнения. Затем осуществляют диспергирование, окисление гудрона с подачей воды на его поверхность и выдержку битума до рабочей фазы. Окисление гудрона в битум производят в реакторе, выполненном с расположенным в его нижней части патрубком ввода гудрона, совмещенным с патрубком слива битума, и полостью реактора, содержащей, не менее чем три зоны, в каждой из которых установлен диспергатор. Диспергирование осуществляют диспергаторами с воздухоподводящим кожухом по крайней мере из двух соединенных между собой секций, расположенных в полости реактора. Уровень заполнения реактора регулируют системой, имеющей не менее двух расположенных в полости реактора электрически связанных с устройством регистрации и/или регулирования уровня заполнения реактора термопар, по крайней мере одна из которых размещена ниже, а другая выше продольной оси реактора. Температуру в реакторе регулируют системой, содержащей внешнюю емкость для воды, раздаточный трубопровод с вентилями и патрубками ввода воды в верхнюю часть реактора, каждый из которых расположен на расстоянии, равном 0,1-0,5 расстояния между смежными диспергаторами. Подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов.
Реакцию окисления гудрона в битум производят при температуре 205-235оС. Для разогрева сырья до температуры начала реакции окисления используют дымовые газы с температурой в зоне реактора, не превышающей 500оС, пропускаемые через жаровую трубу, расположенную в придонной части реактора. Дымовые газы отводят в атмосферу, а в процессе работы реактора в режиме окисления используют теплоту дожига реакции окисления.
Для регулирования температуры в процессе окисления гудрона в битум во внутреннюю полость реактора подают дозированное количество пара.
Способ изготовления установки для приготовления битума заключается в следующем.
Изготавливают реактор для окисления нефтепродуктов, емкости для исходного и конечного жидких продуктов различной вязкости, систему нагрева и регулирования температуры в реакторе и емкостях для хранения исходных и конечных продуктов, систему отвода газов с изготовлением устройств для очистки и нейтрализации, монтируют технологические коммуникации между ними и средства автоматики и контроля. Реактор для окисления изготавливают с расположенным в его нижней части патрубком ввода гудрона, совмещенным с патрубком слива битума. Полость реактора разделяют не менее чем на три зоны, в каждой из которых устанавливают диспергатор. Каждый диспергатор выполняют с воздухоподводящим кожухом, состоящим по крайней мере из двух соединенных между собой секций, расположенных в полости реактора. Систему регулирования уровня заполнения реактора выполняют не менее чем с двумя расположенными в его полости электрически связанными с устройством регистрации и/или регулирования уровня заполнения реактора термопарами, по крайней мере одна из которых размещена ниже, а другая выше продольной оси реактора. Система регулирования температуры в реакторе содержит внешнюю емкость для воды, раздаточный трубопровод с вентилями и патрубками ввода воды в верхнюю часть реактора, каждый из которых располагают на расстоянии, равном 0,1-0,5 расстояния между смежными диспергаторами, а число патрубком подачи воды не менее числа диспергаторов. К реактору подводят не менее чем один паропровод, сообщенный с его внутренней полостью и внешним источником пара.
П р и м е р. Перед началом работы включают паровой обогрев магистралей подачи сырья в реактор. Затем производят розжиг форсунки. В качестве топлива используют мазут с температурой 70-80оС. Одновременно с розжигом форсунки гудрон с температурой 180-200оС закачивают в реактор. Контроль уровня осуществляют по показаниям установленных на разной высоте термопар. Для разогрева сырья до температуры начала реакции окисления 205-235оС используют дымовые газы, поступающие в жаровую трубу реактора. Пройдя по ней, дымовые газы отводятся в дымовую трубу, затем в атмосферу. Для уменьшения коксообразования на жаровой трубе в реакторе температура поступающих в нее дымовых газов не должна превышать 500оС. Поддержание этой температуры осуществляют путем разбавления дымовых газов воздухом. При достижении требуемой процессом температуры окисления гудрона подачу, дымовых газов в жаровую трубу прекращают и они поступают непосредственно в жаровую трубу, затем в атмосферу. Поддержание температурного режима в реакторе и снятие избытка выделяющегося тепла осуществляется подачей охлаждающей воды из внешней емкости. Патрубки ввода воды, расположенные на расстоянии, равном 0,1-0,5 расстояния между смежными диспергаторами, обеспечивают взаимное пересечение потоков жидкости. Вода, испаряясь, снимает тепло и уходит из реактора вместе с газами окисления. Газы окисления с парами воды при температуре 140-200оС поступают из реактора в конденсатор, затем их отбирают на автоматический газоанализатор для определения содержания кислорода и направляют на сжигание в печь дожига. Диспергирование осуществляют диспергаторами с воздухоподводящим кожухом по крайней мере двух соединенных между собой секций, расположенных в полости реактора.
Готовность битума определяют взятием проб.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО И/ИЛИ КРОВЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ТИПА "ИЗОЛ", СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО И/ИЛИ КРОВЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА, СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ И/ИЛИ РЕКОНСТРУКЦИИ ОБМАЗОЧНОЙ ПАРО-, ГИДРОИЗОЛЯЦИИ И/ИЛИ МАСТИЧНЫХ КРОВЕЛЬ, СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ И/ИЛИ РЕКОНСТРУКЦИИ ОКЛЕЕЧНОЙ ГИДРОИЗОЛЯЦИИ И/ИЛИ РУЛОННЫХ КРОВЕЛЬ, СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БИТУМНЫХ И БИТУМОСОДЕРЖАЩИХ МАСТИК И СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ РУЛОНИРУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПОЛОВ | 1994 |
|
RU2033499C1 |
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ, СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СООРУЖЕНИЯ, РЕМОНТА И/ИЛИ РЕКОНСТРУКЦИИ ТРАНСПОРТНОГО СООРУЖЕНИЯ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПРАЙМЕРА | 1994 |
|
RU2047579C1 |
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕМОНТА ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ | 1995 |
|
RU2086727C1 |
Установка для приготовления битума окислением гудрона | 1980 |
|
SU881108A1 |
ЩЕБНЕРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ | 1995 |
|
RU2091536C1 |
Способ получения битума | 1985 |
|
SU1365694A1 |
СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА | 2013 |
|
RU2562483C9 |
Установка для приготовления битума из гудрона | 1981 |
|
SU968053A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДА КАЛЬЦИЯ | 1996 |
|
RU2072324C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА | 1994 |
|
RU2033419C1 |
Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к установкам для приготовления битума и технологии его получения из гудрона. Сущность изобретения: в установке для приготовления битума полость реактора содержит не менее чем три зоны. В каждой зоне установлен диспергатор с воздухоподводящим кожухом по крайней мере из двух секций. Система регулирования уровня заполнения реактора имеет не менее двух термопар. Система регулирования температуры в реакторе содержит емкость для воды, раздаточный трубопровод с патрубками ввода воды в верхнюю часть реактора. Способ изготовления установки для приготовления битума включает изготовление реактора для окисления нефтепродуктов с расположенным в его нижней части патрубком ввода гудрона, совмещенным с патрубком слива битума. Полость реактора разделяют не менее чем на три зоны и в каждой выполняют диспергатор с воздухоподводящим кожухом из двух секций. Систему регулирования уровня заполнения реактора выполняют не менее чем с двумя термопарами. Система регулирования температуры в реакторе содержит внешнюю емкость для воды с раздаточным трубопроводом и патрубками ввода воды в верхнюю часть реактора. Способ получения битума из гудрона включает введение разогретого гудрона в реактор с регулированием уровня его заполнения. Диспергирование осуществляют диспергаторами с воздухоподводящим кожухом по крайней мере из двух термопар. Температуру в реакторе регулируют системой, содержащей внешнюю емкость для воды, раздаточный трубопровод с патрубками ввода воды в верхнюю часть реактора. 3 с. и 32 з. п. ф-лы, 19 ил.
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Способы и устройство для получения тугоплавких битумов в производстве мягких кровельных материалов | |||
М.: ВНИИЭСМ, 1976, с.23-27. |
Авторы
Даты
1995-10-27—Публикация
1994-01-11—Подача