Способ непрерывного окисления нефтепродуктов Советский патент 1977 года по МПК C10C3/04 

1

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано при окислении нефтяных остатков и других нефтепродуктов в битумы и другие продукты.

Известны как периодические, так и непрерывные способы получения битумов окислением нефтяных остатков кислородом воздуха в кубах-окислителях продуванием воздуха через слой продукта; в кубах-окислителях при постоянном перетоке окисленного продукта из куба в куб, окислением нефтяного остатка, предварительно смешанного с воздухом 1, в трубах змеевика реактора с рециркуляцией окисленного продукта 2, в окислительной колонке продувкой воздуха через слой продукта с одновременной подачей свежего продукта и откачкой окисленного продукта 4, в аппарате бескомпрессорного окисления воздухом, засасываемым непосредственно из атмосферы за счет разрежения, создаваемого специальным вращающимся устройством внутри аннарата 6, 7.

Перечисленные способы окисления нефтяных остатков обладают одним принципом массообмена, а именно, контакт кислорода воздуха с нефтепродуктом обеспечивается за счет барботажного перемешивания. Такие способы характеризуются следующими недостатками: длительностью времени пребывания окисляемых остатков в зоне реакции окисле ния, что приводит к ухудшению качеств окисленных продуктов из-за неравномерного контакта окисляемого продукта с кислородом воздуха, большим расходом воздуха на окисление, низким процентом использования кислорода воздуха (50-75% от исходного содержания кислорода в воздухе), высокой энергоемкостью (по пару, электроэнергии и т. п.), высокой температурой в зоне окисления и значительными капитальиыми затратами.

Целью изобретения является ускорение процесса окисления и повышение качества окисленных иродуктов.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом непрерывного окисления нефтепродуктов путем взаимодействия исходного сырья с кислородом в среде ферромагнитных частиц, находящихся под воздействием вращающегося электромагнитного поля.

Предпочтительно скорость вращения электромагнитного поля поддерживать 750- 3000 об/мин и иримеиять ферромагн 1тные частицы с отношением длины к диаметру 6-20.

Полный контакт реакционных масс (нефтяного остатка и кислорода воздуха) и кратковремеииое пребывание реакционных масс в зоне окисления улучшают качество окисленкых битулюв, сокращают количество воздуха на окисление, исключают возможность коксования в носледующнх аииаратах и возможность создания взрывоопасных концентраций (при темнературах выше ) из-за отсутствия в данном способе, остаточного кислорода. Для описываемого способа реактором является 1рубопровод, вокруг которого смонтирована система облМоток, создаюш их внутри трубопровода враш,аюш;ееся электромагнитное иоле. 13нутрь трубопровода помещаются неравноосные ферромагнитные частицы, которые иод воздействием электромагнитного ноля пр..ходят в сложное движение; каждая частица вращается вокруг своей наименьшей оси, одновременно совершая механические колебаиня с частотой до 10000 Гц и магнитострикционпые колебания. Кроме того, под воздействием бегущего электромагнитного поля на каждой частице, как на проводнике нервого рода, возникает разность потенциалов. ГакиА; образом, в реакционной зоне создается иптенсивное перемешивание и диспергирование реакционных масс, а также осуществляется воздействие на них быстроперемениыми электрическими и магнитными полями и акустическими колебаниями. Комплексное воздействие этих факторов на смесь компонентов, которые непрерывно подаются через трубопровод, приводит к резкому ускорению реакции окисления. Полученные в реакторе продукты окисления - битум, газы окисления отводятся непрерывно в сепарационные аппараты на дальнейшую переработку. Ферромагнитные частицы при этом удерживаются электромагнитным иолем и не уносятся из реакционной зоны. Применяют ферромагнитные частицы, изготовленные из твердого сплава типа ВК или углеродистых сталей. Окисление можно вести как при низких температурах (получение пизкоилавких биTyMOBj, так и ири высоких темиературах (иолучение высокоплавких битумов типа специальных, рубракс и других) и ирактически любого но качеству нефтяного остатка. Последовательная установка нескольких аппаратов обеспечивает одновременное получение сразу нескольких марок битума. Пример. Окислению подвергают гудрон ромащкииской нефтн ( 0,99, температура размягчения по КИШ 35°С, вязкость при 35 сек) в количестве 85 т/ час. Процесс ненрерывиьш, расход воздуха 35 сырья, температура окисления . В результате окисления гудрона кнслородом воздуха в среде ферромагнитных частиц, находящихся под воздействием врашающегося электромагнитиого поля (скорость вращения 3000 об/мин), получают дорожиый вязкий битум в количестве 83 т/час, соответствующий марке БНД130/200 по ГОСТ 119о4-6й. Полученный битум имеет следующие характеристики: растяжимость при 65 см; глубина проникновения иглы в битум при 25°С 130 мм; температура хрупкости -19°С. Таким образом, полученный битум обладает повышенной пластичностью и морозоустойчивостью, хорошей сцеиляемостью с каменным материалом дорог. Время окислеиия менее 1 сек, кислород воздуха используется полностью. Описанным способом окисления нефтяных остатков можно получить дорожные вязкие битумы, строительные битумы, битумы нефтяные кровельные, также получать битумы специальные для лакокрасочных продуктов из тяжелых гудронов и другие битумы, получающиеся окислением. Способ окисления обеспечивает получение дорожных вязких битумов с устойчивыми показателями качеств, что иозволяет отказаться от введения поверхностно-активных добавок. Такой способ окисления обеспечивает качество иолучаемых дорожных, строительных.

т сырья емперату

3 ИСПОЛЬЗ

:оличествс газах OKJ реакцию)

специальных ii других битумов за счет сокращения времени пребывания исходного сырья в зоне реакции окисления, снижения температуры окисления и за счет обеспечения равномерного контакта исходного окисляемого сырья с кислородом воздуха с одновременным равномерным перемешиванием продуктов окисления, в том числе и битума.

В таблице приведены сравнительные данные, характеризующие предлагаемый и известные способы окисления при получении дорожных битумов по ГОСТ 11954-66 и строительных битумов по ГОСТ 6617-66.

Использование предлагаемого способа окисления нефтяных остатков кислородом обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: улучщение качества битума, а следовательно долговечность и надежность дорожных покрытий и строительных конструкций; сокращение размеров и количества окислительных аппаратов; сокращение габаритов технологических установок получения битумов; сокращение энергозатрат и капитальных затрат.

Формула изобретения

сырья с кислородом, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса окисления и повыщения качества окисленных продуктов, окисление проводят в среде ферромагнитных частиц, находящихся под воздействием вращающегося электромагнитного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

7. Авторское свидетельство № 151746, М. КЛ.2 С ЮС 3/04, 1964.