Битумная установка непрерывного действия колонного типа

Битумная установка непрерывного действия ко­лонного типа предназначена для получения окислен­ных нефтяных битумов. В качестве сырья служат гудроны, полугудроны, асфальты деасфальтизации нефтяных остатков, остатки термического крекинга и их смеси, а для тяжелых нефтей — мазуты (остатки выше 350 °С). Продуктами являются дорожные, строительные, кровельные и специальные вязкие-битумы с температурой размягчения (по КиШ) до 130 °С и глубиной проникания иглы при 25 °С (100 г, 5 с) до 0.

Дорожные битумы вязкие вырабатывают девяти марок (ГОСТ 22245—76) с глубиной проникания иглы при 25 °С в пределах (40—300)-0,1 мм и при О°С выше 13-0,1 мм, температурой размягчения выше 33 ^оС (по КиШ), растяжимостью при 25 °С выше 40 см, температурой хрупкости ниже минус 10 °С. Строительные битумы выпускают трех марок (ГОСТ 6617—76), кровельные—трех марок (ГОСТ 9548—74), специальные изоляционные также трех марок (ГОСТ 9812—74), специальные битумы для лакокрасочных продуктов, шинной, электро­технической и других отраслей (ГОСТ 21822—76).

Выход дорожных окисленных вязких битумов на сырье (гудрон) около 98 % (масс.), строительных 94—96 % (масс.).

Установка включает следующие основные секции: подготовки сырья до требуемой температуры (при переработке гудрон а, поступающего непосредственно с вакуумной установки, необходимо его охлаждение до требуемой температуры с использованием тепла на нагрев нефти в теплообменниках); окисления в колоннах (реакторы колонного типа непрерывного действия); конденсации паров нефтепродуктов, воды, низкомолекулярных альдегидов, кетонов, спиртов и кислот, а также их охлаждение; сжигания газо­образных продуктов окисления. Технологическая схема установки представлена на рис. XI1-1.

Сырье — гудрон — с низа вакуумной колонны подается в теплообменники 1 и далее поступает в верхнюю часть окислительной колонны 4 (на 1 м ниже уровня продукта). В низ окислительной ко­лонны компрессором 3 через воздушный ресивер 2 \ подается сжатый воздух (через маточник). Гудрон движется вниз, а воздух наверх, и при их тесном ' контакте протекает процесс окисления сырья. В ре- { зультате окисления масла переходят в смолы, з смолы — в асфальтены. Кислород воздуха, взаимо- г действуя с водородом, содержащимся в сырье, об- т. разует водяные пары. Возрастающая потеря водо- t рода сопровождается полимеризацией сырья и его к сгущением. Основное количество кислорода уносится с уходящими газами в виде паров воды и в меньшем количестве — в виде диоксида и оксида углерода е или других соединений.

Химически связанный кислород в окисленном т битуме распределяется следующим образом: от 40 до 60 % (масс.) в виде сложноэфирных групп г (—COOR), остальное количество примерно поровну п: между гидроксильными (—ОН), карбоксильными t( <—СООН) и карбонильными (=СО) группами.

Предусматривается возможность подачи воды на ус верхнюю паровую часть колонны для съема тепла и реакции дополнительно к понижению темпеоатупы м'

С сырья на входе в колонну и использование тепла с реакции на нагрев сырья. На верх колонны можно К также подавать водяной пар для понижения концен-к трации кислорода в газообразных продуктах. Отра-е ботанный воздух, газообразные продукты окисления д покидают колонну сверху и поступают в нижнюю часть конденсатора смешения 9. Смесь движется снизу вверх навстречу воде, крторая конденсирует i часть паров нефтепродуктов, воды и паров кисло-; родсодержащих соединений. Конденсат с низа кон­денсатора 9 удаляется, а нефтепродукты в виде так ; называемого «черного соляра» улавливаются в ло-; вушке либо непосредственно из аппарата насосом 8 | откачиваются в сборник топлива. Черный соляр • используется в качестве компонента топочного ма­зута. Несконденсированная часть — азот, оксид и диоксид углерода, следы кислорода — поступает в топку 10 на сжигание. Образующиеся дымовые газы через вытяжную трубу выводятся в атмо­сферу.

Готовый битум насосом 5 забирается с низа окис­лительной колонны 4 через теплообменники 6 би­тум — нефть и аппарат воздушного охлаждения 7 в' битумораздаточники. Для повышения адгезионных свойств дорожных битумов можно вводить поверх­ностно-активные вещества до 5 % (масс,) — дозирование в потоке, затем его смешение в потоке и ме­шалке (на схеме не показано).

На установке имеются устройства для автомати­ческого регулирования расхода сырья, давления и расхода сжатого воздуха, температуры и уровня жидкой фазы в окислительной колонне, а также приборы и средства для контроля и регистрации температуры продуктов в трех точках окислитель­ной колонны, сырья, поступающего в окислительную колонну, и товарного битума после аппарата воздуш­ного охлаждения.

Предусмотрен вариант работы установки с при­емом сырья в переработку из резервуара. В этом случае сырье подогревается до требуемой темпера­туры в змеевике печи.

Если необходима одновременная выработка би­тумов различных марок, на установке монтируют до пяти окислительных колонн, работающих самостоя­тельно. На каждой колонне получают товарный битум соответствующей марки. Остальные секции установки — подготовка сырья, конденсация паров и сжигание газообразных продуктов окисления — могут быть общими.

Технологический режим установки:

Температура в колонне, °С сырья (на входе) жидкой фазы (в нижней части) то же, в средней части в верхней части (газовое пространство) Температура товарных битумов на выходе из холодильника, °С Давление избыточное в колонне, Мпа Удельный расход сжатого воздуха на окисление, м3/т сырья для получения дорожного битума марки БНД 60/90 для получения дорожного битума марки БНД 40/60 для получения строительного битума марки БН 70/30 для получения строительного битума марки БН 90/10 Расход сырья, т/ч Продолжительность пребывания сырья в зоне реакции (продолжительность окисления), ч для дорожного битума марки БНД 60/90 для дорожного битума марки БНД 40/60 для строительного битума марки БН 70/30 для строительного битума марки БН 90/10 Допустимая скорость движения паров в свободном сечении колонны, м/с Содержание кислорода в газооброзных продуктах окисления, % (масс.)

140-200 240-270 240-270 180-210 180-220 0,005-0,30   35-60 60-80 80-120 120-200 20-60   1,0-2,0 1,5-2,5 2,5-3,0 3-4 Не более 0,2 0,2-4,0

Для защиты окружающей среды предусмотрена печь для дожига несконденсированных газообраз­ных продуктов окисления, устанавливают аппараты воздушного охлаждения. Для безопасности эксплуа­тации установки предусматривают устройства авто­матической блокировки, с помощью которых процесс окисления прекращается (прекращается подача сжа­того воздуха) в следующих случаях: превышение сверх допустимой температуры (270 °С) жидкой фазы в окислительной колонне; снижение менее 15 °С разности температуры между жидкой и паровой фа­зами; превышение сверх нормы (4—5 % масс.) со­держания кислорода в газообразных продуктах окисления и увеличение давления в окислительной колонне сверх допустимого. Предусматривается также монтаж на окислительной колонне взрывного и предохранительного клапанов и подача при не­обходимости водяного пара в эту колонну.