Окислительный аппарат

Недостатком куба как окислительного аппарата является неполное использование кислорода воздуха. Из рис. 28 видно, что при производстве дорожных битумов содержание кислорода в газах окисления составляет 7—9% (об.), а при производстве строительных — 13—17% (об.). Повышенная концентрация кислорода в газовом пространстве куба обусловливает возможность закоксовывания стенок этого пространства и взрыва в газовой фазе. Обеспечение взрывобезопасности требует постоянной подачи водяного пара для снижения концентрации кислорода до величины, нормированной правилами техники безопасности (4% об.). [c.51]

Решению практических задач производства битумов способствует разработка и изложение теоретических основ процесса. В связи с этим целью автора было представить имеющийся материал в виде обобщающих закономерностей, позволяющих читателю правильно решать возникающие конкретные проблемы выбор методов подготовки сырья, технологических схем производства и окислительных аппаратов, обеспечение техники безопасности и защиты окружающей среды от загрязнения, снижение энергетических затрат и другие основные вопросы производства. [c.7]

При применении разных окислительных аппаратов свойства получающихся битумов могут различаться. Так, битумы, полученные в кубе, имеют более низкую температуру размягчения, более высокую температуру хрупкости (рис, 39) [93] и более высокую дуктильность [89] по сравнению с битумами, полученными в колонне. Это имеет определенное, но не решающее значение прп выборе типа окислительного аппарата, так как битумы с такими свойствами могут быть получены и другим путем — увеличением отбора дистиллята при подготовке гудрона для окисления или вовлечением асфальта деасфальтизации в сырье окисления. [c.68]

Тепловой эффект окисления. Для обеспечения экономичной работы окислительных аппаратов необходима достоверная информация о тепловых эффектах реакций окисления. В противном случае создается излишне мощная система охлаждения (при завышении теплового эффекта [53]), что особенно характерно для змеевиковых реакторов,, в которых трубы змеевика помещены в отдельные кожухи охлаждения [54], или во избежание перегрева реактора приходится снижать его производительность на 10—40% [55] (при занижении теплового эффекта на стадии проектирования). [c.46]

Скорость окисления в кубе периодического действия возрастает с повышением температуры, давления и увеличением высоты зоны реакции. Последнее привело к тому, что современные окислительные аппараты — не горизонтальные, "а верти- [c.48]

Рис. 38. Схема последовательного окисления в окислительных аппаратах разного типа

При механическом перемешивании отпадает необходимость ввода воздуха через перфорированные трубки с целью его диспергирования на мелкие пузырьки достаточно ввести воздух лишь в одной или нескольких точках через большие отверстия. При этом, вероятность закоксовывания отверстий снижается. Однако эксплуатация вращающихся в горячем битуме механизмов вызывает другие осложнения — закоксовывание деталей. Это потребовало разработки специального подшипника для работы в условиях реактора. Окислительные аппараты с такого рода внутренними устройствами не нашли широкого применения в отечественной практике. [c.136]

Сравнение работы трубчатых реакторов и колонн, т. е. аппаратов, используемых в схемах непрерывного производства окисленных битумов, проводилось неоднократно на основе анализа действующих производств [2, 53, 89—91]. Но поскольку в общих расходных показателях установки трудно выделить долю, приходящуюся на окислительный узел, и поскольку режимы работы окислительных аппаратов, при которых проводилось сравнение, не всегда были оптимальными для каждого аппарата, полученные выводы были неоднозначными. Так, по одним данным, металлоемкость производства битумов в трубчатых реакторах больше, чем в колоннах, в 60 раз 53], по другим — в 1,2 раза [91]. Расход топлива, по одним данным, не зависит от типа окислительного аппарата [89], по другим — выше для трубчатого реактора в 2,5 [2] и в 4 раза [53]. [c.69]

Дополнительным преимуществом колонн перед трубчатыми реакторами является меньшая трудоемкость (на 15—25%), обеспечиваемая меньшим числом окислительных аппаратов, насосов и другого оборудования [92], и меньшее закоксовывание. [c.71]

Однако возможность производства высокопластичных битумов, вероятно, не связана с особенностями работы, присущими только трубчатому реактору (краткое время пребывания реагентов в зоне реакции при значительной рециркуляции жидкой фазы). Можно предположить, что получение высокопластичных битумов связано с тем, что процесс осуществляется при повышенном давлении, поскольку известно [11, 60], что при проведении процесса под давлением, примерно соответствующим давлению в трубчатых реакторах, высокопластичные битумы получаются и в других окислительных аппаратах. Так, при окислении в колонне гудрона с температурой размягчения 38 °С повышение давления с 0,2 до 0,4 МПа приводит к увеличению температуры размягчения битума с пенетрацией 42-0,1 мм с 60 до 65 °С [97]. Но это требует дополнительного изучения, причем следует учитывать, что обычно высокопластичные битумы получают из более легкого сырья, т. е. потеря некоторой части дистиллятных фракций предпочтительнее дополнительных затрат, связанных с окислением при повышенном давлении. [c.71]

Как было показано, наиболее экономичным окислительным аппаратом при производстве битумов широкого ассортимента [c.73]

Процесс осуществляется при температуре 290 °С, температура в квенчинг-секции значительно ниже 180 °С в жидкой фазе и 150 °С — в газовой. При получении строительных битумов с температурой размягчения около 90 °С содержание кислорода в отработанных газах не превышает 2,5% (об.). Таким образом, наиболее эффективным окислительным аппаратом для производства строительных битумов является колонна с квенчинг--секцией. [c.79]

В сравнении с влиянием типа окислительного аппарата влияние климатической зоны на расход пара практически незаметно. Битумные установки в Перми и Фергане, например, характеризуются примерно одинаковым расходом пара — 25— 26 кг. у. т./т (при одинаковой производительности установок и используемых окислительных аппаратов). В то же время расход пара на трех битумных установках в Уфе различен и составляет от 13 до 44 кг у. т./т. Большое влияние на расход пара оказывает время года. На Киришском и Сызранском НПЗ удельный расход пара зимой почти в два раза выше, чем летом. Но и здесь различие объясняется не температурой окружающего воздуха, а резким уменьшением производительности установок в зимние месяцы (коммуникации должны поддержи- [c.122]

Большая доля потребления электроэнергии на битумных установках приходится иа привод воздушных компрессоров. Для других целей ее расход невелик. Например, для перекачивания воды требуется примерно десятая часть общих затрат электроэнергии невелик расход электроэнергии и на перекачивание сырья. В целом расход электроэнергии определяется необходимым расходом воздуха на окисление и зависит от вида сырья, ассортимента битумов и типа окислительных аппаратов. [c.123]

Для производства битумов в отечественной практике используют окислительные аппараты четырех типов кубы, бес-компрессорные реакторы, трубчатые реакторы и колонны [2, 67]. За рубежом окисление проводят в кубах и колоннах — пустотелых и с внутренними перемешивающими устройствами [11]. Конструкция и особенности эксплуатации этих аппаратов существенно различны. [c.127]

Омским филиалом ВНИПИнефть запроектирован реактор с трубами диаметром 200 мм [192, 193]. Применение таких труб существенно повышает пропускную способность, т. е. производительность реактора при использовании компрессоров и насосов тех же типов, что и в случае реактора с трубами диаметром 150 мм. При оптимальном режиме работы (температура 270—275°С, расход воздуха 2600—2700 м /ч, расход жидкой фазы 85—90 м /ч) производительность реактора на гудроне с условной вязкостью при 80 °С 29 с составляет 25 м ч битума БНК-2 и 15 м ч битума БНК-5 (Омский КРЗ). При указанном режиме содержание кислорода в отработанных газах окисления лежит в пределах 1—4% (об.), что свидетельствует о высокой эффективности трубчатого реактора как окислительного аппарата. [c.132]

Наиболее радикальным мероприятием по предупреждению образования загрязненных углеводородами вод на битумной установке является отказ от подачи в окислительные аппараты воды для охлаждения и водяного пара для снижения концентрации кислорода в газах окисления. Поддерживать тепловой режим процесса окисления рекомендуется рециркуляцией готово- [c.170]

Известно использование в качестве воздушных холодильников трубчатых змеевиковых реакторов. Например, на Киришском и Сызранском НПЗ с вводом в эксплуатацию более эффективных окислительных аппаратов — колонн — высвободившиеся трубчатые реакторы стали использовать для охлаждения продукта, направляемого в резервуары. [c.140]

На зарубежных битумных установках тепло битума, откачиваемого из окислительного аппарата, используют для производства водяного пара. [c.141]

Отсутствие холодильников или теплообменников на установках приводит к снижению эффективности работы окислительных аппаратов, так как требуется снижать температуру окисления до 240—250 °С (температура, с которой в резервуар поступает продукт, не должна быть выше 230 °С от 250 до 230 °С он охлаждается в трубопроводе за счет тепловых потерь). В связи с этим оснащение битумных установок холодильниками или теплообменниками должно быть практически обязательным [54]. [c.141]

Резервуары. Полученный в окислительных аппаратах битум перед сливом в транспортные средства или мелкую тару какое- [c.141]

Высказаны различные точки зрения о взрывоопасности газов окисления и об обоснованности норм на остаточное содержание кислорода. Одни исследователи [262] считают газы окисления взрывоопасными, а коксовые отложения в газовом пространстве окислительных аппаратов способными самовозгораться. Другие [283] предлагают провести дополнительные исследования или считают [263], что газы окисления по своему составу находятся вне концентрационных пределов распространения пламени как по содержанию углеводородных компонентов, так и по содержанию кислорода. [c.177]

Предупреждение закоксовывания аппаратов. При производстве окисленных битумов наблюдается закоксовывание стенок газового пространства окислительных систем (выше уровня раздела фаз) и линий снижается пропускная способность по газовой фазе и, следовательно, производительность окислительных аппаратов, повышается давление в системе. Последнее наряду с известной способностью коксовых отложений самовозгораться [56] увеличивает опасность процесса. Особенно сильное. закоксовывание наблюдается в испарителях трубчатых реакторов, которые приходится чистить примерно раз в квартал [95]. В отдельных случаях (при частых нарушениях гидравлического режима окисления) наблюдается закоксовывание и трубчатого реактора, причем здесь отложение кокса интенсивнее протекает в трубах нисходящего потока [54]. [c.178]

Для многотоннажного производства в качестве окислительных аппаратов используют пустотелые колонны, а также трубчатые змеевиковые реакторы с вертикальным расположением труб. [c.289]

Отработанные газы окисления, состоящие из азота, водяных паров, диоксида и оксида углерода, остаточного кислорода и органических веществ, выводят из окислительного аппарата на термическое обезвреживание — сжигание. [c.294]

Интенсификации процесса окисления можно достигнуть, если сырье и воздух вместе в расчетных количествах подавать в смесительную камеру специальной конструкции. На следующей ступени происходит гомогенизация газожидкостной смеси и создание вихревого потока. За счет этого длина пути системы жидкость-газ возрастает, а скорость окисления увеличивается, поскольку система характеризуется тонкой дисперсностью. Установлено, что в окислительном аппарате за счет увеличения скорости поглощения кислорода возможно увеличение производительности на 40 % или на такую же величину можно сократить рабочий объем окислительного аппарата. [c.66]

Характеристика работы трубчатых реакторов представлена в табл. 4 и 5. При средней температуре окисления 270—280°С и содержании жидкой фазы в реакционной смеси не менее 8% (об.) содержание кислорода в отработанных газах не пре-вышает 3—4% (об.), что подтверждает высокую эффективность реактора как окислительного аппарата. ГЦ)и увеличении [c.53]

Каждому нз используемых окислительных аппаратов присущи свои достоинства и недостатки, в связи с чем необходимо дать общую оценку эффективности работы каждого аппарата в сравненни с другими. [c.68]

При расчете учитывались все особенности работы каждого аппарата степень использования кислорода воздуха, необходимость разбавления газов окисления ( при производстве строительных битумов в колонне), потребность в рециркуляции (при производстве битумов в трубчатом реакторе), потребность в воде для охлаждения кдлонн и в воздухе для охлаждения трубчатых реакторов, необходимость применения компрессоров с повышенным давлением на линии нагнетания для подачи воздуха в трубчатые реакторы и т. д. Число окислительных аппаратов рассчитано с учетом фактической их производительности по промышленным и опытно-промышленным данным. По числу окислительных аппаратов, определено количество необходимого вспомогательного оборудования (насосов, вентиляторов) и расходные показатели (расход пара на привод насосов, электроэнергии на привод компрессоров и вентиляторов, воды на охлаждение насосов и компрессоров). Потребность в воздухе для окисления определена по известным удельным расходам воздуха на производство дорожных и строительных биту.мов [81] с учетом использования кислорода воздуха. [c.70]

Водяной пар на битумных установках используют для привода поршневых насосов, перекачиваюш,их сырье и битумы, и в качестве теплоносителя для обогрева трубопроводов и емкостей. Иногда, например, при производстве высокоплавких битумов, пар применяют для разбавления газов окисления. Удельный расход пара неодинаков не только на разных заводах, но даже и на установках одинаковой производительности. Такое положение в какой-то степени объяснимо тем, что битумные установки проектировали разные проектные организации в разное время, что и предопределило разные решения по размещению обогреваемых аппаратов и коммуникаций. В то же время, как уже отмечалось [53,54,87], битумные установки, иа которых окислительными аппаратами служат трубчатые реакторы, характеризуются, как правило, повышенным расходом пара — до 60 кг у. т. на 1 т продукта (битумные производства в Ангарске, Ярославле и Сызрани), что обусловлено необходимостью многократной циркуляции битума в системе трубчатый реактор — испаритель. Меньшие затраты пара на перекачивание требуются при использовании колонн и кубов. Так, общий расход пара на Новоуфимском НПЗ, где для окисления используют колонны и кубы, составляет 13 кг у. т,/т. [c.122]

С целью исключения расхода топлива на подогрев сырья следует теплоизолировать окислительные аппараты и подавать сырье с АВТ с необходимой температурой (мпнуя холодильники). В этом случае топливо будет расходоваться только на сжигание газов окисления. Интересно изучить окисление рециркулирующими газами окисления, в которые подается кислород [185], что резко сокращает объем отработанных газов окисления и, следовательно, расход топлива на сжигание этих газов. [c.124]

На зарубежных битумных установках разбавление применяют более широко при производстве окисленных битумов разных марок [13, 15, 76, 186]. Для снижения энергетических затрат используют водяной пар, вырабатываемый непосредственно на установке за счет тепла сырья и битума [76] или даже в окислительном аппарате в результате испарения подаваемой на охлаждение воды [13]. Более правильным является создание условий окисления, позволяюших отказаться от использования разбавителя. Такие условия создаются при применении окислительных колонн с отделенной секцией сепарации и квенчпн-гом. [c.126]

Недостаток куба — плохое использование кислорода воздуха, что повышает затраты электроэнергии на подачу воздуха и топлива на сжигание отработанных газов, а также обусловливает взрывоопасность. Поэтому кубы как окислительный аппарат для многотоннажного производства битумов теряют свое значение. В то же время для производства малотоннажных видов битумов (рубраксов, лаковых битумов и др.) кубы периодического действия продолжают использовать [54]. [c.129]

Компрессоры. На битумных установках воздух в окислительные аппараты подается с помощью компрессоров разных марок 2СГ-4, 305ВП-40/3, 305ВП-50/8, ВП-50/8, ВП-50/8М, ЦК-135/8 и др. Компрессоры типа СГ производительностью 1560 м ч применяют на старых установках, а на новых устанавливают компрессоры типа ВП производительностью до 3000 м /ч (на новой установке Павлодарского НПЗ используют компрессоры ЦК производительностью 8100 м ч). [c.142]

Г азы, выходящие из окислительного аппарата, состоят из азота, (Кислорода, оксидов углерода, углеводородов и их кислородных производных, а также водяных паров, образующихся при окислении углеводородного сырья и в результате подачи воды (или водяного пара) в газовое пространство окислительного аппарата. До сравнительно недавнего времени эти газы выводили в атмосферу, т. е. они являлись одним из основных источников загрязнения воздушного бассейна, связанных с работой нефтеперерабатывающих заводов. Дополнительным и часто значительиым источнико М загрязнения воздушного бассейна могут быть пары, выделяющиеся при наливе горячего битума в железнодорожные бункеры и автобитумовозы или розливе его в бумажные мешки и бочки. [c.167]

Считается, что шодача инертного разбавителя препятствует отложению кокса в газовом пространстве и шлемовых линиях [57]. Особенно необходима цодача водяного пара в газовое пространство кубов при получении высокоплавких битумов когда содержание кислорода в отходящих газах и скорость закоксовывания велики [54]. Однако и тогда, когда кислород расходуется в окислительном аппарате достаточно полно, возможность подачи пара в газовое пространство при возникновении аварийных ситуаций должна быть предусмотрена [55]. Во всех случаях для надежного перемешивания газовой среды водяной пар следует вводить в нескольких точ,ках, для чего аппараты оборудуют 1кольцевыми вводами [54]. Таким образом с подачей пара уменьшаются за коксовывание и пожароопасность аппаратуры, но при этом, как. показано выше, усложняется задача защиты окружающей среды от загрязнений и увеличиваются энергетические затраты на процесс. [c.179]

Прежде всего учитывают, что азот воздуха не участвует в реакциях окисления и его содержание в отходящих газах окис-ленпя легко рассчитывается. Остаточное содержание кислорода предопределяется типом и режимом работы окислительного аппарата при использовании колонн его рекомен/ уется определять по рис. 36, а кубов — по рис. 28 - при использовании трубчатых реа кторов содержание кислорода принимается равным 3—4% (об.) практически для всех наблюдаемых режимов работы. Вступивший в реакции окисления кислород расхо1Дуется в основном на образование воды, а также диоксида углерода образование других оксидов несущественно. Распределение кислорода На образование воды и диоксида углерода можно рассчитать по рис. 23. [c.169]

Содержание горючих компонентов газов окисления ( отду-ва ) определяется из материального баланса окисления по практическим или. проектньш данным. В случае подачи в окислительный аппарат азота (инертного газа), воды или водяного пара вносят соответствующие поправки. Таким образом определяется качественный состав газов окисления. Количество же этих газов рассчитывается по практичеаким или проектным материалам. [c.169]

Образование сточных вод в результате реакций окисления можно иаключить, поддерживая температуру газового тракт -на всех его участках от окислительного аппарата до печи сжи-гания газов окисления выше 100 °С. Водяные пары при такой температуре не конденсируются и в итоге выводятся в атмосферу через дымовую трубу печи сжигания газов окисления. [c.171]

Типичная схема обезвреживания газовых выбросов (фирмы Ameri an Oil) предста влена на рис. 97. Газы из окислительных аппаратов проходят сепаратор, скруббер и затем сжигаются в печи, в которую подается топливный газ [269]. До сепаратора газы охлаждаются в трубопроводе или в конденсаторе воздушного охлаждения [93]. Во избежание обратного проскока пламени в газовый тракт перед печью постоя нно вводят небольшое количество водяного пара [260]. Газы должны пребывать в зоне температур не ниже 600 °С [265] или 650 °С [269] не. менее 0,3 с [265, 269], чтобы органические вещества сгорели полностью. [c.171]

При внедрении такого варианта технологии отпадает необходимость в применении фомоздких окислительных аппаратов, воздушных компрессоров, берущих на себя 40 % энергозатрат на [c.66]

Вода, необходимая для образования азотной кислоты, вводится с растворалп азотной кислоты, образующимися в окислительных аппаратах, газовых холодильниках и других аппаратах. [c.306]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология