Устройство для получения битума

 

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к устройствам для получения окисленного битума из нефтяных производных. Устройство для получения битума содержит камеру и расположенный в ней трубопровод с перфорированным концом. В конце трубопровода установлен теплоизолированный перфорированный стакан, внутри которого размещен нагреватель, причем нагреватель и трубопровод установлены осесимметрично относительно цилиндрической камеры. Использование данного изобретения позволяет снизить энергетические затраты на получение битума. 1 ил.

Изобретение относится к нефтехимии, а более конкретно, к устройствам для получения окисленного битума из нефтянных производных.

Известно устройство для получения битума, содержащее окислительную колонну и трубопровод с отверстиями для барботажа воздуха через подогретые нефтяные остатки (В. Н.Эрих, М.Г.Расина, М.Г.Рудин. Химия и технология нефти и газа. Л.: Химия, 1977, с.382-384, рис. 104).

Недостатком известного устройства являются значительные энергетические затраты на необходимый предварительный подогрев нефтяных остатков до температуры 250- 300^oC, при которых осуществляется достаточная скорость реакции окисления.

Известно устройство для получения битума, содержащее камеру и расположенный в ней трубопровод с перфорированным концом, через который в камеру при вращении поступает воздух для окисления. (А.С.Колбановская, В.В.Михайлов. Дорожные битумы. М.: Транспорт, 1973, с.37-39, рис.5).

Недостатком этого устройства являются значительные энергетические затраты на предварительный подогрев нефтяных остатков и испарение подаваемой для охлаждения битума воды.

Техническим эффектом изобретения является снижение энергетических затрат на получение битума.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем камеру и расположенный в ней трубопровод с перфорированным концом, согласно изобретению в конце трубопровода установлен теплоизолированный перфорированный стакан, внутри которого размещен нагреватель, причем нагреватель и трубопровод установлены осесимметрично относительно цилиндрической камеры.

На чертеже упрощенно изображен продольный разрез заявляемого устройства для получения битума. Он содержит цилиндрическую камеру 1 с патрубками ввода 2 и вывода 3 нефтепродуктов, патрубком вывода газообразных веществ 9 и расположенный в ней трубопровод с перфорированным концом 4, опирающимся на шаровую опору 5, теплоизоляцию 6, стакан 7, нагреватель 8, привод вращения трубопровода 10, подшипнико-уплотнительный узел 11, смонтированный на крышке 12.

Особенностью конструкции приведенного устройства является теплоизолированный перфорированный стакан с нагревателем внутри, которые расположены осесимметрично относительно цилиндрической камеры.

Предлагаемое устройство для получения битума работает следующим образом. При включении привода 10 происходит вращение трубопровода 4 благодаря шаровой опоре 5 и подшипнико-уплотнительному узлу 11 на крышке 12. Через патрубок 2 заливаются от 1/2 до 2/3 объема камеры 1 нефтяные остатки, имеющие температуру среды, например 20^oC, после чего включается подогрев нагревателя 8 до температуры 500±150^oC в зависимости от состава обрабатываемого сырья. В процессе вращения трубопровода воздух проходит через нагреватель и горячим выбрасывается через отверстия стакана 7, теплоизоляции 6 и трубопровода 4 внутрь камеры 1. Кислород воздуха, нагретого до высокой температуры, с большой скоростью окисляет микрообъемы составляющих нефтяного вращающегося потока сырья, которые также быстро охлаждаются и перемешиваются, контактируя с холодным сырьем и стенками камеры и трубопровода. В результате реакции окисления выделяется значительное количество тепла, которое постепенно приводит к повышению температуры всего объема жидкости. При значительной скорости охлаждения и перемешивания за счет вращения и циркуляции легких составляющих вблизи трубопровода снизу вверх и вблизи стенки камеры холодных тяжелых составляющих сверху вниз, так как тяжелые окисленные вещества получают большее центробежное ускорение из-за вращающегося потока масс, не наблюдается образования карбочастиц, ухудшающих качество битума, несмотря на значительную скорость окисления микрообъемов. Тепло, получаемое в результате реакции, многократно превосходит энергетические затраты на нагрев воздуха, что способствует "бесплатному" нагреву нефтяных остатков и отгону низкокипящих фракций через патрубок 9. В зависимости от состава сырья подбирается скорость вращения трубопровода (расход воздуха) и температура его нагрева для получения конкретной марки и состава битума. Перфорированный теплоизолированный стакан обеспечивает минимальные теплопотери за счет теплопередачи от нагревателя трубопроводу, так как только горячий активированный воздух обеспечивает высокую скорость окисления, а стенка трубопровода уже при температурах 250-300^oС будет способствовать образованию карбочастиц, что приведет к ухудшению свойств битума и незавершенности процесса окисления.

В результате скоростного высокотемпературного окисления-охлаждения значительно сокращается время окисления одинакового сырья в предложенном устройстве по сравнению с аналогами, что также способствует снижению общих энергетических затрат при улучшении качества битума. Причем появляется возможность прямого окисления непосредственно нефти в битум за экономически оправданное время и получение в продуктах отгона веществ с новым качеством, например высокооктановых бензинов.

В настоящее время на опытном устройстве на перерабатываемый объем 0,5 тонны сырья производится отработка технологии на различном сырье.

Указанные особенности изобретения представляют его отличия от прототипа и обуславливают новизну предложений. Эти отличия являются существенными, поскольку именно они обеспечивают создание положительного эффекта, отраженного в цели предложения, и отсутствуют известные решения с таким же эффектом.

Формула изобретения

Устройство для получения битума, содержащее камеру и расположенный в ней трубопровод с перфорированным концом, отличающееся тем, что в конце трубопровода установлен теплоизолированный перфорированный стакан, внутри которого размещен нагреватель, причем нагреватель и трубопровод установлены осесимметрично относительно цилиндрической камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1