Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Органические вяжущие материалы. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 133 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

В практике применяют следующие конструкции

окислительных установок:

• окислительный куб;

• трубчатый вертикальный реактор;

• реактор колонного типа

Рис. 7. Общая технологическая схема производства

нефтяных окисленных битумов:

1 – теплообменник; 2 – нагревательная печь; 3 – ректификационная колонна; 4 – вакуумная колонна; 5 – установка селективной очистки масел; 6 – окислительная установка;.

I – нефть; II – мазут; III – гудрон; IV – битум; V –

топливные дистилляты; VI – масляные дистилляты;

VII – рафинаты масел; VIII – дистиллятный экстракт.

Схема производства окисленных битумов в окис-

лительных кубах. Окисления гудрона производится в

кубах периодического или непрерывного действия.

Окислению подвергается гудрон, полученный с ваку-

Рис. 8. Схема окислитель-

ного куба непрерывного

действия:

1 – выпускная труба; 2 – фундамент; 3 – отводящая труба; 4 - термоизоляция; 5 – указатель уровня; 6 и 9 выходы трубы10; 7 – труба для отвода конденсата; 8 – приёмник; 10 – шлемовая труба; 11 - предохранительный клапан; 12, 13 – воздуховоды;14 – окислительный куб; 15 – входящая труба; 16 - распылитель

умной установки после отбора масляных фракций из мазута, имеющий обычно температуру размягчения по КиШ (кольцо и шар) в зависимости от свойств исходной

нефти в пределах 29…42О С.

Гудрон после отбора в вакуумной установке, нагретый до температуры 430…435ОС, пропускают через холодильник, где температура его снижается до 210…220ОС, а затем он подаётся на окислительную установку. Установка непрерывного действия состоит из одного буферного и семи окислительных вертикальных кубов, последовательно соединенных между собой с понижением по высоте от второго к восьмому кубу для

перелива гудрона самотеком.

ёмкость, откуда по мере необходимости гудрон перекачивается специально установленным насосом во второй куб,

Первый (буферный) куб используется как рабочая

из которого он уже поступает самотеком в третий, четвертые и т. д., где и происходит окисление. Процесс загрузки

и выгрузки битума происходит непрерывно.

Схема окислительного куба общей ёмкостью около

30 т показана на рис. 8. Окисляемый продукт из предыдущего куба поступает по трубе 15 и после окисления

отводится в последующий куб по трубе 3. Воздух для

окисления поступает в куб 14 по трубе 13, имеющей на дне разветвления со множеством отверстий — маточник или распылитель 16, при помощи которого воздух распыляется в среде окисляемого продукта.

Отработанный воздух вместе с парами масляных дистиллятов выходит через шлемовую трубу 10, которая

имеет два выхода 6 и 9 в специально устроенный приемник 8, расположенный в конце шлемовой трубы, где и собира-

ется конденсат (отдув), состоящий из воды, масел и других

органических продуктов. Конденсат по трубе 7 отводится в

ловушку. Несконденсировавшиеся газы направляются в газосборники. Отработанный воздух из предыдущих кубов вводится в куб по трубе 12. Для регулирования давления вверху имеется предохранительный клапан 11. Освобождение куба от окисляемого нефтепродукта, уровень которого обозначает показатель 5, происходит через

выпускную трубу 1. Для замера температуры и других

параметров процесса окисления куб оборудован контроль-

но-измерительной аппаратурой. Для периодического отбора контрольных проб имеется специальный кран. Куб снабжён термоизоляцией 4 и установлен на фундаменте 2.

Режим окисления устанавливается так, чтобы после прохождения гудрона через все окислительные кубы он отвечал требованиям, предъявляемым к данной марке

битума.

Рис. 9. Схема

окислительного куба

периодического

действия:

1 – фундамент; 2 –

нижний люк; 3 – тепло-

изоляция; 4 – предохра-

нительный клапан;

5 – шлемовая труба;

6 – подача воздуха;

7 – подача сырья; 8 – куб; 9 – маточник; 10 – откачка готового

битума.

Распространенным типом битумной установки яв-

ляются окислительные кубы периодического действия

(рис. 9).

Кубы не соединены между собой, поэтому процесс

производства битума периодически прерывается для

выпуска готовой продукции и загрузки гудрона.

Окислительные кубы емкостью 70…150 т устанав-

ливаются на фундамент. В середину каждого куба пропущена до дна труба 6, по которой от компрессора происходит подача воздуха. К вертикальной трубе присоединена

горизонтальная труба меньшего диаметра 9 с многочис-

ленными отверстиями для пропуска воздуха. Это носит название маточника или распылителя. Окислительный процесс продолжается от 10 до 50 ч. Продолжительность его до получения требуемой марки битума зависит от химического состава и свойств гудрона и параметров

процесса окисления - интенсивности подачи воздуха, температуры окисляемого гудрона.

Кубовые установки периодического или непрерывного действия имеют крупные недостатки и не всегда обеспечивают получение битумов с необходимыми

строительно-техническими свойствами.

Схема производства окисленного битума в трубчатом вертикальном реакторе. Оборудование в виде

трубчатых вертикальных реакторов имеет производительность, обеспечивающее крупнотоннажное производство

битумов.

Рис. 10. Технологическая схема получения битума в

трубчатом вертикальном реакторе:

1 – нагревательная печь; 2 – ёмкость для горячего сырья;

3 – колонный предокислитель; 4 – трубчатый (змеевико-

вый) реактор; 5 - испаритель.

I – сырье (гудрон); II – смесь сырья с битумом; III –

продукты реакции; IV – битум; V – воздух; VI – газооб-

разные продукты окисления.

Технологический процесс окисления на трубчатом реакторе протекает по следующей схеме (рис. 10). Гудрон из резервуара насосами подается в трубчатую печь 1, где нагревается до 240ОС, после чего через ёмкость для

горячего сырья 2 поступает в колонный предокислитель 3.

Туда же насосами подкачивается рециркулирующий

окисленный гудрон и сжатый воздух от компрессора.

Из этой ёмкости гудрон насосами через смеситель подаётся в трубчатый реактор 4, где происходит процесс окисления. Избыточное тепло, образующееся в результате экзотермического окислительного процесса, снимается в

реакторе воздухом от вентиляторов. Из трубчатого

реактора продукты окисления и отработанный воздух поступают в испаритель, где происходит разделение жидкой и газообразной фазы. Отработанный воздух, газы окисления, пары нефтепродуктов и воды через воздушный холодильник поступают в сепаратор, сверху которого газовая часть направляется в топку досжигания газов.

Отгон — черный соляр после отделения воды используется в качестве топлива для нагревательных печей.

С низа испарителя 5 окисленный битум забирается

на рециркуляцию насосами, а балансовый избыток прокачивается через холодильник, где охлаждается до

170

С и далее поступает в ёмкости для хранения и розлива

битума.

Кратность рециркуляции битума дорожных марок составляет (3…7):1, т. е. каждая порция битума совершает от 3 до 7 циркуляции между испарителем и смесителем,

прежде чем поступает в ёмкость для хранения.

Средняя производительность одного трубчатого вертикального реактора при производстве дорожных марок

битума составляет 300…320 т/сут или 13 т/ч.

Схема производства окисленного битума в реакторе колонного типа. Реактор колонного типа работает по

схеме, представленной на рис. 11. Гудрон, имеющий

температуру 140…180

С, из атмосферно-вакуумной

установки насосами через теплообменник и нагреватель-

ную печь 1 подаётся в реактор 3. Высота реактора колон-

ного типа может быть в пределах 4…25 м, а диаметр

Рис. 11. Технологическая схема

битумной установки с

реактором колонного типа:

1 – нагревательная печь;

2 – уравнительная ёмкость;

3 – окислительная установка

колонного типа;

I – сырье (гудрон);

II – битум; III – воздух;

IV – газообразные продукты

окисления.

0,8…3 м. Воздух поступает в реактор через маточник, расположенный внизу реактора. Время пребывания гудрона в зоне реакции при получении дорожных марок

битума составляет 3…5 ч.

Готовый битум поступает в уравнительную ёмкость

2, а из неё – в ёмкости для хранения и розлива битума.

Отработанный газ из верхней части реактора идёт в

конденсатор-холодильник, где его охлаждают водой.

Сконденсировавшиеся продукты используют в качестве топлива, а несконденсировавшиеся сжигают. Температура окисления составляет в пределах от 200 до 260О С, Расход

воздуха - около 300 м3 на 1 т сырья. Реакторы колонного

типа имеют большую производительность по сравнению с производительностью трубчатых реакторов, что позволяет на нефтеперерабатывающих предприятиях обеспечить

крупнотоннажное производство битумов.

2.2.3. Производство битума методом

компаундирования (смешения)

Получение битума по методу компаундирования

(англ. compound – составной, смешанный) основано на смешении нефтепродуктов различной вязкости - остаточ-

ных и окисленных битумов, битумов (асфальтов) деасфальтизации, экстрактов селективной очистки масел или гудрона.

Рис. 12. Технологическая схема получения компаунди-

рованных нефтяных битумов:

1 – установки деасфальтизации; 2 – установка ком-

паундирования.

I – сырье (гудрон); II – асфальт деасфальтизации; III –

жидкий пропан; IV – легкие масляные фракции нефти

(промышленные масла); V – дистиллятный экстракт,

масляные дистилляты, рафинаты масел, остаточный

экстракт (отходы масляного производства);

VI – битум.

Битумы деасфальтизации содержат много асфальтосмолистых веществ, гудроны неглубокого отбора - много масел, состоящих из парафино-нафтенвых и лёгких

ароматическиж углеводородов. Глубоко окисленные битумы содержат много асфальтенов. Смешение их в различных соотношениях позволяет получить битумы

различного структурно-реологического типа, химического

состава, тем самым регулировать свойства компаундиро-

ванных битумов.

Кроме того, компаундирование - наиболее удобный

процесс для введения в битум добавок ПАВ, модификаторов и др., а так же для заводского приготовления разжи-

женного битума.

В состав оборудования для компаундирования могут входить резервуары смешения, трубчатые окислительные реакторы, вакуумная колонна. Кроме основного оборудования битумные заводы должны иметь достаточное количество сырьевых резервуаров, откуда по мере необходимости может подаваться тот ли иной продукт

для окисления, отбора или смешения, а также ёмкостей для хранения битума различных марок.

Технологическая схема производства битума мето-

дом компаундирования приведена на рисунке 12.

Окисленный и остаточный битум, асфальт деасфальтизации, являющиеся сырьем для компаундирования,

из резервов-хранилищ перекачивают в смесители в расчетных соотношениях; в эти же смесители добавляют ПАВ или другие компоненты, например, модификаторы, синтетические смолы.

Смешение ведут с непрерывным контролем получающейся вязкости смеси битумов и по достижении

заданной вязкости компаундированный битум перекачи-

вают в хранилища и раздаточные ёмкости.

Объединение технологического оборудования, ём-

костей с разными видами битума и добавок в единую

систему с трубопроводами, кранами и компрессорами позволяют смешивать компоненты компаундированного битума в любых соотношениях, окислять их до смешения или в смешенном состоянии, перемешивать до полной

однородности.

Рис. 13. Технологическая схема получения компаундиро-

ванных нефтяных битумов по технологии переокис-

ление – разжижение (технология профессора

И.М. Руденской, МАДИ):

1 – установки деасфальтизации; 2 – установка компаун-

дирования.

I – сырье (гудрон); II – асфальт деасфальтизации; III –

жидкий пропан; IV – легкие масляные фракции нефти

(промышленные масла); V – дистиллятный экстракт,

масляные дистилляты, рафинаты масел, остаточный

экстракт (отходы масляного производства); VI – битум.

<<< < Предыдущая 1 23 / 133 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]