Установка для получения вяжущих материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (5g 4 С 10 С 3/04

1 фГ1-

13.;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3807677/23-04 (22) 31.07.84 (46) 30.07.86. Бюл. В 28 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт. (72) Г.Д.Ляхевич, И.И.Леонович и А.А.Куприянчик (53) 665.637.88(088.8) (56) Гун P.Á. Нефтяные битумы. М.:

Химия, 1974, с. 187..

Там же, с. 195. (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ, включающая реактор окисления с маточником, соединенный последовательно с конденсатором-холодильником и газосепаратором, смеситель, .компрессор воздуха, источник пара, емкость нефтяных продуктов, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта и утилизации .отходов, она дополнительно снабжена бункером-доза— тором твердых веществ и экструдером, соединенным трубопроводами с бункером-дозатором твердых веществ, емкостью нефтяных продуктов и верхом реактора окисления, а реактор окисления . снабжен установленнымпод маточником турбулизирующим устройством, соединенным трубопроводом с компрессором и/или источником пара и выполненным в виде коллектора, состоящего из труб, на которых закреплены сопла, направляющие воздух и/или пар перпендику- е

O лярно вертикальной оси реактора или вдоль нее.

1247391

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к àïïàратному оформлению термохимических процессов, и может быть использовано на нефтеперерабатывающих, нефтехимических, химических, коксохимических, а также строительных производствах.

Целью изобретения является повышение качества целевого продукта путем предотвращения коксования и утилизация отходов.

На чертеже приводится принципиальная схема работы установки.

Исходное сырье из бункера-дозатора 1 подают по трубопроводу 2 активирующее устройство — экструдер 3, где

его измельчают и активируют и направляют по трубопроводу 4 в шнековый смеситель 5. Сюда же из емкости 6 по трубопроводу 7 подают органическое сырье. Перемешанное сырье насосом 8 ! по трубопроводу 9 подают в реакционный аппарат 10. От компрессора 11 по трубопроводу 12 в реакционный аппарат

10 через маточник 13 подают газообразный. окислитель. Одновременно от компрессора 11 и/или источника 14 пара по трубопроводу 15 подают газообразный окислитель и/или пар в коллекторы турбулизирующего устройства 16.

Подаваемые через сопла 17 взаимно перпендикулярные потоки газа и/или пара перемешивают сырье, а также снимают продукты коксования с донной части реакционного аппарата. Готовый вяжущий материал насосом 18 через теплообменник 19 по трубопроводу 20 откачивают с установки.

Парогазовую смесь из реакционного аппарата по трубопроводу 21 направляют через конденсатор-холодильник 22 в газосепаратор 23, снизу которого насосом 24 по трубопроводу 25 жидкие продукты окисления откачивают с установки. Газы окисления сверху газосепаратора 23 отводят по трубопроводу 26 °

Пример, иллюстрирующий работу установки.

В качестве сырья используют высокомолекулярные нефтяные продукты.

Твердую фазу, участвующую в процессе окисления, выбирают из группы углей, резиновых отхОдов, фосфогипса, доломита, известняка.

Исходное твердое сырье из бункеранакопителя 1 при температуре окружающей среды и атмосферном давлении подают в активирующее устройство — экструдер 3, в котором измельчают до размера частиц мельче 5 мм. Из экструдера измельченное твердое сырье подают по трубопроводу в шнековый смеситель 5. Сюда же из емкости 6 по трубопроводу 7 подают нагретое до

60 С органическое сырье. Из. смеситео ля перемешенное сырье с температурой

50 С насосом 8 под давлением 0,18 МПа по трубопроводу 9 подают в реакционный аппарат 10.

10

Реакционный аппарат выполнен в виде цилиндра высотой 25 м и диаметром 1,5 м. Для осуществления процесса окисления в реакционный аппарат компрессором по трубопроводу 12 подают под давлением 0,3 МПа газообразный окислитель, который распределяют в сырье посредством маточника 13, установленного в реакционном аппарате.

Маточник 13 установлен на высоте 1 м от днища реакционного аппарата. Температура процесса окисления состав.ляет 270 С.

Готовый продукт с температурой

270 С насосом 18 через теплообменник

®,19 откачивают из установки. Парогазовую смесь, имеющую температуру 250 С, из реакционного аппарата удаляют череэ конденсатор-холодильник в газосепаратор 23. Образовавшиеся в газосепараторе жидкие продукты с помощью насоса 24 по трубопроводу 25 удаляют из установки, а песконденсировавшиеся газы отводят по трубопроводу 26.

Ниже маточника установлено турбулизирующее устройство, выполненное в виде трубчатого коллектора. Трубы коллектора изогнуты по форме днища реакционного аппарата и соединены между собой в верхней и нижней частях коллектора. В трубах выполнены сверления, на которые посажены сопла с от-. отверстием 8-15 мм. Сопла направлены перпендикулярно вертикальной оси реактора и вдоль нее. Зазор между соплами и днищем реакционного аппарата составляет 10-30 мм. От компрессора

11 по трубопроводу 12 в коллектор под давлением 0,3 МПа подают газообразный окислитель. Струи газообразного окислителя, вырывающиеся из сопел, .перемешивают сырье и снимают продукты к

45 коксования с донной части реакционного аппарата.

1247391

При работе установки основное количество воздуха (около 957) подают через маточник и используют в качестве окислителя. Этот воздух распределяют по всему сечению реакционного . аппарата. Часть воздуха (около 5X) по подают в турбулизирующее устройство и далее в сопла с целью предотвращения оседания продукта на стенках и днище реакционного аппарата и, как след- 10

Последовательность операций и условия их проведения

Пример

I- Т

1. Твердую фазу (резиновые отходы, каменный уголь) хранят и дозируют бункером-дозатором

1 при:

Температуре, С

Давление, МПа

10-40 10-40 10-40

Атмос- Атмос- Атмосферное ферное ферное

Размеры твердой фазы, мм 6-30 8-50

Твердая фаза Резиновые отходы

12-70

Каменный уголь

250

150

0,01

0,05

0,15 .

Нефтя-. ной гудрон

Масло

ПН-6

Нефтяной гудрон

Размер твердой фазы, мм

Фракционный состав, Х:

0-0,01

0,01-0,05

0 05-0,1

0"5

0,2,5

0-0, 1

35,6 14 3

44,8 . 42,3

12,4 15,1

100

Из бункера-дозатора твердую фазу подают в активирующее устройствоэкструдер 3, в котором ее измельчают и активируют при:

Температура, С о

Количество жидкости, подаваемой в активирующее устройство, мас.ч./мас.ч твердой фазы

Используемая жидкость ствие этого, предотвращения коксования вяжущих материалов.

В табл. 1 и 2 показаны примеры осуществления работы установки.

Таким образом, предложенная устанонка обеспечивает переработку отходов различных производств твердой фазы. При этом снижается коксообразование и улучшается качество целевого продукта.

Т а б л и ц а 1

Пример

О, 1-0,5

0,5-1,0

1,0-2,5

2,5-5 0

20,6

3,4

2,5

1,8

7,2

Жидкая фаза

Нефтяной гудрон

40-80

Нефтяной гудрон

40-80

Масло

ПН-6

40-70

Атмосферное

Атмосферное

Атмосферное

Атмосферное

Атмосферное

Атмосферное

40

1: 10

1:2

1:5

В сырьевой емкости 6 хранят жидкую

1 фазу (масло ПН-6 или нефтяной гудрон) при: о

Температура, С

Давление, NIIa

Из активирующего устройства 3 и сырьевой емкости 6 в смеситель 5 направляют соответственно активированную твер дую и жидкую фазы.

В смесителе проводят перемешивание двух фаз до образования однородной массы при:

Температура, С

Давление, MIIa

Продолжительность смешения, MHH

Соотношение компонентов (твердая фаза, жидкая фаза), мас.ч.

Из смесителя 5 насосом 8 однородную массу подают в верхнюю часть реакционного аппарата 10.

Сюда же из емкости

6 дополнительно вводят жидкую фазу. В маточник 13 компрессором 4 по трубопро1247391 Ь

Продолжение табл.

1247391 8

Продолжение табл.1.

Пример

230

200

180

0i 103+

+0,01

О, 103+

1О,О1

О, 103+

+0,01

Расход воздуха, л/мин кг 5

Время пребывания реакционной массы в аппарате, мин 30

15

120

Количество дополнительно вводимой жидкой фазы, мас.ч. 1

0,101

30

30

40 воду 12 подают сжатый воздух, а в турбулизирующее устройство 16 по трубопроводу 15 подают водяной пар из источника

14 пара. Условия работы реакционного аппарата:

Температура веро ха, С

Температура низа, OC

Давление, МПа

Из верхней части реакционного аппарата 10 парогазовую фазу через конденсатор-холодильник 22 направляют .в газосепаратор 23, работающий при:

Давление, ИПа

Температура верха, С

Температура низа, С

2. Снизу реакционного аппарата 10 насосом 18 через теплообменник 19 откачивают готовый продукт со следующими характеристиками:

Глубина проникания иглы:

О, 101 О, 102

1гИЗИ

Продолжение табл.1.

Пример

78

99, 39

103

46

52

100

100

-18

-17

-17

240

265

275

Выдер- Выдерживает живает

Выдерживает

Изменение температуры размягчения после прогрева, С 5, Индекс пенетрации -0,2

Содержанйе водорастворимых соединений,.мас.Ж

4 6

+0,4 -0,4

0,1

0,1

Пример

Последовательность операций и условия их проведения

1. Твердую фазу (фосфогипс, доломит, известняк) хранят и дозируют бункером-дозатором 1 при:

Температура, ОС

Давление, МПа

10-40

Атмосферное

1-50

Доломит

10-40

Атмосферное

4-80

Фосфогипс

10-40

Атмосферное

1-70

Известняк

Размер твердой фазы, мм

Твердая фаза

Из бункера дозатора твердую фазу направляют в активирующее устройство— .экструдер 3, в котором ее измельчают и активируют .при:

Температура, С

Количество жидкости, подаваемой в активирующее устройство, мас.ч./мас.ч. твердой фазы 60

0.05 0,05

0,05 а) при 25 С б) при 0 С

Температура размягчения по кольу H mopy C

Растяжимость при 25 С, см

Температурахрупкости, С

Температура H CIIbHBEH С

Сцепление с мрамором

Таблица 2!

1247391

0-0, 1

39,7

49,1

11,2

33,6

58,2

8,2

55,3

44,7

180 180

Атмосферное

180

20

1:16

1:!6

1: 16

1,109t

+0,01

О, 109<

+0,01

О, 109+

+0,01

60

60

Последовательность операций и условия их проведения

Используемая жидкость

Размер твердой фазы, мм

Фракционный состав, X:

0-0,01

0 01-0 05

0 05-0, !

В сырьевой емкости 6 хранят жидкую фазу — нефтяной гудрон при:

Жидкая фаза

Температура, С

Давление, МПа

Из активирующего устройства 3 и сырьевой емкости 6 в смеситель 5 направляют активированную твердую и жидкую фазы, в смесителе проводят их перемешивание до образования однородной массы при:

Температура, С

Давление, MIIa

Продолжительность смешения, мин

Соотношение компонентов (твердая фаза — жидкая фаза), мас.ч.

Из смесителя 5 насосом

8 однородную массу подают в верхнюю часть реакционного аппарата 10. Сюда из емкости 6 дополнительно вводят жидкую фазу. В маточник 13 компрессором 12 по трубопроводу !2 подают сжатый воздух, а в турбулизирующее устройство 16 по трубопроводу 15 подают водяной пар из источника 14 пара. Условия работы:

Температура верха, С

Температура низа, С

Давление, ИПа

Расход воздуха, л/мин кг

Время пребывания реакционной массы в аппарате, мин

Продолжение табл.

4 5 б

Нефтяной гудрон

0-0, 1 О-О, 1

Нефтяной гудрон

40-70 40-80 40-70

Атмосферное

14

Продолжение табл.Z

1247391

Последовательнасть операций и условия их проведения

Пример

4 5 6

Количество дополнительно вводимой жидкой фазы, мас.ч.

Из верхней части реакционного аппарата 10 парогазовую фазу через конденсатор-холодильник 22 направляют в газосепаратор 23, работающий при:

Давление, MIIa

Температура верха, С

Температура низа, С

О, 101

01101 0, 101

30 30

35 35

2. Снизу реакционного аппарата 10 насосом 18 через теплообменник 19 откачивают готовый продукт, имеющий:

Глубина проникания иглы: а) при 25 С б) при 0 С

Температура размягчения по кольцу и шару, ОС

Растяжимость при 25 С, см о

Температура хрупкости, С

Температура вспышки, С

Сцепление с мрамором

74

94

112

56

64

-16

254

Выдерживает

48

72

-20

247

Выдерживает

96

-21

236

Выдерживает

Изменение температуры размягчения после прогрео ва, С

Индекс пенетрации

Содержание водораствори мых соединений, мас.%

-0,1

-0,2.

-0,1

0,1

0,1

0,1

Составитель Е.Горлов

Редактор М.Келемеш Техред И.Гайдош

Заказ 4079/25 Тираж 482

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор С. Черни

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4