Способ управления реактором для получения битума

 

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА, содержащим проточную камеру с расположенной внутри крыльчаткой, закрепленной на полой ступице, связанной с трубопроводом подачи воздуха, и холодильник путем стабилизации расхода сырья с коррекцией по качеству битума, регулирования расхода воздуха , регулирования подачи охлаждающей воды в холодильник в зависимости от температуры в зоне окисления, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса окисления нефтяных остатков, частоту и амплитуду пульсаций расхода воздуха, подаваемого в ступицу, изменяют в зависимости от величины давления , температуры, частоты и аьшлитуды колебаний давления в проточной камере за крыльчаткой по ходу потока . 2.Способ по П.1, отличающийся тем, что частоту пульсаций сырья, направленного в проточную камеру, изменяют в зависимости от температуры в проточной камере за крыльчаткой по ходу потока. 3.Способ по ПП.1 и 2, отличающийся тем, что - .расход е охлаждающей воды в холодильнике изменяют в зависимости от количества воздуха, подаваемого в ступицу.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (21) 3660913/23-26 (22) 11. 10. 83 (46) 07.03.85. Бюл. № 9 (72) Л.И.Пищенко, А.П,Сомиков, Г.С.Каленик и А.А.Шурпач (53) 66.012-52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 350503, кл. G 05 D 27/00, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 981342, кл. G 05 D 27/00, 1981. (54) (57) 1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ PEAKТОРОМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА, содержащим проточную камеру с расположенной внутри крыльчаткой, закреплен- . ной на полой ступице, связанной с трубопроводом подачи воздуха, и холодильник путем стабилизации расхода сырья с коррекцией по качеству битума, регулирования расхода возду-. ха, регулирования подачи охлаждающей воды в холодильник в зависимости ф(З1) С 10 С 3/04 С 05 D 27/00 от температуры в зоне окисления, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса окисления нефтяных остатков, частоту и амплитуду пульсаций расхода воздуха, подаваемого в ступицу, изменяют в зависимости от величины давления, температуры, частоты и амплитуды колебаний давления в проточной камере за крыльчаткой по ходу потока.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что частоту пульсаций сырья, направленного в проточную камеру, изменяют в зависимости от температуры в проточной камере за крыльчаткой по ходу потока.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, расход охлаждающей воды в холодильнике изменяют в зависимости от количества воздуха, подаваемого в ступицу.

4 1

Изобретение относится к автоматическому управлению реакторными устройствами и может быть использовано в нефтехимии.

Известен способ управления реактором окисления битума путем изменения подачи окисляющего воздуха (1) .

Наиболее. близким к изобретению по технической сущности и достигае мому эффекту является способ управления реактором получения битума, содержащим проточную камеру с расположенной внутри крьшьчаткой, закрепленной на полой ступице, связанной с трубопроводом подачи воздуха, и хо лодильник путем стабилизации расхода сырья с коррекцией по качеству битума, регулирования расхода воздуха, регулирования подачи охлаждающей воды в холодильник в зависимости от температуры в зоне окисления (2) .

Однако известные способы не позволяют получить высокую интенсивность окисления из-за недостаточной степени гомогенизации гудрона с воздухом. Кроме того, отсутствие достаточной степени гомогенизации не позволяет получить заданную сте— пень окисления. В начале окисления, когда степень окисления высока, реакция идет активно с выделением тепла, что заставляет сн гжать расход воздуха, так как при температуре выше 280-300 С интенсивно идет о коксование гудрона.

Целью изобретения является интенсификация процесса окисления нефтяных остатков.

11оставленная цель достигается тем, что согласно способу управления реактором для получения битума, содержащим проточную камеру с расположенной внутри крыльчаткой, закрепленной на полой ступице, связанной с трубопроводом подачи воздухВ и холодильник путем стабилизации расхода сырья с коррекцией по качеству битума, регулирования расхода воздуха, регулирования подачи охлаждающей воды в холодильник в зависимости от температуры в зоне окисления, частоту и амплитуду пульсаций расхода воздуха, подаваемого в ступицу, изменяют в зависимости от величины давления, температуры, частоты и амплитуды колебаний давления в проточной камере за крыльчаткой по ходу потока.

Частоту пульсаций сырья, направ5

143762 2 ленного в проточную камеру, изменяют в зависимости от температуры в проточной камере за крыльчаткой по ходу потока.

Кроме того, расход охлаждающей воды в холодильнике изменяют в зависимости от количества воздуха, подаваемого в ступицу.

На чертеже дана схема реактора для получения битума, поясняющая предлагаемый способ.

Способ управления реактором осуществляе- я следующим образом.

Поток гудрона поступает в корпус 1 со скоростью порядка 2+3 м/с с температурой 120-200 С. В зоне установки кавитирующей крьшьчатки 2, имеющий суперкавитирующий профиль, установленный на полой ступице 3 скорость возрастает до 15-20 м/с и снижается давление. Жидкость под воздействием пониженного давления воспринимает растягивающие усилия и в момент равенства давлению насыщенных паров вскипает, образуя каверну с микропузырьками по всему сечению корпуса 1. При схлопывании микропузыоьков образуются кумулятивные микроструи, которые оказывают

30 перемешивающее размолывающее воздействие на смесь гудрона с воздухом.

B область каверны через ступицу 3, связанную с трубопроводом

4;подают воздух. Под воздействием

З5 кумулятивных струй, скорость которых достигла 10 м/с, происходит микроФ кинетическое смешение с образованием мелкодисперсной газо-жидкостной смеси, где наиболее активно происходит реакция. Каверна имеет собственную частоту и амплитуду колебаний, которая зависит от температуры и давления в корпус 1.

Подавая воздух пульсирующим пото45 ком при совпадении частоты и амплитуды каверна растет по сечению и по длине, что увеличивает стойкость газо-жидкостной смеси. Расход воздуха измеряют расходомером 5, частоту

50 и амплитуду пульсаций расхода воздуха измеряют частотомером б,амплитуду колебаний в каверне определяют тензо датчиком 7, частоту колебаний в каверне определяют частотомером 8 давле%

5 ние в каверне измеряют манометром 9

У а температуру датчиком 10.Далее сигналы заводят в вычислительное устройство 11, выход которого управляет

1143762

ВЦИИПИ Заказ 853/23 Тираж 546 По сап а

Фыркал ППП "Пателт, г.глгород, .ул.Проеатааа, а

3 клапаном 12 на трубопроводе 4 подачи кислорода. !

Расход сырья измеряют расходомером 13, частоту пульсаций расхода

5 в корпус 1 измеряют частотомером 14, выход которого заводят в регулятор 15, куда также заводят сигнал температуры в каверне с датчика 10. Регулятор 15 вырабатывает сигнал коррекции регулятору 1.6 расхода, куда также заведена переменная расхода сырья с датчика 17. Выход регулятора 15 расхода управляет работой испытательного механизма 18, изменяя

15 частоту пульсаций сырья.

Расход хладагента, подаваемого в холодильник 5, измеряют расходомером 19, температуру хладагента на выходе из холодильника измеряют термометром 20.

Сигналы расходомера 19 ч термометра 20 заводят на вычислительное устройство 21, куда также подают в ка,честве коррекции сигналы температуры в каверне датчика 10 и сигнал расхода воздуха датчика 5.

Выход вычислительного устройства 21 управляет исполнительным механизмом 22, регулируя расход хладагента.

Учет в работе холодильника 23 расхода воздуха и температуры в каверне позволяет поддерживать заданную температуру на выходе реако тора в пределах 250-280 С для различных марок битума.

Расход воздуха снижен до 700 нм на 100 м гудрона.

В сравнении с базовым объектом предложенный способ позволяет проводить реакцию при 250-290 С, что уменьQ шает время обработки битумов, интент сифицирует процесс окисления и повышает единичную мощность существующих установок окисления битума.

Использование изобретения позволяет снизить удельные энергозатраты на смешивание при сохранении высокой степени гомогенизации и диспергирования, что позволяет ускорить окисление гудрона кислородом воздуха, в сравнении с базовым, и закончить процесс окисления порции гудрона на 5 ч раньше.