Мобильная установка для переработки кислых гудронов в дорожный битум Российский патент 2023 года по МПК C10C3/04 B01J19/00 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке кислых гудронов, которые в виде отходов нефтепереработки хранятся, как правило, в земляных прудах - накопителях, рядом с нефтеперерабатывающими предприятиями, загрязняя тем самым окружающую среду.

Известен способ утилизации кислых гудронов с использованием установки (RU 2186086 С1 2002.07.27).

Кислые гудроны из пруда-накопителя отбирают ковшом экскаватора, выгружают на заранее подготовленную площадку открытого грунта, перемешивают специальным устройством с порошкообразной гидроокисью кальция с получением малоподвижной высоковязкой щелочной массы, пригодной только для захоронения.

Основные недостатки используемого оборудования - периодичность, полное отсутствие процесса автоматизации, неэффективное использование нефтепродукта.

Известна установка для переработки кислых гудронов (RU 2588124 С2 2014.10.07).

Установка функционирует следующим образом. Сырье для переработки из пруда-накопителя загружается с емкость для сырья. Далее сырье посредством шестеренчатого насоса через теплообменник (нагревающий сырье до 80-90°С), датчики расхода и анализа рН поступает в реактор с мешалкой. В зависимости от кислотности и расхода кислого гудрона, поступающего в реактор, на регулятор расхода подается управляющий сигнал и в реактор с мешалкой из емкости с нейтрализатором подается необходимое для нейтрализации количество нейтрализатора в виде суспензии, которая готовится в емкости, снабженной мешалкой параллельного типа. Нейтрализатором является карбонат кальция как самый дешевый из нейтрализующих агентов. Суспензия нейтрализатора и кислый гудрон подаются в реакторкавитационного типа, обеспечивающий гомогенизацию системы и полноту протекания процесса нейтрализации. Полученная нейтральная (или слабощелочная) смесь продуктов, состоящая из нейтрализованного гудрона, воды, гипса и остатков нейтрализатора, поступает в сокинг-камеру (обогреваемую до 80°С) для полной нейтрализации и удаления углекислого газа. Время пребывания продуктов в сокинг-камере -0,5-1 час. После сокинг-камеры шестеренчатый насос подает сырье на приемный патрубок трикантера (трехфазной центрифуги), где происходит разделение на воду, нейтрализованный гудрон, гипс и механические примеси. Нейтрализованный гудрон отправляется на битумную установку с целью получения из него дорожных битумов.

Недостатком известного устройства является относительно сложная конструкция и недостаточная эффективность.

Наиболее близкой к заявленной установке является установка для переработки кислого гудрона, известная из описания к RU 2183655 С1 2002.08.20. Установка содержит наплавное заборное устройство, которое представляет собой кессонную камеру, закрепленную на понтонах. Кислый гудрон с температурой окружающей среды заполняет кессонную камеру снизу, предотвращая тем самым попадание более легких верхних слоев, содержащих значительное количество кислой воды. Заборное устройство соединено через фильтр грубой очистки с насосной станцией, обеспечивающей с помощью кислотостойких насосов циркуляцию гудрона через заборное устройство и резервуар, в котором кислый гудрон подогревают до температуры 85°С горячими дымовыми газами с температурой 500°С, образующимися при сжигании жидкого топлива в топке.

После заполнения резервуара, кислый гудрон начинают перекачивать через наклонный короб в реактор с мешалкой. Над наклонным коробом установлен дозатор, через который подают смесь соды и компонентов котельного топлива с добавкой синтетических жирных кислот. Реактор соединен трубопроводом с сепаратором-осадителем. В нем происходит разделение на жидкую фазу - верхний слой и твердые продукты нейтрализации, которые выпадают в осадок и периодически выгружают в емкость и утилизируют.

Жидкая фаза с помощью насоса подается во влагоиспаритель, обогреваемый горячими дымовыми газами. Готовая продукция - компонент котельного топлива, откачивается насосом через фильтр тонкой очистки в резервуар готовой продукции.

Недостатком известного устройства является необходимость проведения предварительной подготовки сырья (в частности, очистки, обезвоживания). Она повысит сложность и энергоемкость процесса, а следовательно, и себестоимость продукции.

Задачей заявляемого решения является обеспечение непрерывности техпроцесса переработки кислых гудронов до получения товарной продукции - дорожного битума.

Технический результат достигается тем, что в мобильной установке для переработки кислых гудронов в дорожный битум, кислый гудрон через заборное устройство насосом подается в две последовательно расположенные емкости, где подогревается паровым змеевиком, очищается от свободной воды и механических примесей, затем насосом подается в реактор, обогреваемый паром через паровую рубашку, где происходит выпаривание остатков воды, смешивание его с нейтрализатором (доломитовая мука), асфальтом деасфальтизации (отход очистки масел пропаном) и пластификатором (кубовый остаток дистилляции бутилакрилата), в результате протекания химических реакций в реакторе получается дорожный битум, что является отличием от известного наиболее близкого решения.

Устройство представлено на фиг. 1

1 - наплавное заборное устройство;

2, 3 - емкости с паровыми змеевиками для подогрева кислого гудрона;

4, 5 - реакторы, снабженные паровыми рубашками и якорными мешалками;

6 - емкость для хранения доломитовой муки;

7 - емкость с паровым змеевиком для хранения асфальта деасфальтизации;

8 - емкость для хранения бутилакрилата;

9 - емкость с паровым змеевиком для хранения дорожного битума;

10 - газовая транспортабельная паровая котельная (2 шт.);

11 - емкость для технической воды;

12 - газовый электрогенератор (2 шт.);

13 - пульт управления установкой;

14 - вертикальный винтовой насос;

15, …, 21 - горизонтальные винтовые насосы;

22, …, 44 - запорные вентили.

Емкости 2, 3, 7, 9 и технологические трубопроводы имеют теплоизоляцию.

Заявленная установка функционирует следующим образом.

Кислый гудрон (КГ) из пруда-накопителя вертикальным насосом 14 наплавного заборного устройства 1 подается в обогреваемую паром емкость 2, где подогревается до температуры 40-50°С. Для улучшения процесса нагревания КГ, он перемешивается насосом 15. Затем нагретый кислый гудрон отстаивается, происходит отделение свободной кислой воды и механических примесей в осадок (первая стадия очистки). Очищенный КГ насосом 15 подается в емкость 3, где подогревается до 70-80°С. Происходит процесс отстаивания (вторая стадия очистки). Очищенный КГ идет на дальнейшую переработку. Осадки из емкостей 2 и 3 сливаются в пруд-накопитель.

Процесс переработки КГ в дорожный битум (ДБ) происходит в реакторах 4 и 5. Он осуществляется следующим образом. Сначала из емкости 7 насосом 19 подается в реактор 4 подогретый паром до 90-100°С асфальт деасфальтизации (АД). Включается якорная мешалка реактора. Из емкости 6 винтовым конвейером подается нейтрализатор - доломитовая мука (ДМ). Происходит процесс перемешивания смеси. Затем из емкости 3 насосом 16 в реактор подается КГ, где происходит процесс нейтрализации и выпаривания остаточной воды. Процесс в реакторе ведут при температуре 115-120°С. В реактор с осушенным и нейтрализованным КГ из емкости 8 насосом 19 подается пластификатор - кубовый остаток бутилакрилата (КБА). Происходит процесс пластификации смеси. Процесс ведут в течение 30-40 минут. По окончании процесса получается дорожный битум (ДБ). Насосом 20 готовый дорожный битум перекачивается для хранения в обогреваемую паром емкость 9 или битумовоз. При остывании в емкости 9, ДБ периодически подогревается до необходимой температуры.

Количество компонентов в реакторе составляет, масс. %: КГ - 70-80; АД - 15-25; КБА - 3-7.

Управление работой установки осуществляется с пульта управления 13.

Наличие двух реакторов позволяет вести процесс переработки практически непрерывно.

Обеспечение установки осуществляется:

1. Паром - газовая транспортабельная паровая котельная (2 шт.).

Производительность паровой котельной - 1 тонна пара в час.

2. Электроэнергией - газовый электрогенератор (2 шт.).

Мощность электрогенератора 80-100 кВт.

3. Технической водой - привозной или из скважины.

Применение мобильных установок для переработки кислых гудронов позволит получать ценный строительный материал - дорожный битум, улучшать экологию, а также, путем рекультивации, возвращать в хозяйственный оборот большие земельные площади.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности, к переработке кислых гудронов. Изобретение касается мобильной установки для переработки кислых гудронов в дорожный битум. Кислый гудрон насосом через заборное устройство подают в две последовательно расположенные емкости для подогрева паровым змеевиком и очищения от свободной воды и механических примесей. Очищенный кислый гудрон насосом подают в два реактора, обогреваемых паром через паровую рубашку, где происходит выпаривание остатков воды, реактора соединены с емкостью хранения нейтрализатора - доломитовой муки, емкостью для хранения асфальта деасфальтизации-отходом очистки масел пропаном, и емкостью с пластификатором - кубовым остатком дистилляции бутилакрилата, для смешения с компонентами. Полученный дорожный битум из реакторов перекачивается для хранения, управление работой установки осуществляется с пульта управления. Технический результат - обеспечение непрерывности техпроцесса переработки кислых гудронов до получения товарной продукции - дорожного битума. 1 ил.

Мобильная установка для переработки кислых гудронов в дорожный битум, характеризующаяся тем, что кислый гудрон насосом через заборное устройство подают в две последовательно расположенные емкости для подогрева паровым змеевиком и очищения от свободной воды и механических примесей, очищенный кислый гудрон насосом подают в два реактора, обогреваемых паром через паровую рубашку, где происходит выпаривание остатков воды, реактора соединены с емкостью хранения нейтрализатора - доломитовой муки, емкостью для хранения асфальта деасфальтизации - отходом очистки масел пропаном, и емкостью с пластификатором - кубовым остатком дистилляции бутилакрилата, для смешения с компонентами, полученный дорожный битум из реакторов перекачивается для хранения, управление работой установки осуществляется с пульта управления.