Способ сепарации газов окисления при производстве битумов

Способ сепарации газов окисления при производстве битумов

Реферат

Изобретение относится к области химической, нефтеперерабатывающей и нефтяной промышленности, в частности к способам сепарации газов окисления производства битумов.

Известен способ сепарации газов окисления, осуществляемый в реакторе для окисления углеводородов (патент РФ №2160627), содержащем вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлена разделительная перегородка, закрепленные к ней сливные стаканы с размещенными над ними колпачками, кавитационно-вихревой аппарат, выполненный в виде смесительной и пенной камер, соединенных между собой посредством сужающегося сопла, патрубок для ввода сырья, расположенный по оси смесительной камеры и выполненный в виде сопла с кавитационным кольцом, установленный тангенциально патрубок для подвода воздуха, патрубок для вывода продуктов реакции.

Недостатком указанного технического решения является большой унос жидкой фракции (черного соляра), которая, попадая с газами окисления в печь дожига, вызывает быстрый выход печи из строя, тем самым снижая ресурс работы всей установки производства битума.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ, реализованный в устройстве по патенту РФ №2281155. Согласно способу сырье подают в газожидкостной реактор, подача сырья происходит в две зоны: по одному патрубку в количестве 5-10% от подаваемого сырья в зону над разделительной перегородкой с закрепленной на ней глухой тарелкой для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления и по другому патрубку в зону подачи смеси тяжелых углеводородов с 90-95% исходного сырья к кавитационно-вихревому аппарату. Кавитатор, установленный в сопле, делит поток на две части: первая часть 20-30% от общего объема приобретает осесимметричное движение, остальной объем 70-80% впрыскивается в закрученный объем газа, который подводится к патрубку. В результате взаимодействия двух потоков происходит диспергирование сырья в потоке воздуха и вывода газожидкостной смеси (объемное соотношение сырья и воздуха 1:80-120) через сопло кавитационно-вихревого аппарата в пенную зону, происходит образование пенного режима в зоне реакции, где при 250-290°С происходит окисление нефтяных остатков. Готовый окисленный продукт из зоны реакции выводится сбоку реактора на расстоянии 2/3 высоты реактора от днища над кавитационно-вихревым аппаратом, отходящие газы окисления выводятся сверху реактора.

Недостатком указанного технического решения является то, что при высоких скоростях газов окисления происходит унос жидкой фазы, что приводит к выгоранию труб печей дожига, и печь дожига выводится из строя, а также потери в виде «черного соляра».

Задачей изобретения является разработка способа сепарации газов окисления при производстве битумов с достижением технического результата - снижение уноса жидкой фазы и возможность вовлечения жидкой фазы как сырья для получения окисленных битумов.

Указанная задача решается тем, что в способе сепарации газов окисления при производстве битумов газы окисления из реактора окисления битума подают в сепаратор с разделительной перегородкой и закрепленным на ней устройством для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления - глухой тарелкой, часть сырья окисления подают в зону над глухой тарелкой, при этом в сепаратор над разделительной перегородкой дополнительно устанавливают вертикально расположенный каплеуловитель в виде многослойной сетки, на который импульсно подают жидкую фазу для промывки сетки каплеуловителя; при этом с низа сепаратора отводят смесь тяжелых углеводородов из газов окисления с сырьем окисления, которую в дальнейшем направляют в реактор окисления.

На фигуре представлена технологическая схема процесса сепарации газов окисления при производстве битумов.

Схема включает сепаратор 1, имеющий разделительную перегородку 2 с закрепленным на ней устройством для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления - глухой тарелкой 3, патрубок 4 для ввода газов окисления из реактора окисления битума, патрубок 5 для подачи части сырья окисления (гудрона) в зону над глухой тарелкой 3, патрубок 6 для вывода отсепарированных газов окисления и водяного пара, патрубок 7 для отвода смеси тяжелых углеводородов из газов окисления с сырьем окисления и возврата их в реактор окисления, каплеуловитель 8, к которому подведен патрубок 9 для импульсной подачи жидкой фазы для промывки сетки каплеуловителя, сливное устройство 10 с глухой тарелки, сливное устройство 11 с каплеуловителя, реактор 12 окисления битума.

Способ осуществляется следующей последовательностью операций.

Подача газов окисления из реактора 12 окисления битума происходит по патрубку 4 в сепаратор 1. По патрубку 5 в зону над разделительной перегородкой 2 подают сырье окисления (гудрон) для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления, сконденсированные тяжелые углеводороды отводятся при помощи сливного устройства 10. Отсепарированные газы окисления отводятся с верха сепаратора через патрубок 6 в печь дожига. С низа сепаратора 1 через патрубок 7 отводят смесь тяжелых углеводородов из газов окисления с сырьем окисления, которую в дальнейшем направляют в реактор окисления 12, что позволяет вовлекать жидкую фазу как сырье для получения окисленных битумов.

В верхней части сепаратора над разделительной перегородкой 2 устанавливают каплеуловитель 8 в виде многослойной сетки для предотвращения уноса жидкости в виде капель (черный соляр). Особенностью работы каплеуловителя 8 является то, что он имеет минимальное сопротивление по газу и максимальное по жидкости. Сопротивление предлагаемого каплеуловителя по газу составляет 2-4 мм вод. ст. В основе конструкции каплеуловителя 8 заложен принцип сепарации капель жидкости за счет снижения скорости пара и обеспечения самотечного и непрерывного отвода капель жидкости из объема насадки при поперечном токе пара. Применение каплеуловителя 8 в виде многослойной сетки позволяет снизить унос жидкой фазы.

На сетку каплеуловителя 8 через патрубок 9 импульсно подают жидкую фазу для промывки сетки. Это позволит избежать закоксовывания сетки каплеуловителя. При этом импульсная подача позволит предотвратить унос промывочной жидкости, а также снизить энергозатраты. В качестве жидкой фазы для промывки сетки может быть использован водяной пар, сырье для получения окисленных битумов или нефтеуглеводороды.

Способ сепарации газов окисления при производстве битумов, характеризующийся тем, что газы окисления из реактора окисления битума подают в сепаратор с разделительной перегородкой и закрепленным на ней устройством для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления - глухой тарелкой, часть сырья окисления подают в зону над глухой тарелкой, при этом в сепаратор над разделительной перегородкой дополнительно устанавливают вертикально расположенный каплеуловитель в виде многослойной сетки, на который импульсно подают жидкую фазу для промывки сетки каплеуловителя; при этом с низа сепаратора отводят смесь тяжелых углеводородов из газов окисления с сырьем окисления, которую в дальнейшем направляют в реактор окисления.