Способ непрерывного окисления нефтепродуктов

 

!

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ!

1ц 546643

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 30.07.75 (21) 2170922/04 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень 1з 6

Дата опт.б.. вкопан!!я оппc;:1111!! 07.04.77 (51) М. Кл.-" С 10С 3/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 665.637.88 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Махров, В. Д. Волощенко, A. А. Верховцев, Г. H. Аванесов, М. С. Карамышев, А. Л. Голод, Н. А. Федяров, В. В. Фрязинов, И. Б, Грудников, Д. Д. Логвиненко и О. П. Шеляков

Ростовский-на-Дону государственный институт по проектированию предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ОКИСЛЕН14Я

НЕФТЕПРОДУКТОВ

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано при окислении нефтяных остатков и других нефтепродуктов в битумы и другие продукты.

Известны как периодические, так и непрерывные способы получения битумов окислением нефтяных остатков кислородом воздуха в кубах-окислителях продуванием воздуха через слой продукта; в кубах-окислителях при постоянном перетоке окисленного продукта из куба в куб, окислением нефтяного остатка, предварительно смешанного с воздухом (1), в трубах змеевика реактора с рециркуляцией окисленного продукта (2, 3); в окислительной колонке продувкой воздуха через слой продукта с одновременной подачей свежего продукта и откачкой окисленного продукта (4, 5); в аппарате бескомпрессорного окисления воздухом, засасываемым непосредственно из атмосферы за счет разрежения, создаваемого специальным вращающимся устройством внутри аппарата (6, 7).

Перечисленные способы окисления нефтяных остатков обладают одним принципом массообмена, а именно, контакт кислорода воздуха с нефтепродуктом обеспечивается за счет барботажного перемешивания. Такие способы характеризуются следующими недостаткамп: длитсльностью времени пребывания окпсляемых остатков в зоне реакции окисле

lIèÿ, что приводит к ухудшению качества окпсленных продуктов из-за неравномерного

5 контакта окисляемого продукта с кислородом воздуха, большим расходом воздуха на окисление, низким процентом использования кислорода воздуха (50 — 75 с от исходного содержан11я 1;пслОрода в воздухе), высокой энерго

1р емкостью (по пару, электроэнергии и т. и.), высокой температурой в зоне окисления и значптельнь1мп капитальными затратамп.

Целью изобретения является ускорение процесса окисления и повышение качества

15 ок11сленных продуктов.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом непрерывного окисления нефтепродуктов путем взаимодействия исходного сырья с кислородом в среде ферромагнитных

1астиц, находящихся под воздействием вращающегося электромагнитного поля.

Предпочтительно скорость вращения электромагнитного поля поддерживать 750—

3000 об/мпн и применять ферромагнитные частицы с отношением длины к диаметру 6 — 20.

Полный контакт реакционных масс (нефтяного остатка и кислорода воздуха) и кратковременное пребывание реакцион11ых масс в

546643

Известные! в пустотелой окислительной колонне (непрергявно), !

Технологический параметр

Предлагаемый в кубе периодического действия в змеевике трубчатого реактора (непрерывно) 480--850

50 — 300

30 — 80

85 — 200

180 †2 100

270- 290

48 — 85

15 — 52

260 †2

85 — 90

10 --15

260 †2

14 — 62

38--86

1,2 — 2,2

1,1 — 1,2

4 — 5 чзс

2 — 5 мин

48 — 120 м:Ii.

/(о 3 — 5 сек и менее

5 — 18

50 — 100

5 — 30

1,3 — 3

Bollå окисления улучшают качество окисленI,si.; бптуi ОВ, СОКращавт КОЛИЧЕСТВО ВОЗд Ха па oкислсипе> исключают Возможность коксоВ illiisf В послед)иощих 2ппаратах и Возможность создания взрывоопасных концентраций (Iip«температурах выше 250 С) из-за отсутствия в данном способе остаточного кислорода. ,Цля описываемого способа реактором является Iðóáîïðîâîä, вокруг которого смонтирована спстеъ а обмоток, создаlощих внутри трубопровода вращающесся электромагнитное поле. Внутрь трубопровода помещаются неравноос ь1е ферромагнитные частицы, которьь,е»од воздействием электромагнитноro no.1Il пр.,ходят В сложное движение каждая час пца ьращается вокруг своей наименьшей ос,, одновременно совершая механические колебания с частотой до 10000 Гц и магнитострикцlIO»HI I= колебания. Кроме того, под воздействие, бегущего электромагнитного поля па каждой частице, как на проводнике первого рода, возникает разность потенциачОВ. 1 акиъ Оор2зом, В реакционноЙ зоне создастся;штенспвное перемешпвание и дисперг,1,orsaнпе реакционных масс, а также осущестьляется Воздействие на них быстропеременllbi alii электрическими II магнитными полями li

Blwj стическими колеб2ниями. КОмплексное воздействие этих факторов на смесь компонентов, которые непрерывно подаются через трубопровод, приводит к резкому ускорению реакции окисления.

11олученные в реакторе продукты окисления — оптум, газы окисления отводятся непрерывно в сепарационные аппараты на дальнейшую переработку. Ферромагнитные частицы при этом удерживаются электромагнитным полем и не уносятся из реакционной зоны. Прпменяют ферромагнитные частицы, изготовленные из твердого сплава типа ВК пли ) глеродистых сталей.

Окисление можно вести как при низких

Расход воздуха на окисление, нмз/ т сырья

Температура окисления, С использования кислорода воздуха

Количество остаточного кислорода в газах окисления (не вступившего в реакцию)

Коэффициент избытка воздуха, требуемого для окисления

Время окисления 1 т сырья (нефтяного остатка) до заданного битума

Производительность по битумуi r/÷àñ

Ч ЕМПЕРатУPBX (HOJIsi ЧЕНИЕ IIHBKOI1JIBBKHK OHтумов), rBK и прп Высоких температурах (no,l) iieIiI е Высокоплавкпх битумов типа специальных, руоракс и других) и практически любого по качеству нефтяного остатка. Последовательная установка нескольких аппаратов обеспечивает одновременное получение сразу нескольких марок битума.

Пример. Окислению подвергают гудрон ром ашкинской нефти (р",=0,99, температура размягчения»o ЕИШ 35 С, вязкость при

80 С 35 сек) в количестве 85 т/ час. Процесс непрерывный, расход воздуха 35 м /т сырья, те:,пература окисления 200 С. В результате

)5 окисления гудрона кислородом воздуха в среде ферромагнитных частиц, находящихся под воздеиствием вращающегося электромагнитного поля (скорость вращения 3000 об/мин), получают дорожный Вязкий битум в количе20 стве 83 т/час, соответствующий марке БНД130/200 по ГОСТ 11904-60.

1 олученный битум имеет следующие характеристики: растяжимость при 25"С 65 см; глубина проникновения иглы в битум при 25 С

f30 мм; температура хрупкости — 19 С. Таким

oopaBoiI, полученный битум обладает повышенной пластичностью и морозоустойчивосгью, хорошей сцепляемостью с каменным материалом дорог. Время окисления менее 1сек, кислород воздуха используется полностью.

Описанным способом окисления нефтяных остатков можно получить дорожные вязкие битумы, строительные битумы, битумы нефтяные кроВельные, также пол) ч2ть Оитумы специальные для лакокрасочных продуктов из тяжелых гудронов и другие битумы, получающиеся окислением.

Способ окисления обеспечивает получение дорожных вязких битумов с устойчивыми показателями качеств, что позволяет отказаться

or введения поверхностно-активных добавок.

Такой способ окисления обеспечивает качество получаемых дорожных, строительных, 546643

Составитель Н. Королева

Техред E. Хмелева

Редактор Е. Хорина

Корректор Л. Орлова

Заказ 373(18 Изд. № 210 Тираж 654 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 специальных и других битумов за счет сокращения времени пребывания исходного сырья в зоне реакции окисления, снижения температуры окисления и за счет обеспечения равномерного контакта исходного окисляемого сырья с кислородом воздуха с одновременным равномерным перемешиванием продуктов окисления, в том числе и битума.

В таблице приведены сравнительные данные, характеризующие предлагаемый и известные способы окисления при получении дорожных битумов по ГОСТ 11954-66 и строитсльных битумов по ГОСТ 6617-66.

Использование предлагаемого способа окисления нефтяных остатков кислородом обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: улучшение качества битума, а следовательно долговечность и надежность дорожных покрытий и строительных конструкций; сокращение размеров и количества окислительных аппаратов; сокращение габаритов технологических установок получения битумов; сокращение энергозатрат и капитальных затрат.

Формула изобретения

1. Способ непрерывного окисления нефтепродуктов путем взаимодействия исходного сырья с кислородом, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса окисления и повышения качества окисленных продуктов, окисление проводят в среде ферромаг5 нитных частиц, находящихся под воздействием вращающегося электромагнитного поля.

2. Способ по п. 1, отлич а ющийся тем, что скорость вращения электромагнитного поля составляет 750 — 3000 об/мин.

10 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют ферромагнитные частицы с отношением длины к диаметру 6 — 20.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Гун P. Б. Нефтяные битумы, М., «Химия», 1973, с. 178.

2. Авторское свидетельство М 137441, М. кл. С 1 ОС 3/04, 1966.

3. Авторское свидетельство № 166431, 20 М. кл.2 С IОС 3/04, 1965.

4. Патент ФРГ № 1163223, кл. 80b 25/03, 1964.

5. Патент ФРГ № 1231156, кл. 80Ь 25/03, 1967.

25 6. Авторское свидетельство № 136229, М. кл. С IOC 3/04, 1961.

7. Авторское свидетельство № 151746, М. кл С IOC 3/04, 1964.