Способ обезвоживания битума Советский патент 1984 года по МПК C10C3/10 C10C3/00 

Изобретение относится к способам обеэвоя вания битума и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и строительной промьшшенности, в том числе на битумных базах и асфальтобетонных заводах. Известен способ обезвоживания битума в тонком слое-, когда вне битумной емкости, например в смесительном теплообменйике, смешивают в определенных пропорциях более горячий обезвоженный и нагретый до состояния текучести обводненньй бит мы с последзпотщм направлением образ кщейся смеси на пароотделение ll . Недостаток способа заключается в сложности устройства, необходимог для осуществления данного способа. Наиболее близким к изобретению является способ обезвоживания битума путем нагрева обводненного битума, нагретого до состояния текучести (ЗО-ЭЗ С), в емкости, имеющей в своей нижней части нагреватели, нап ример жаровые трубы, до температуры, выше температуры кипения воды 2 Недостатками способа являются большая длительность обезвоживания высокий удельный расход топлива,. Так время обезвоживания 15 м битума с исходной влажностью 5 мас,% достига ет 20-24 ч при расходе топлива (мазут 40) до 45 кг на тонну битума. Это объясняется следуницим. Обезвоживание заключается в переводе под действием окружающего тепла частиц воды, содержащихся в битуме, в паро образное состояние и выходе образзто щихся паровых пузырей из массы биту ма (с учетом преодоления пленки бит ма, расположенной на его поверхности). Процесс парообразования начинает ся на поверхности нагревательных эл ментов, где битум быстрее достигает необходимой температуры. Затем паро вые лузыри, поднимаясь, проходят ; слои более холодного и вязкого биту ма. По пути часть из них дробится, конденсируется. Более мелким пузырям сложнее выйти из холодного вязкого битзма, особенно пройти поверхностную пленку. Теплопередача при свободной конвекции в холодном битуме чрезвьгчайно мала, из-за чего нагрев частиц воды в битуме и переход их в парообразное состояние происходит медленно. 92 При использовании данного способа с его производительностью и высоким удельным расходом - оплива в результате получают битум с остаточной влажностью 0,1-0,2% (по технически:- требованиям необходимо 0,03%), что приводит к ухудшению свойств битума как вяжущего. Целью изобретения является снижение времени обезвоживания битума и снижение энергозатрат. Поставленная цель достигается согласно способу обезвоживания битума путем заполнения емкости, снабженной нагревателями в нижней части, частью обводненного битума до уровня, обеспечиваинцего погружение нагревателей, нагрева битзл а, обезвоживания и перегрева до 130-150с, jiocледующегр заполнения емкости оставшейся частью обводненного битума путем подачи его под слой обезвоженного горячего битума и дальнейшего нагрева для окончательного обезвоживания битума. Подача обводненного битума под слой более горячего во много раз увеличивает поверхность нагрева, облегчает выход образующихся па:ров воды через менее вязкий горячий битум, исключает конденсацию образовавшихся паров воды, облегчает выход паров .через поверхностное зеркало более горячего (130-150 С) биЗначение температуры битума. равное 130-150 С, объясняется тем, что с точки зрения обезвоживания обводненного битума источник нагрева (горячий битум) должен иметь максимально возможную температуру. Но при нагреве до высокой те.мперату- ры ухудшаются свойства битума как вяжущего. При использовании битума для строительства дорог его нагрев не должен превышать 130-150 С из-за опасности снижения качества битума. Предложенньш способ котлового обезвоживания битума осуществляют следующим образом. Емкость с нагревателями в ее нижней части примерно на одну треть своего объема, но выше уровня нагревательных элементов, заполняют обводненным битумом, который затем путем нагрева обезвоживают и нагревают до 130-150 С.(Впредь, для исключения малопроизводительности и топливоемкого известного способа обезвожи3вания битума, емкость полностью при работе не опорожняют. Примерно одну треть объема оставляют для последующей работы по обезвоживанию). Не отключая нагрев, в емкость под слой уже обезвоженного и нагретого битума подают равномерно во времени обводненный битум, который начинает интенсивно нагреваться и обезвоживаться. Подачу обводненного битума прекращают, если емкость заполнилась бо лее, чем на 90% объема. Для полного обезвоживания и получения зеркальной поверхности вяжущего, последнее еще подогревают некоторое , затем подают на производство например, в дозатор асфальтосмесиТельной установки. Получают битум с остаточной влажностью не более 0,03 вес.%. Ир и м е р. Проводят два опыта по обезвоживанию и нагреву до рабочей температуры 150 С вязкого нефтя ного дорожного битума известньм (опыт 1) и предлагаемым (опыт 2) способами. Оценку эффективности способов ведут по двум критериям: средней часовой производительности и удельному расходу топлива (кг на тонну обезвожен11ого и нагретого до рабочей температуры битума). В кач:естве вяжущих используют битумы ма рок ВИД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60. В обоих опытах объем обезвоживаемого обводненного битума м, его исходная влажность мас.%, начальная температура 90 С. Емкость котла м. Система нагрева жаровые трубы. Топливо - мазут 40. Опыт 1. Обводненный битум заливают в котел. Включают систему подогрева. Интенсивность подогрева регулируют в зависимости от степени вспененности битума, чтобы исключить ег вьшлеск из котла, но получить максимальную производительность. Результаты опыта приведены в табл. 1. Опыт 2. В котле находится 4 м обезвоженного и нагретого до 150 С битума который продолжают подогревать. Под слой этого битума, но выше уровня жаровых труб подают обводненный битум, расход которого регулируют и 924 ограничивают вспениванием битума в котле и тепловой мощностью нагревателя. Результаты опыта также приведены в табл. 1. I Анализ данных, приведен в табл.1 показывает, что предлагаемый способ обезвоживания битума значительно зффективнее известного. Опыт 3. Обезвоживание проводят известным способом. Условия проведения опыта 3 отличаются о.т условий проведения опыта 1 только рабочей температурой битума, которая в данном случае рав на . 4 Обезвоживание предлагаемым способом. Условия проведения опыта 4 отличаются от условий проведения опыта 2 рабочей температурой битума, равной в данном опыте . Эту же температуру имеет предварительно обезвоженный битум, имеющийся в котле. Результаты опытов сведены в i табл. 2. Таким образом,при влажности,исходного битума,например 4 мас.%,производительность известного способа по обезвоживанию и нагреву до рабочей температуры 130-150 G составляет 1,21,3 т/ч, а предложенного - 1,92,14, что вьше в 1,6 раза а удельный расход топлива - мазута 40 (по проведенным «зкспериментам) снижается с 26,7-27,9 кг/т до 17,,418,6 кг/т. При обезволотва1 ии вязкого дорожного битума марки БНД 130/200 производительность на 5-8% выше, чем при использовании более вязких битумов. Способ пригоден также для обезвоживания жидких марок СГ, МГ, БГ. При зтом удельные расходы топлива примерно на 20% ниже, чем при обезвоживании вязких битумов марок БНД 60/90 и БНД 40/60, а производительность остается на том же уровне, что и для вязких битумов, так как (жидкие битумы требуют после обезвоживания перед употребляемым охлаяодением на 20-40 С. Таким образом, при обезвоживании любых нефтяньк дорожных битумов.

с максимальной исходной влажностью 10 мае.% до конечной влажностиэ не прёвь1шающей 0,03 мас.% (следы воды), при использовании предложенного, способа производительность на 5070% вьфе, а удельный расход топлива

на 30-35% ниже, чем при использовании известного котлового способа обезвоживанием битума, кроме того. в значительной степени предотвращается ухудшение свойств битума вследствие окисления. .

Т а б л и ц а 1

СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ БИТУМА путем нагрева обводненного битума в емкости, снабженной нагревателями в нижней части, до температуры кипения воды, отличающийс я тем, что с целью снижения времени обезвоживания и энергозат-:. рат, емкость заполняют частью обводненного битума до уровня, обеспечивающего погружение нагревате-лей, затем нагревают битум, обезвоживают и перегревают его до 130150 С, заполняют емкость оставшейся частью обводненного битума путем подачи его под слойобезвоженного § горячего битума и продолжают нагрев до окончательного обезвоживания (Л битума. § СП со ю

90 6

. 6

1,

27,9

5,0

3,161,9

18,6

Таблица 2