Способ управления реактором для получения битума

Способ управления реактором для получения битума

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для автоматического управления реакторными установками для окисления нефтяных остатков до битума. Цель изобретения состоит в повышении эффективности способа путем интенсификации процесса окисления нефтяных остатков и повышении точности управления реактором. Цель достигается тем, что осуществляют точность регулирования расхода дополнительно циркулирующих нефтяных остатков реактора в зависимости от расхода исходного сырья окисления за счет коррекции по величине температуры и вязкости нефтяных остатков в реакторе, расхода воздуха и воды, подаваемых в каверны, показателей качества продукта и содержания кислорода в отходящих из реактора газов, причем расход охлаждающей воды изменяют в зависимости от температуры нефтяных остатков в реакторе, а расход воздуха изменяют в зависимости от содержания кислорода в отходящих из реактора газах. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению реакторными установками для окисления нефтяных остатков до битума различных марок.

Известен способ управления реактором для получения битума путем стабилизации расхода сырья и изменения подачи окисляющего воздуха с коррекцией по качеству битума.

Недостаток - низкая эффективность способа, обусловленная недостаточной интенсификацией процесса окисления нефтяных остатков. Кроме того, низкая точность управления реактором не позволяет оптимизировать процесс получения битума.

Цель изобретения - повышение эффективности способа путем интенсификации процесса окисления нефтяных остатков и повышением точности управления реактором.

Поставленная цель достигается тем, что осуществляют точность регулирования расхода дополнительно циркулирующих нефтяных остатков реактора в зависимости от расхода исходного сырья окисления за счет коррекции по величине температуры и вязкости нефтяных остатков в реакторе, расхода воздуха и воды, подаваемых в каверну, показателей качества продукта и содержания кислорода в отходящих из реактора газов, причем расход охлаждающей воды изменяют в зависимости от температуры нефтяных остатков в реакторе, а расход воздуха изменяют в зависимости от содержания кислорода в отходящих из реактора газах.

На чертеже приведена блок-схема управления реактором для получения битума, реализующая предлагаемый способ.

Способ управления реактором осуществляется следующим образом.

Поток нефтяных остатков с температурой 200 - 250^oC поступает в реактор 1 по трубопроводу 2 со скоростью 3 - 5 м/с. В зоне установки кавитатора 3 скорость потока возрастает до 20 - 25 м/с с соответствующим понижением давления согласно зависимости Бернулли. Жидкость под воздействием пониженного давления воспринимает расширяющие усилия и, в момент равенства давлению насыщенных паров, вскипает, образуя за кавитатором каверну с микропузырьками, при схлопывании которых образуются кумулятивные микроструи со скоростью порядка 10⁴ м/с и удаными местными давлениями порядка 10⁴ МПа. Под воздействием кумулятивных струй происходит интенсивное перемешивание жидкого сырья, воздуха, и воды, подаваемых в каверну по трубопроводам 4 и 5, с образованием газожидкостной смеси, где наиболее активно протекает реакция окисления.

Расход сырья окисления, подаваемого в реактор, измеряют расходомером 6, расход циркулирующего нефтяного остатка - расходомером 7, расходы воздуха и охлажденной воды - расходомерами 8 и 9 соответственно, температуру в реакторе определяют датчиком 10, вязкость продукта - датчиком 11, показатели качества битума - лабораторным анализом, концентрацию кислорода в отходящих газах - датчиком 13.

Далее сигналы от датчиков направляют в микрокомпьютер 14, выходные сигналы которого управляют клапанами: 15 на трубопроводе 2 подачи сырья окисления; 16 на трубопроводе 17 циркуляции нефтяных остатков; 18 на трубопроводе 4 подачи воздуха; 19 на трубопроводе 5 подачи воды.

В сравнении с известным предлагаемый способ управления реактором получения битума позволяет проводить процесс в наиболее интенсивном режиме, что способствует увеличению усвояемости кислорода воздуха и снижению его остаточного содержания в отходящих газах до 1%. Увеличение степени использования кислорода позволяет снизить расход воздуха до 700 нМ³ на 100 м³ нефтяного остатка и сократить время окисления, а также уменьшить габариты реактора при той же производительности.

Формула изобретения

Способ управления реактором для получения битума, заключающийся в стабилизации расхода сырья и изменении подачи окисляющего воздуха, отличающийся тем, что осуществляют точность регулирования расхода дополнительно циркулирующих нефтяных остатков реактора в зависимости от расхода исходного сырья окисления за счет коррекции по величине температуры и вязкости нефтяных остатков в реакторе, расхода воздуха и воды, подаваемых в каверны, показатели качества продукта и содержания кислорода в отходящих газах из реактора газов, причем расход охлаждающей воды изменяют в зависимости от температуры нефтяных остатков в реакторе, а расход воздуха изменяют в зависимости от содержания кислорода в отходящих из реактора газах.

РИСУНКИ

Рисунок 1