BG107429A - Метод и инсталация за получаване на битуми - Google Patents

Abstract

Методът се осъществява чрез окисление на нефтена суровина чрез окисляващ флуид, подаван в долната част на реактор. Суровината преминава през няколко зони, оформени във вътрешността на реактора. Част от междинните продукти преминават през вътрешността на колонния апарат, разделена на две зони, и се смесва с нефтената суровина преди подаването й къмколонния апарат. Инсталацията за получаване на битуми включва резервоар (1) за суровина и реактор (2), по височината на който са разположени устройства за окисляване в слой и конусна тарелка. В най-горната част на реактора (2) е разположен разпръсквател, свързан с помпа. В долната част на реактора (2) е поместено устройство за подаване на окисляващ флуид. Реакторът (2) е разделен на две зони на окисление, към които чрез щуцери (4) са свързани входовете на помпи (3), изходите на които са включени към резервоара (1) за суровина.

Description

Област на техниката

Настоящото изобретение се отнася до метод и инсталация за получаване на битуми с приложение в областта на нефтопреработката и нефтохимическата промишленост.

Предшестващо състояние на техниката

Известен е метод за производство на битуми (RU 2182922), при който нефтената суровина се продухва с въздух в колонен апарат, разделен на три зони - зона за смесване, разположена в средната част на апарата и образувана в пространството между разпръснатите по височина на апарата устройства за окисляване в слой, зона за рециркулация, разположена над зоната за смесване, и зона за доокисляване, разположена под зоната за смесване.

От същия документ е известна и инсталация за производсво на битуми, включваща помпа и колонен апарат, в долната част на който е монтиран тръбопровод за отвеждане на готовия битум, а в горната част тръбопровод за отвеждане на въздуха и на газовете от окислението. Инсталацията включва и най-малко две устройства за окисление в слой, разположени на разстояние едно от друго по височина на колонния апарат. Колонният апарат по височина е разделен на три зони - средна зона за смесване, над която е оформена зона за рециркулация, а под нея е разположена зона за доокисляване. В горната част на зоната за рециркулация е разположен разпръсквателят, който осигурява разпръскване на смес от битум и нефтена суровина от средната зона в слой. В долната част на зоната за доокисляване е разположено устройство за подаване на въздух, а входът на зоната за смесване е свързан с източник на нефтена суровина. Изходът на зоната за смесване е свързан с входът на помпа, чийто изход е свързан с разпръсквателя.

-2Недостатъците на известните метод и инсталация се заключават в невъзможността за регулиране скоростта на реакциите в зоните, невъзможност за регулиране на химическия състав както на суровината, така и на самия краен продукт, липсва ясно разделяне на колонния апарат по височина, което повишава рискът от срив на технологичния режим в апарата, недостатъчно диспергиране на въздуха по целия обем на апарата, в следствие на което се увеличава скоростта на газовете в горната част на апарата и съответно се учеличава времето за окисление и консумацията на въздух. Друг недостатък е високата турболентност на потоците, която не ') позволява ефективно регулиране на скоростта на реакциите, протичащи в реактора като цяло или в отделните негови зони, а също така и регулиране на химическия състав на междинните продукти.

Техническа същност на изобретението

Следователно цел на настоящото изобретение е създаването на метод и инсталация за получаване на битуми, позволяващи регулиране скоростта на реакциите в зоните и на химическия състав на суровината и на междинните продукти и на крайния продукт. Цел на изобретението е и постигането на стабилен технологичен режим в колонния апарат, намаляване на времето за окисление и на консумацията на въздух.

) Целта е постигната като е създаден метод за получаване на битуми, при който нефтена суровина се окислява посредством окисляващ флуид, подаван в долната част на колонен апарат, като суровината преминава през няколко зони, оформени във вътрешността на колонния апарат. За методът е характерно, че вътрешността на колонния апарат е разделена на две зони, като част от междинните продукти от тези зони се смесва с нефтената суровина преди подаването й към колонния апарат.

В един вариант на изпълнение на метода част от междинните продукти в отделните зони се охлажда, така че температурата в зоните се поддържа в предварително зададени граници.

-3- ..........

В друг вариант на изпълнение на метода част от междинния продукт в дадена зона се прехвърля към друга зона, така че да се постигне зададения състав на междинния продукт в другата зона.

При едно целесъобразно изпълнение на метода окисляващият флуид се подава и в долната част на горната зона на колонния апарат.

Целта е постигната и с инсталация за получаване на битуми, включваща резервоар за суровина и реактор, по височината на който са разполжени устройства за окисляване в слой и конусна тарелка. В найгорната част на реактора е разположен разпръсквател, свързан с помпа, а в ) ррпнзта част на реактора е поместено устройство за подаване на окисляващ флуид. За инсталацията е характерно, че реакторът е разделен на две зони на окисление, към които посредством щутцери са свързани входовете на две помпи, изходите на които са свързани към резервоара за суровина.

В един вариант на изпълнение на инсталацията зоните за окисление в реактора са обособени от система от тарелки и пълнежи, раположени по височина на реактора.

В този вариант на изпълнение е целесъобразно пълнежите да са групирани по два, разположени на разстояние един от друг, като над горния пълнеж от всяка група се разполага най-малко една сито-решетъчна ) тарелка.

В друг вариант на изпълнение на инсталацията в горната и долна зона на окисление са поместени щуцери за извеждане на част от междинния продукт в зоната, като щуцерите са свързани с входовете на помпи, чиито изходи са свързани посредством охладители с щуцери за подаване на междинен продукт в съответната зона.

В друг вариант на изпълнение инсталацията включва и охладителен контур, изграден от щуцери, разположени в междината между горната група пълнежи и в долната част на горната окислителна зона, като

-4щуцерите са свързани през охладител с входовете на помпи, чиито изходи са свързани с щуцер, разположен над разпръсквателя.

Целесъобразно е под конусната тарелка, в междината между пълнежите от горната група и под най-долния пълнеж да се поместят щуцери за извеждане на част от междинния продукт, свързани през помпи с щуцери за подаване на междинен продук в съответната зона.

Подходящо е също така в долната част на горната окислителна зона да бъде поместено второ устройство за подаване на окислителен флуид.

I В друг вариант на изпълнение над второто устройство за подаване на окислителен флуид е разположено разделително устройство.

Предимствата на метода и инсталацията за получаване на битуми съгласно изобретението се заключават във възможността за регулиране скоростта на реакциите в отделните зони на реактора, както и за регулиране на химическия състав на суровината и на мелодичните и крайния продукт. Освен това се постига стабилен технологичен режим в реактора, намалява се времето за окисление на суровината до получаване на готовия битум. Благодарение на специфичното разположение на пълнежите и тарелките се постига също така и намалена консумация на окисляващия флуид. Това разположение позволява да се намали турболенцията на ) потоците, при което става възможно споменатото по-горе регулиране на химическия състав на междинните продукти и готовия битум, както и стабилизирането на режимите в реактора.

Описание на чертежите

Фигура 1 - представлява технологична схема на инсталацията за получаване на битуми съгласно изобретението.

-5Примери за конкретно изпълнение

Инсталацията за получаване на битуми включва резервоар 1 за изходната суровина и реактор 2. В реактора 2 са обособени две зони за окисление. Изграден е контур за регулиране на химическия състав на суровината, състоящ се от помпите 3, резервоара 1 и щуцерите 4, поместени в средата на горната окислителна зона (между насадките 7) и в долната част на долната окислителна зона.

В долната част на всяка окислителна зона са разположени и устройствата 5 и 6 за подаване на окислителен флуид. По височина на I реактора 2 са разположени две групи от пълнежи 7 и тарелки 8. Всяка от тези групи включва най-малко два пълнежа 7, разположени на разстояние един от друг, и най-малко една сито-решетъчна тарелка 8, разположена над горнаия пълнеж. Конусната тарелка 8 е разположена в най-горната част на реактора 2.

В долната част на горната зона, над мястото на подаване на изходната суровина, е разположено разделително устройство 9.

Инсталацията може да включва и контур за оросяване, състоящ се от топлообменник 10, разпръсквателно устройство 11 и помпи 12. Входът на топлообменника 10 е свързан със окислителните зони чрез щуцери 13, а изходите на помпите 12 са свързани с разпръсквателното устройство 11 ) чрез аналогични щуцери.

Инсталацията освен това може да включва и контур за финна регулировка на химическия състав на битума, изграден от помпи 14 и щуцери 15, разположени по височина на реактора 2.

Регулирането на скоростта на окисляване се осъществява от охладителнен контур на горния и долния контур, състоящ се от помпите 16, топлообменниците 17 и щуцерите 18, разположени в междините между пълнежите 7.

-6Работата на инсталацията, илюстрираща един пример за осъществяване на метода, е както следва:

До началото на работа от резервоара 1 в реактора 2 се подава изходната нефтена суровина, нагрята до температура 170° - 220°С, крайният химически състав на която се определя чрез контура за регулиране на химическия състав, състоящ се от помпите 3, резервоара 1 и щуцерите 4. Например, ако в изходната суровина има недостатъчно количество смоли или асфалтени, тогава от горната или долна зона на реактора 2 се отделя необходимото количество междинен продукт, който се ) връща в резервоара 1 чрез помпата 3. Чрез устройствата 5 и 6 се подава окислителен флуид (например въздух), който, минавайки през системата от пълнежи 7 и тарелки 8, осъществява пенно - лентъчно окисляване на суровината до получаването на битум. При това изходната суровина, придвижвайки се постепенно надолу, минава през пълнежа 7, намиращ се в долната част на реактора 2 и излиза от него във вид на лента. В същото време от разделителното устройство 9 от горната част на реактора 2 се подава в долната част определено количество преокислен битум, окислен по същия начин, както описания по-горе, като въздухът минава през системата от пълнежи 7 и тарелки 8. Количеството на подавания през разпределителното устройство 9 преокислен битум се определя от ) груповия химически състав и физико-механичните свойства на получавания битум, който се регулира чрез контура за оросяване, състоящ се от топлообменника 10, разпръсквателното устройство 11 и помпите 12, които засмукват междинния продукт през щуцерите 13, разположени по височината на реактора 2, и го подават към разпръсквателното устройство 11 чрез аналогични щутцери 13. Чрез помпите 14 и щуцерите 15 се извършва фина регулировка на груповия химически състав, като се прехвърля междинен продук от една към друга зона. Интензивността на химическата реакция се определя от охладителната система на горния и долния контур, състояща се от помпите 16, топлообменниците 17 и

-Ί щуцерите 18. Когато е необходимо скоростта на реакцията да се повиши, се понижава температурата на част от междинния продукт. Това се постига като чрез щуцерите 18 се изважда съответното количество междинен продукт, той се подава към топлообменниците 17 посредством помпите 16, където се охлажда до зададена температура, след което се връща в съответната окислителна зона. В следствие на променената температура на тази част от междинния продукт се повишава и скоростта на окисление. Тъй като процесът на окисление на суровината е екзотермичен, най-голямо ускоряване на реакцията би се получило при изключване на охладителния ) контур. Ако е необходимо забавяне на скоростта на окисление, се постъпва по аналогичен начин, но частта от междинния продукт, подавана в топлообменниците 17, се охлажда до зададена по-ниска температура и така охладена се връща в окислителната зона. При това се намалява общата температура на междинния продукт в съответната окислителна зона, благодарение на което се намалява скоростта на окисляване.

През щуцер 19 газовете от окислението се отвеждат за кондензация.

Готовият продукт от дъното на реактора 2 чрез помпите 20 се подава в резервоар 34 съхранение 21.

Claims (12)

1. Метод за получавай на битуми, при който нефтена суровина се окислява посредством окисляващ флуид, подаван в долната част на реактор, като суровината преминава през няколко зони, оформени във вътрешността на реактора, характеризиращ се с това, че вътрешността на колонния апарат е разделена на две зони, като част от междинните продукти от тези зони се смесва с нефтената суровина преди подаването й към колонния апарат.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че част ) от междинните продукти в отделните зони се охлажда, така че температурата в зоните се поддържа в предварително зададени граници.

3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че част от междинния продукт в дадена зона се прехвърля към друга зона, така че се постигна зададения състав на междинния продукт в другата зона.

4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че окисляващият флуид се подава и в долната част на горната зона на реактора.

5. Инсталация за получаване на битуми, включваща резервоар за суровина и реактор, по височината на който са разполжени устройства за окисляване в слой и конусна тарелка, при което в най-горната част на ) реактора е разположен разпръсквател, свързан с помпа, а в долната част на реактора е поместено устройство за подаване на окисляващ флуид, характеризираща се с това, че реакторът (2) е разделен на две зони на окисление, към които посредством щуцери (4) са свързани входовете на помпи (3), изходите на които са свързани към резервоара за суровина (1).

6. Инсталация съгласно претенция 5, характеризираща се с това, че зоните за окисление в реактора (2) са обособени от система от пълнежи (7) и тарелки (8), раположени по височина на реактора (2).

7. Инсталация съгласно претенция 6, характеризираща се с това, че пълнежите (7) са групирани най-малко по два, разположени на разстояние един от друг, като над горния пълнеж (7) от всяка група се разполага наймалко една сито-решетъчна тарелка (8).

8. Инсталация съгласно претенция 5, характеризираща се с това, че в горната и долна зона на окисление са поместени щуцери (18) за извеждане на част от междинния продукт в зоната, като щуцерите (18) са свързани с входовете на помпи (16), чиито изходи са свързани посредством топлообменници (17) с щуцери (18) за подаване на меяодинен продук в съответната зона.

9. Инсталация съгласно претенция 5, характеризираща се с това, че ) включва и охладителен контур, изграден от щуцери (13), разположени в междината между горната група насадки (7) и в долната част на горната окислителна зона, като щуцерите (13) са свързани през топлообменник (10) с входовете на помпи (12), чиито изходи са свързани с щуцер (13), разположен над разпръсквателното устройство (11).

10. Инсталация съгласно претенция 5, характеризираща се с това, че под конусната тарелка (8), в междината между пълнежите (7) от горната група и под най-долния пълнеж (7) са поместени щуцери (15) за извеждане на част от междинния продукт, свързани през помпи (14) с щуцери (15) за подаване на междинен продук в съответната зона.

11. Инсталация съгласно една от претенции от 5 до 10, ) характеризираща се с това, че в долната част на горната окислителна зона е поместено второ устройство за подаване на окислителен флуид (6).

12. Инсталация съглсно една от претенции от 5 до 11, характеризираща се с това, че над второто устройство за подаване на окислителен флуид (6) ©разположено разделително устройство (9).