Производство битумов окислением гудрона в колонне

Содержание

Слайд 2

1 – кипятильники; 2 – уравнительная емкость; 3 – окислительная колонна; 4

1 – кипятильники; 2 – уравнительная емкость; 3 – окислительная колонна; 4
– парогенератор; 5 – сепаратор с циклоном; 6 – огнепреградитель;
7 – печь; 8 – компрессор; 9 – насосы

Слайд 3

Готовый битум откачивается из колонны через уравнительную ёмкость 2, наличие которой облегчает

Готовый битум откачивается из колонны через уравнительную ёмкость 2, наличие которой облегчает
поддержание постоянства откачиваемого потока, что важно для обеспечения работы системы утилизации тепла битума. Во избежание перегрева колонны в результате выделения тепла реакции окисления до безопасной в газовое пространство подают воду, которая, испаряясь, понижает температуру в колонне и разбавляет газы окисления. Если такого разбавления недостаточно для снижения концентрации кислорода до безопасной, в колонну вводят также водяной пар, вырабатываемый в парогенераторе 4 за счет избыточного тепла сырья и продукта. Для поддержания теплового равновесия процесса применяют также циркуляцию части битума через выносные холодильники. Газы окисления с верха колонны поступают в сепаратор 5. Несконденсированные газы из сепаратора через огнепреградитель 6 направляются в печь 7 для сжигания. «Чёрный соляр» с низа сепаратора 5 после отделения воды используется как топливо.
Режим работы колонн зависит от их размеров, используемого сырья и получаемого продукта. Время пребывания гудрона в зоне реакции при получении марок дорожных битумов составляет 3–5 ч, расход воздуха – от 1200 до 1500 м3/ч, температура окисления – от 210 до 280 °С, содержание кислорода в газах окисления – 3–4%. Производительность колонн обычных размеров (диаметр 3,4 м, высота 15 м) составляет 10–40 т/ч.

Слайд 4

Последовательно установленные окислительные колонны

Последовательно установленные окислительные колонны

Слайд 6

Расчёт материального баланса окислительной колонны

Исходными данными являются:
производительность колонны по сырью GF, т/год;
марка

Расчёт материального баланса окислительной колонны Исходными данными являются: производительность колонны по сырью
получаемого битума, его температура размягчения tразм, °С;
качество сырья: температура размягчения tразм, °С; плотность ρ420, кг/м3;
условия процесса: удельный расход воздуха gвозд на сырьё, м3/кг; температура t, °С; давление Р, МПа; объёмная скорость подачи сырья w.
Производительность колонны в час, кг/ч,
Gf= GF ⋅103 /(n⋅24), (1.1)
где n − число рабочих дней установки в году.
Выход готового продукта
Gб= γ⋅GF/100, (1.2)
где γ − выход битума, % масс.
Значение γ берется в зависимости от температуры размягчения го­тового продукта .

Слайд 7

Цель материального расчета – определение расхода сырья и вспомогательных материалов для обеспечения заданной производительности по

Цель материального расчета – определение расхода сырья и вспомогательных материалов для обеспечения
целевому продукту (иногда определение выхода целевого и побочных продуктов исходя из расхода сырья).

Общий расход воздуха, кг/ч,
Gвозд=gвозд ⋅Gf⋅ ρвозд ⁄ 1000, (1.3)
где gвозд − удельный расход воздуха, м3/т сырья; ρвозд − плотность воздуха, кг/м3.
Азот и инертные газы не участвуют в процессе окисле­ния, поэтому количество азота равно суммарному количеству азота и инертных газов, по­ступающих в колонну с возду­хом, то есть 0,77% масс., кг/ч.
GN2 = 0,77⋅ Gвозд . (1.4)
Количество подаваемого на окисление кислорода, кг/ч,
GО2 = 0,23⋅ Gвозд. (1.5)

Материальный баланс установки,
производящей дорожные
битумы окислением (пример)

Слайд 8

Содержание свободного кислорода в газах окисления зависит от высоты слоя гудрона в

Содержание свободного кислорода в газах окисления зависит от высоты слоя гудрона в
колонне, расхода воздуха и температуры.
Количество остаточного кислорода в газах окисления, кг/час
(1.6)
где α − содержание свободного кислорода в газах окисления
Рассчитываются коли­чест­во и состав побочных продуктов окисления, выходя­щих из колонны. Принимают, что на образование СО2 расходуется 30 % масс. кислорода, а на образование Н2О – 65 % масс. Образование других окислов несущес­т­венно.
Количество израсходо­ван­ного кислорода, кг/ч,
(1.7)
Количество образующегося СО2
(1.8)
где − количество образующегося СО2, кг/ч; − молекуляр­ная масса СО2;
− молекулярная масса О2.

Слайд 10

Принципиальная схема установки 1- поршневой насос; 2- окислительная колонна; 3-компрессор;
4-погружные холодильники;

Принципиальная схема установки 1- поршневой насос; 2- окислительная колонна; 3-компрессор; 4-погружные холодильники;
5- емкость хранения; 6-выносная емкость сепарации; 7-сепаратор;
8-котел-утилизатор.

Компоновка битумного производства

Слайд 11

Рассмотрим технологическую схему производства  битума нефтяного кровельного (БНК-40/180), битума нефтяного дорожного (БНД-60/90

Рассмотрим технологическую схему производства битума нефтяного кровельного (БНК-40/180), битума нефтяного дорожного (БНД-60/90
и БНД-90/130).
Марка выходного продукта зависит от  температуры в зоне реакции, которая может составлять от 150-280°С  и времени протекания реакции от 3-7 часов.
Гудрон подается специализированным поршневым насосом в среднюю часть окислительной колонны. Уровень заполнения колонны поддерживается в районе 70% от объема аппарата.

Подача гудрона в окислительную колонну

Подача сырья

Слайд 12

Воздух прокачивается компрессором через опускную трубу, которая проходит по всей длине аппарата,

Воздух прокачивается компрессором через опускную трубу, которая проходит по всей длине аппарата,
где нагревается отходящим продуктом.
Воздух поступает в маточник, который равномерно распределяет воздух по сечению колонны. При контакте сырья с техническим воздухом происходит реакция окисления.

Закачка воздуха в колонну компрессором

Подача в маточник

Подача воздуха

Слайд 13

Битум, по окончанию реакции, выводится с низа колонны, поршневым насосом прокачивается через

Битум, по окончанию реакции, выводится с низа колонны, поршневым насосом прокачивается через
погружные холодильники. Часть охлажденного битума возвращается обратно в колонну в качестве рецеркулята. Балансовое количество  продукта поступает в емкости хранения, с последующей отгрузкой на авто- и железнодорожный транспорт.

Прокачка битума через погружные холодильники

Охлаждение битума

Имя файла: Производство-битумов-окислением-гудрона-в-колонне.pptx
Количество просмотров: 31
Количество скачиваний: 0