Устройство для окисления жидких углеводородов Советский патент 1983 года по МПК C10C3/04 

/7

/

Л

иг.1 Изобретение относится к нефтяно машиностроению, в частности к устройствам для производства дорожных и строительных битумов, а также пр дукта совместного окисления битума с различными добавками и может най ти применение в промышленности кро вельных и гидроизоляционных материалов, а также в нефтеперерабатывающей промышленностиi Известно устройство для окисления жидких углеводородов, преимуще венно битума, включающее горизонта ный корпус, барботер, расположенны в нижней части корпуса, и распределительные перегородки с переточными отверстиями, разделяющие корпус на секции flj. Недостатками известного устройу ства являются значительный расход воздуха, увеличивающий энергозатраты устройства, и низкая степень окисления битума из-за малого пути контакта его с воздухом. Цель изобретения - повышение сте пени окисления битума и снижение энергозатрат. Поставленная цель достигается те что в устройстве для окисления жидких углеводородов, преимущественно битума, включающем горизонтальный корпус, барботер, расположенный в нижней части корпуса, и разделительные перегородки с переточными отверстиями, разделяющие корпус на секции, каждая секция снабжена дополнительной порогородкой с сегмент ным отверстием в верхней части, рас положенной около разделительной перегородки, барботер выполнен из секции и вход каждой секции подсоединен к переточному отверстию в раз делительной перегородке. Такое выполнение устройства обес печивает повышение степени окисления битума и снижение энергозатрат. На фиг.1 изображеноустройство д окисления жидких углеводородов; на фиг.2 - то же вид сверху; на фиг.З сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - се чение Б-Б на фиг;1; на фиг.5 - вари ант выполнения устройства; на фиг.6 - то же, вид сверху; на фиг.7 схема подключения устройства. Устройство включает горизонтальный корпус, смонтированный на стани не 1. Корпус разделен на две и более секции 2 посредством разделител ных перегородок 3. В нижней части корпуса .расположен барботер 4, выполненный из секций в виде трубы, диаметр которой составляет 0,25 диаметра корпуса. Выбранное соотношение размеров обеспечивает удерживание в верхнем положении максимального количества жидкости и лишь часть ее в объеме, подаваемом насосом, уносится с воздухом из данной секции в следующую. При соотношении диаметра барботера и диаметра корпуса, меньшем 0,25, резко возрастет сопротивление движению газожидкостной смеси, т.е. увеличиваются энергозатраты. При соотношении диаметра барботера и диаметра корпуса, большем 0,25, уменьшится рабочий объем секции, т.е. снизится производительность устройства. Расстояние от нижней образующей секции 2 71О нижней образующей барботера 4 составляет 0,125-0,135 диаметра корпуса. В барботере 4 выполнена продольная щель 5, ширина которой в каждой секции равна ширине секции барботера 4 первой секции, умноженной на отношение давления воздуха перед первой секцией к давлению в барботере данной секции. Выходное отверстие расположено под углом 30-45Р по отношению к вертикальной оси барботера. Конец барботера заглушен. Между секциями 2около разделительных перегородок 3установлены перегородки 6, образующие с последними переточные камеры. В верхней части перегородки б выполнено отверстие в виде сегмента, высота и радиус которого, проведенные из центра секции 2, соответственно равны 0,3 и 0,75 радиуса секции. Расположение сегментного отверстия 7 и его размеры определяются, исходя из требований сохранности максимального уровня жидкости в каждой секции 2 и снижения до минимума уноса окисляемой жидкости из предыдущей секции в последующую. При этом энергозатраты на перемещение жидкости и газа минимальны. В разделительной перегородке вы.полнено переточное отверстие, диаметр которого равен диаметру барботера 4 для сообщения полости предыдущей секции с полостью барботера 4 последующей секции, присоединяемого либо непосредственно к разделительной перегородке 3, либо посредством -штуцера с фланцем, при этом на цилиндрической поверхности секции 2 имеются штуцеры для установки манометров 8 и термопар 9, а также штуцеры для соединения каждой секции с маслопроводом для ввода различных добавок, разогрева и удаления окисленного битума из устройства. Расстояние между перегородками 3 и 6 составляет 0,1 диаметра корпу.са. При уменьшении этого расстояния увеличивается сопротивление движение газожидкостной смеси, что приводит к увеличению энергозатрат. При .; увеличении этого расстояния уменьшается полезный объем каждой секции. Указанное соотношение размеров обес-печивает минимальные местные потер дав:пения при переходе из предыдущей секции в барботер последующей секции и минимально необходимую велич ну отвода окисляемой жидкости. При значительных габаритах устр ства, а также для облегчения его ремонта и очистки корпуса, оно может иметь на торцовых поверхностях каждой секции люки-лазы, а барботер 4 каждой последующей секции вставляется в штуцер большого диаметра этой секции и своим фланцем зажимается между фланцами этой и предыдущей секции. При использовании устройства в качестве приставки К кубовой или полуколонной установки, штуцер, имеющийся на задней стенке последней секции, присоединяют к штуцеру расположенному на стенке куба или колонны, а передний штуцер первой секции и все нижние штуцеры секции присоединяются к тому же кубу или колонне. К штуцеру на передней сте ке первой стенки присоединяются та же воздухопровод для подачи воздух в устройство. При использовании устройства в . качестве основного для самостоятельной установки его присоединяют например к испарителю посредством массопровода с насосом, аналогично вышеопи&анному, кроме того, газопр вод соединяют с верхней частью испарителя, который в свою очередь соединен с печью для дожига газов сборником конденсата. Все приведенные выше соотношен размеров барботера и сегментного отверстия выбраны из основного условия - в процессе окисления в каж дой секции должно сохраняться максимально возможное количество окис ляемой жидкости, а расходуемой в каждой секции перепад давления воз духа должен на 90-95% расходоваться на создание, кинетической энерги скорости движения газожидкостной смеси в момент ее вылета из отверс тия барботера. При подаче битума., как исходного, так и рециркулята, через бар ботер вместе с воздухом, скорость вылета последнего из отверстия бар ботера определяемся термодинамичес ким уравнением га , Чв Ро 1 3600f, jj Ув PV, где f. - площадь поперечного сечеНИН отверстия барботера п-й секции, м; вес битума, подаваемого в барботер, кг/ч; - плотность битума, подаваемого в барботер, кг/м ; - вес воздуха, подаваемого на окисление, кг/ч; плотность воздуха при начальном давлении, кг/м; давление воздуха в п-й секции, атм; Таким образом, при введении битума с воздухом в каждую секцию устройства через барботер, к.ак следует из приведенной формулы, скорость вылета воздуха из щели барботера увеличивается на величину, равную, м/сек 3600 f, ТдИзменяя величину, можно изменять скорость вылета, а следовательно, скорость окисления в широких пределах без увеличения поДачи воздуха на окисление. Устройство работает следукяцим образом. Внутренний объем каждой секции 2 заполняют ЖИДКОСТЬЮ , подвергающейся окислению и нагретой до 240-250с затем в барботер 4 первой секции 2 одновременно с подаваемым насосом из сепаратора или куба битумом подают воздух под давлением 8-10 атм. При выходе из щели 5 барботера 4 часть статического напора превращается в кинетическую энергию движения смеси воздуха с битумом, вылетающей из щели 5 со скоростью 20-30 м/сек. Под действием кинетической энергии струи смесь жидкости, находящаяся в эоне щели 5, активно дробится, перемешивается с воздухом и увлекается вверх, при этом жидкость омывает поверхность стенок секции, чем исключает отложение кокса на них. Схема движения жидкости показана на фиг.З и 4. . В верхней части секции Газ в основном отделяется от жидкости и через отверстие 7 перегородкиб поступает вместе с подаваемым битумом и рециркулятом в переточную камеру и затем в барботер 4 следующей секции. В барботере 4 при -потере напора смесь воздуха с битумом вновь приобретает скорость при выходе из щели, т.е. процесс повторяется аналогично вышеописанному. Таким образом, смесь воздуха с битумом при проходе через устройство многократно подвергается дросселированию в щелях барботеров, интенсивному перемешиванию в зоне .барботажа с жидкостью, что отсутствует в существующих аппаратах, в том числе и в трубчатых реакторах, . При многократном барботировании воздуха на выходе из устройства остаточная концентрация кислорода в отработанном газе близка к нулю, что позволяет значительно сниэить энерге тические затраты на окисление, за счет создания многократных зон активного окисления значительно повысить производительность устройства. При периодическом процессе окис -ления для регулирования давления в секциях устройства и интенсификации скорости выхода воздуха из щелей ба ботеров в любую секцию может осущес вляться подача окисляемой жидкости насосом из куба, колонны или испарителя . При непрерывном процессе исходное сырье и рециркулят подаются насосом в барботер первой секции вместе с воздухом, благодаря чему во всех секциях количество окисляемой жидкости стабилизируется и процесс окисления может осуществляться при кратности циркуляции, близкой к единице. Применение предлагаемого устройства позволит снизить расход электроэнергии в 1,5-2,0 раза, стоимость изготовления установки, ее монтажа и уменьшить металлоемкость оборудования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ, преимущественно битума, включающее горизонтальный корпус, барботер, расположенный в нижней части корпуса, и разделительные перегородки с переточными от-. верстиями, разделяющие,корпус на секции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения степени окисления битума и снижения энергозатрат, каждая секция снабжена дополнительной перегородкой с сегментным отверстием в верхней части, расположенной около разделительной перегородки, барботер выполнен из секций и вход каждой секции подсоединен к переточному отверстию в радиальной перегородке .