3 Физико-химические основы процесса

Ректификацией называется диффузионный процесс разделения жидкостей, различающихся по температурам кипения за счет противоточного многократного контактирования паров и жидкости.

Контактирования паров и жидкости осуществляется в вертикальных цилиндрических аппаратах - ректификационных колоннах, снабженных специальными устройствами - ректификационными тарелками или насадкой - позволяющей создать тесный контакт между паром, поднимающимся вверх по колонне и жидкостью стекающей вниз.

Для нормальной работы ректификационной колонны необходимо, чтобы с верха колонны на нижележащие тарелки непрерывно стекала жидкость (флегма). Поэтому часть готового продукта (ректификата) после конденсации возвращается на верхнюю тарелку колонны в виде, так

называемого орошения. С другой стороны, для нормальной работы колонны необходимо, чтобы с низа колонны вверх постоянно поднимались пары. Чтобы создать в колонне паровой поток, часть уходящего из колонны остатка подогревается, испаряется и возвращается обратно в колонну.

В основу технологического процесса получения битумов положен метод непрерывного окисления сырья в аппаратах колонного типа до заданной марки.

Окислительная колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с расширенной верхней частью, оборудованный маточником для подачи воздуха. Маточник предназначен для более равномерного распределения воздуха по сечению колонны и для улучшения контакта с окисляемым сырьем. Расширение верхней части колонны выполнено для уменьшения нагрузки по газам и улучшения сепарации. При продувке воздухом подогретого сырья кислородом окисляются высококипящие фракции, процесс окисления сопровождается выделением тепла.

При этом масляные углеводороды превращаются в смолы, смолы в асфальтены, асфальтены в карбоны, карбоны в карбоиды по схеме:

Масла смолы асфальтены карбоны карбоиды.

Суммарный тепловой эффект реакции зависит от качества сырья и степени его окисления.

4 Технологическая схема производства

Технологической схемой битумного блока предусматривается возможность одновременного получения:

а) двух марок дорожного битума

б) одной марки строительного битума

в) одной марки кровельного битума.

Для вывода битумного блока или отдельных колонн на режим, предусматривается подача горячего гудрона с вакуумного блока после теплообменников поз Т2, Т4 в окислительные колонны поз. К2, К3, К4.

Битум получается прямым окислением гудрона (фракции >500°) до заданной марки. Из емкости поз.Е2 гудрон забирается насосами поз.Н5, Н6 и подается в окислительные колонны поз. К2, К3, К4.

Для осуществления реакции в колонны поз. К2, К3, К4.подается сжатый воздух от компрессоров поз. КП3, КП4, через емкость аккумулятор поз.КП5 и маточники смонтированные внизу колонны. Реакция окисления гудрона кислородом воздуха сопровождается выделением большого количества тепла. Тепловой режим колонн поз. К2, К3, К4.регулируется подачей рециркулята (вручную, арматурой на линиях рециркулята в колонны поз. К2, К3, К4).

Для снижения концентрации кислорода в отводящих газах окисления до допустимых пределов в верхнюю часть окислительных колонн предусмотрена подача водяного пара. Количество водяного пара подаваемого в колонны поз. К2, К3, К4.регулируется вручную по концентрации кислорода в газах окисления.

Окислительные колонны защищены от превышения давления предохранительными клапанами, сброс от которых предусмотрен через буферную емкость поз.РЕ1 и каплеотбойник поз.Е18 в печь дожига газов окисления поз.Н24. Нефтепродукт из емкости поз.РЕ1 откачивается насосом поз.Н74 по линии л.94 откачки с установки или дренируется в ёмкость поз.Е15 с откачкой насосом поз.Е23. Реакция окисления гудрона кислородом воздуха ведется при давлении не более 0,5 кгс/см. Дорожный битум с низа поз.К2 забирается насосом поз.Н10(Н34, Н14) и подается в холодильник поз.Х3. После охлаждения дорожный битум направляется в емкости готового битума поз. Е35.

Кровельный битум из окислительной колонны поз.К3 забирается снизу насосом поз. Н10(Н34, Н14) и подается в холодильник воздушного охлаждения поз.Х4, где охлаждается и поступает в емкости поз.Е9, Е10.

Для получения качества битума в рециркулята колонны поз.К2, К3 предусмотрена подача фракции 450-500°С от насоса поз.Н12, Н13, с автоматическим регулированием расхода в количестве 10-20% масс. от сырья.

Строительный битум с низа окислительной колонны поз.К4 забирается насосом поз.Н8(Н10,Н11) и подается на охлаждение в холодильник поз.Х5.После охлаждения готовый битум поступает в емкости поз.Е11-Е13.

Схемой предусмотрена циркуляция битумов. Из холодильников поз.Х3, Х4, Х5 битум, полностью или частью в виде рециркулята для снижения температуры окисления, направляется в окислительные колонны поз.К2, К3, К4 соответственно.

С верха колонн поз. К2, К3, К4 парогазовая смесь (водяной пар, газы окисления, отработанный воздух, пары отгона), направляются через каплеотбойник поз.Е18 в печь дожига поз.Н24. Из каплеотбойника поз.Е18 отгон окислительных колонн самотеком собирается в емкость поз.РЕ1, и по мере накопления откачивается с установки в линию фр.450-500°С.

Для сбора продуктов от сброса предохранительных клапанов окислительных колонн поз. установлена емкость поз.РЕ1, откачка из которой производится насосом поз.Н11, как некондиция с установки, а пары и газы через каплеотбойник направляется на дожиг в печь поз.Н24.

При длительной остановке установки или отдельных ее узлов схемой предусмотрено полное освобождение системы от продукта путем промывки продуктом прокачки (фр.180-360°С) с последующей пропаркой. Прокачка ведется насосом поз.Н11. Возможна прокачка трубопроводов и аппаратов насосом поз,Н14 фр.350-450°С с последующей прокачкой в зимнее время продуктом прокачки. Продукты прокачки выводятся с установки.