Битумные окислительные колонны в блочном исполнении

В отдельные блоки могут быть объединены все насосы и воздуходувки, арматурные узлы, теплообменное оборудование.

Котлы применять некорректно. Котлы характеризуются разностью перепада температур на входе и выходе. Для расширения диапазона применяют так называемую стрелку. Однако такое решение технически некорректное. Подогрев теплоносителей должен осуществляться в трубчатых печах, а охлаждение в теплообменном оборудование. Возможна установка рекуперативного теплообменника, в котором тепло битума на выходе передается гудрону на входе.

Отходящие газы содержат серу. Поэтому необходимо после колонны окисления устанавливать промывной скруббер. Недостаток состоит в том, что в этом случае понижается температура отработанных газов перед подачей в инсенератор для утилизации. Из производителей инсенераторов в блочном исполнении можно отметить «Безопасные технологии» (г. Санкт-Петербург). Из производителей печей «Алитер-Акси» (г. Санкт-Петербург).

В итоге блочная установка состоит из нескольких частей, собираемых механической сборкой на монтаже:

– блок подготовки сырья,

– блок колонн с обвязкой,

– блок насосной станции,

– блок компрессорной станции (цеолитной),

– блок узла утилизации отработанного газа,

– блок сбора промывной жидкости,

– блок теплообменного оборудования,

– блок системы АСУТП.

Компоновка видов оборудования внутри проектируемого блока выполняется индивидуально по проекту. Затем блоки сопрягаются в одну общую установку, состоящую из ряда блоков.

В случае, если битумная установка в блочном исполнении является временным сооружением и не требуется полного объема мероприятий по 87 Постановлению.

В целом, проектирование установок описано в работе Капустина [14].

6. Проектирование котла-утилизатора

Котел-утилизатор в общем виде состоит из печи (топочного устройства), испарительной поверхности, пароперегревателя, воздухоподогревателя и экономайзера [16]. Конструкция может отличаться.

Может использоваться печь с катализатором. Однако решение каталитического окисления до настоящего времени не нашло широкого распространения.

По газовой линии турбокомпрессором или турбовоздуходувкой отработанные газы подаются на сжигание из колонн в котел-утилизатор.

Отработанные газы содержат горючие компоненты, но к ним как правило добавляют природный газ или аналогичные углеводороды.

Серосодержащие компоненты нельзя выбрасывать в атмосферу. Их улавливают перед подачей в котел в скруббере или другом устройстве.

Расчет и проектирование котла-утилизатора приведены в работе [16].

7. Применение трубчатых реакторов с рециркуляцией

Трубчатые реактора могут быть использованы в установках, для которых необоснованно технологически использовать окислительные колонны.

Конструктивно трубчатый реактор состоит из трубного змеевика, внутри которого установлен статический смеситель для выравнивания структуры потока. Смеситель направлен на образование модели реактора идеального вытеснения с поршневым потоком. Режим движения жидкости турбулентный.

За счет рециркуляции увеличивается время пребывания продукта в аппарате, и обеспечиваются минимальные габариты аппарата. Об увеличении времени пребывания подробно указывается в работе [15].

8. Заключение

В монографии представлены новые результаты для конструирования битумной установки в блочном исполнении окислением гудрона.

Внесен для рассмотрения способ окисления гудрона обогащенной кислородом воздушной смесью.

Показано, что технологическое проектирование аппарат окисления необходимо выполнять методом конечных объемов в пакете ANSYS Fluent, прочностной расчет методом конечных элементов в ANSYS Mechanical.

Битумная установка проектируется в блочном исполнении и может встраиваться в производственную систему нефтеперерабатывающих заводов или устанавливаться на нефтебазах для выработки битумов используя гудрон из резервуаров нефтебазы.

8. Литература

1. Гун Р. Б., Нефтяные битумы. – М.:Химия, 1973. – 432с.

2.  Read J., Whiteoak D. The SHELL Bitumen Handbook.

3 Капустин В.М., Гуреев А.А., Технология переработки нефти. В 4-ч частях. Часть вторая. Физико-химические процессы. – М.: Химия, 2015. – 400 с.

4. Ефанов К.В., Нефтяные и химические аппараты с мешалками. – М.: Литрес, 2019. – 320 с.

5. Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барабаш В.М., Перемешивание в жидких средах. Л.: Химия, 1984. – 336 с.

6 Кафаров В.В., Процессы перемешивания в жидких средах. Москва: Госхимиздат, 1949. – 88 с.

7. Ефанов К.В., Перемешивающее устройство с соосными пропеллерными мешалками противоположного вращения // Химическая техника. – №6. – 2018.

8. Ефанов К.В., Расчет нефтяных аппаратов методом конечных элементов. – М.: Литрес, 2020. – 70 с.

9. Ефанов К.В., Теория расчета оболочек сосудов и аппаратов. – М.: Наука: Самиздат, 2019. – 49 с.

10. Ефанов К.В., Новое поколение нефтяных аппаратов 2020. – М.: Литрес, 2020. – 29 с.

11. Ефанов К.В., Блоки нефтяных аппаратов. – М.: Литрес: Самиздат, 2020. – 27 с.