УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИТУМА Российский патент 2002 года по МПК B01J10/00 C10C3/00 

Установка для получения модифицированного битума относится к области устройств для проведения процессов получения высококачественных материалов с применением нефтяных битумов и полимеров, используемых в гражданском и дорожном строительстве, и может быть использована в нефтехимической промышленности в качестве реактора для массообменных процессов.

Известна установка для обработки жидкости газом (SU 1676439 A3, 07.09.1991), содержащая емкость с мешалкой, диспергирующее устройство, выполненное в виде инжектора, смеситель.

В этом устройстве возможно производить различные виды битумов путем окисления нефтяного сырья кислородом воздуха. Однако использование перемешивающего устройства для распределения воздуха в жидкости с точки зрения расхода энергии не является экономичным.

Известна установка для обработки жидкости газом, состоящая из емкости, диспергирующего устройства, статического смесителя и дегазационно-распределительной камеры (SU 1676438 A3, 07.09.1991). Это устройство является приемлемым для производства модифицированного битума. Однако недостатком данного устройства является отсутствие в нем средства, организующего течение газа относительно жидкости внутри емкости, что отрицательно влияет на интенсивность процесса окисления битума.

Известна установка для получения модифицированного битума, содержащая статический смеситель, снабженный патрубком для подачи модификатора (RU 2152474 С1, 10.07.2000), выбранная в качестве ближайшего аналога.

Недостатком данной установки является ее сравнительно невысокая производительность в процессе получения модифицированного битума.

Задачей предлагаемого технического решения является устранение указанного недостатка.

Технический результат заключается в повышении интенсивности и увеличении производительности процесса получения модифицированного битума.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для получения модифицированного битума, включающая статический смеситель, снабженный патрубком для подачи модификатора, содержит контактную емкость с дегазационно-разделительной камерой. При этом в контактной емкости вдоль ее оси установлен распределитель потока, выходные отверстия которого выполнены в виде сопел, направленных в сторону дегазационно-разделительной камеры, а статический смеситель снабжен диспергирующим устройством, которое может быть выполнено в виде инжектора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид установки.

Установка состоит из контактной емкости 1, дегазационно-разделительной камеры 2, насоса 3 для перекачивания жидкости по циркуляционному контуру, диспергирующего устройства 4, выполненного в виде инжектора с патрубком 5 для подачи воздуха, снабженного нагревателем 6 и патрубком 7 для рециркуляции смеси, статического смесителя 8 с патрубком для подачи модификатора. Установка оснащена также распределителем потока 10 с соплами 11, установленными внутри емкости 1.

Установка работает следующим образом.

Процесс получения модифицированного битума сводится к обработке воздухом смеси битума и модификатора до их полного совмещения.

В диспергирующее устройство 4, выполненное в виде инжектора, через патрубок 7 насосом 3 под давлением подают нагретый до температуры реакции битум, сюда же подают через патрубок 5 нагретый в нагревателе 6 воздух. Воздух нагревают до температуры битума, т.е. до температуры реакции. В камере смешения инжектора за счет сброса давления осуществляется интенсивное смешение воздуха с битумом, причем газ в виде мельчайших пузырьков проникает в ядро жидкости и удерживается там. Образовавшуюся газожидкостную смесь далее направляют в статический смеситель 8, куда через патрубок 9 подают модификатор, приготовленный на основе, например, раствора синтетического каучука. Здесь без каких-либо механических устройств эффективно смешивают модификатор, битум и воздух. Под действием кислорода воздуха жидкостная битумно-полимерная смесь окисляется до необходимых свойств. В результате этой реакции модификатор битума, состоящий из раствора синтетического каучука в нефтяном растворителе, связывается с битумом. Из статического смесителя газожидкостную смесь направляют в распределитель потока 10 с соплами 11, установленный внутри контактной емкости 1. Выходные сопла распределителя потока направлены в сторону дегазационно-распределительной камеры 2. В контактной емкости происходит дальнейший процесс контакта жидкости и газа, окисления и совмещения битума и модификатора, причем осуществляется перекрестный режим течения и контакта жидкости и газа. Жидкость течет вдоль оси к дегазационно-распределительной камере, газ же устремляется в верхнюю часть емкости. При этом происходит отделение крупных пузырьков газа и вывод их из процесса. Мелкие же пузырьки газа вместе с жидкостью направляют через дегазационно-распределительную камеру в рецикл. Так как процесс окисления жидкости кислородом воздуха зависит от поверхности их контакта, возврат в рецикл вместе с битумом и модификатором мелких пузырьков воздуха значительно увеличивает поверхность контакта, что уменьшает время ведения реакции. Расположение сопел распределителя потока в сторону дегазационно-распределительной камеры позволяет осуществлять достаточно эффективный с точки зрения массообмена перекрестный режим течения жидкости и газа, не нарушая динамики течения жидкости, поэтому в контактной емкости при этом создаются оптимальные условия для процесса окисления и совмещения битума и модификатора и процесса окисления.

Снабжение статического смесителя патрубком для подачи модификатора позволяет ввести модификатор в зону эффективного турбулентного течения смеси воздуха и битума. Таким образом, осуществляется равномерное распределение модификатора в битуме, что способствует равномерному контакту с воздухом, что уменьшает время проведения процесса и увеличивает производительность установки в целом.

Изобретение относится к устройствам для проведения процессов получения материалов с применением нефтяных битумов и полимеров, используемых в гражданском и дорожном строительстве. Установка для получения модифицированного битума содержит статический смеситель, снабженный патрубком для подачи модификатора, контактную емкость с дегазационно-разделительной камерой. В контактной емкости вдоль ее оси установлен распределитель потока, выходные отверстия которого выполнены в виде сопел, направленных в сторону дегазационно-разделительной камеры, а статический смеситель снабжен диспергирующим устройством, которое может быть выполнено в виде инжектора. Данная конструкция установки позволяет интенсифицировать процесс получения модифицированного битума и увеличить производительность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для получения модифицированного битума, включающая статический смеситель, снабженный патрубком для подачи модификатора, отличающаяся тем, что содержит контактную емкость с дегазационно-разделительной камерой, при этом в контактной емкости вдоль ее оси установлен распределитель потока, выходные отверстия которого выполнены в виде сопел, направленных в сторону дегазационно-распределительной камеры, а статический смеситель снабжен диспергирующим устройством. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что диспергирующее устройство выполнено в виде инжектора.