RU2009160C1

RU2009160C1 - Method of producing petroleum asphalt

Info

Publication number: RU2009160C1
Authority: RU
Inventors: Ф.Ш. Хафизов; М.Х. Хуснияров; И.Р. Кузеев
Original assignee: Хафизов Фаниль Шамильевич
Priority date: 1992-02-07
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: petroleum chemistry; building material industry. SUBSTANCE: method involves the steps of: oxidizing petroleum residues at temperature of 250-290 degrees C with the aid of air oxygen, the raw material at a speed of 8-12 m/sec being sprayed in air moving at a speed of 25-50 m/sec in a mixing chamber at the raw material direction and air direction at an angle of 0-90 degrees relative to each other; lowering the speed of a formed gas-liquid jet in a quenching chamber; applying a foam- type finely-divided system into a column reaction zone. EFFECT: enhanced efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству нефтяных битумов и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах и в строительстве. The invention relates to the production of petroleum bitumen and can be used in refineries and in construction.

Известен способ получения нефтяного битума путем окисления кислородом воздуха нефтяных остатков при 250-290^оС при объеме подачи воздуха 2-6 м³/м мин, который подается в зону реакции с помощью различных диспергирующих устройств (1).A known method of producing petroleum bitumen by oxygenation of air with oil residues at 250-290 ^about With a volume of air supply of 2-6 m ³ / m min, which is fed into the reaction zone using various dispersing devices (1).

Прототипом изобретения является способ окисления нефтяных остатков кислородом воздуха в пустотелой колонне при 250-290^оС и с соотношением сырье-воздух 1-100 (2,3).The prototype of the invention is a method of oil residues oxygen oxidation air into the hollow column at 250-290 ^{° C} and with a ratio of feedstock-to-air 1-100 (2.3).

Подача воздуха осуществляется через перфорированные трубы, установленные в нижней части колонны. Объем воздуха, подаваемый в колонну, создает режим идеального смешения. Сырье в основном подается на высоту 2/3 от низа колонны свободным изливом в реакционную зону. Содержание кислорода в газах окисления находится в пределах 6-15% в зависимости от состава сырья. Температура газового пространства 240-280^оС.Air is supplied through perforated pipes installed at the bottom of the column. The volume of air supplied to the column creates a perfect mixing mode. Raw materials are mainly supplied to a height of 2/3 of the bottom of the column by a free spout into the reaction zone. The oxygen content in the oxidation gases is in the range of 6-15%, depending on the composition of the feed. The temperature of the gas space of 240-280 ° ^C.

Увеличение подачи воздуха ведет к коаленсации пузырьков воздуха и образованию больших масс непродисперги- рованного воздуха, что резко уменьшает площадь контакта жидкой и газовой фаз. Это увеличивает количество остаточного кислорода в газах окисления. An increase in the air supply leads to the coalescence of air bubbles and the formation of large masses of undispersed air, which sharply reduces the contact area of the liquid and gas phases. This increases the amount of residual oxygen in the oxidation gases.

Целью изобретения является повышение степени использования кислорода воздуха, уменьшение количества остаточного кислорода в газах окисления с одновременной интенсификацией процесса и снижение температуры в газовом пространстве. The aim of the invention is to increase the degree of utilization of oxygen, reducing the amount of residual oxygen in the oxidation gases while intensifying the process and lowering the temperature in the gas space.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения нефтяного битума, включающем окисление кислородом воздуха нефтяных остатков при 250-290^оС в колонне окисления создается большая площадь контакта газовой и жидкой фазы за счет соударений струй воздуха и сырья, имеющие большие скорости, в ограниченном объеме. Ограниченный объем, в котором происходит контакт двух струй, представляет аппарат, состоящий из двух камер. В первой камере смешения происходит взаимодействие двух потоков, в результате чего происходит распыливание сырья в потоке воздуха, который имеет скорость 25-50 м/с. Скорость струи сырья в момент взаимодействия составляет 8-12 м/с. Так как объемное соотношение сырья и воздуха 1-80. . . 120, то происходит диспергирование именно сырья в воздухе.The goal is achieved in that a method for producing petroleum bitumen comprising oxygen oxidation of petroleum residues air at 250-290 ^{° C} in the column oxidation creates a large contact area of the gas and liquid phase by impingement of jets of air and raw material having a large speed in a limited volume . The limited volume in which the contact of the two jets occurs is an apparatus consisting of two chambers. In the first mixing chamber, two streams interact, resulting in atomization of the feed in a stream of air, which has a speed of 25-50 m / s. The speed of the jet of raw materials at the time of interaction is 8-12 m / s. Since the volume ratio of raw materials and air is 1-80. . . 120, it is the dispersion of the raw materials in the air.

Во второй камере происходит гашение скорости струи. Энергия струи расходуется на образование мелкодисперсной среды воздуха и сырье пенного типа, что создается благоприятные условия для массообмена между газовой и жидкой фазами. Затем газожидкостная смесь попадает в объем колонны, где соотношение сырье-воздух меняется до 1-3. . . 7, в результате чего происходит образование пузырьков воздуха, что соответствует режиму работы традиционной колонны. In the second chamber, the jet velocity is suppressed. The jet energy is spent on the formation of a finely dispersed air medium and foam type raw materials, which creates favorable conditions for mass transfer between the gas and liquid phases. Then the gas-liquid mixture enters the column volume, where the ratio of feed-air varies to 1-3. . . 7, resulting in the formation of air bubbles, which corresponds to the mode of operation of a traditional column.

Струя сырья и воздуха соударяются в камере смешения под углом от 0 до 90^о по отношению друг к другу.The jet of raw materials and air collide in the mixing chamber at an angle from 0 to 90 ^about in relation to each other.

Отличительным признаком предложенного способа является распыление потока сырья, движущегося со скоростью 8-12 м/с в потоке воздуха, имеющего скорость 25-50 м/с, под углом от 0 до 90^о друг относительно друга в объеме смесительной камеры с последующим снижением скорости газожидкостной струи в камере гашения, после чего газожидкостная смесь перетекает в зону реакции колонны. Это позволяет увеличить время и площадь контакта газовой и жидкой фазы, по сравнению с обычной колонной, в которой воздух подается отдельно от сырья перфорированными трубами.A distinctive feature of the proposed method is the spraying of a stream of raw materials moving at a speed of 8-12 m / s in an air stream having a speed of 25-50 m / s, at an angle from 0 to 90 ^about each other in the volume of the mixing chamber, followed by a decrease in the gas-liquid velocity jet in the quenching chamber, after which the gas-liquid mixture flows into the reaction zone of the column. This allows you to increase the time and contact area of the gas and liquid phase, compared with a conventional column, in which air is supplied separately from the raw material by perforated pipes.

П р и м е р. Промышленные испытания предложенного способа получения нефтяного битума осуществлялись на колоннах окисления битума. Размеры колонных аппаратов практически одинаковы:
диаметр колонны А - 2,9 м, колонны Б - 3,1 м,
высота колонны А - 24 м, колонны Б - 22 м.PRI me R. Industrial tests of the proposed method for producing petroleum bitumen were carried out on bitumen oxidation columns. The dimensions of the column units are almost the same:
the diameter of column A is 2.9 m, column B is 3.1 m,
Column A height is 24 m, Column B is 22 m.

Колонна А была оборудована обычными перфорированными трубами, предназначенными для распределения воздуха в объеме реакционной зоны. Они располагались в нижней части колоны. Сырье подавалось по обычной схеме, под уровень раздела фаз (2/3 высоты колонны). В колонне Б перфорированные трубы были полностью заменены на газожидкостной смеситель, в первой камере которого происходило взаимодействие потока воздуха и сырья. Во второй камере образовывался пенный режим за счет гашения скорости газожидкостной струи. Column A was equipped with conventional perforated pipes designed to distribute air throughout the reaction zone. They were located at the bottom of the column. Raw materials were supplied in the usual way, under the phase separation level (2/3 of the column height). In column B, the perforated pipes were completely replaced by a gas-liquid mixer, in the first chamber of which there was an interaction of the air flow and raw materials. The foam chamber was formed in the second chamber due to the quenching of the velocity of the gas-liquid jet.

Сырье представляло собой смесь остатков нефтепераработки: гудрон с установок АВТ и асфальт с установок деасфальтизации в соотношении 4: 1, со следующими физико-химическими свойствами: Плотность, кг/м³ 982,3
Температура размяг- чения по КиШ, ^оС 17,9
Вязкость условная при Т = 80^оС, 18
Содержание, мас. % : масло 71,2 смолы 26,3 асфальты 2,5
Качество готового продукта соответствовало требованиям предъявляемым требованием к битумам марки БНД 60/90:
Температура размяг- чения по КиШ, ^оС Не менее 47 Пенетрация, мм 0,1 60. . . 90 Дуктильность, см Не менее 55
Промышленные испытания проводились в течение 3 сут. Усредненные результаты приведены в таблице.The raw material was a mixture of oil refining residues: tar from ABT plants and asphalt from deasphalting plants in a ratio of 4: 1, with the following physicochemical properties: Density, kg / m ³ 982.3
Softening temperature according to KiSh, ^о С 17.9
Conventional viscosity at Т = 80 ^о С, 18
Content, wt. %: oil 71.2 resins 26.3 asphalts 2.5
The quality of the finished product met the requirements of the requirements for bitumen grade BND 60/90:
Softening temperature according to KiSh, ^о С Not less than 47 Penetration, mm 0.1 60.. . 90 Ductility, cm Not less than 55
Industrial tests were carried out for 3 days. The averaged results are shown in the table.

Результаты экспериментов показывают, что при одинаковых технологических условиях в обеих колоннах, колонна Б имеет большую производительность. Температура газового пространства колонны Б меньше чем колонны А, и содержание остаточного кислорода в газах окисления меньше, чем в колонне А. The experimental results show that under the same technological conditions in both columns, column B has a large productivity. The gas space temperature of column B is lower than column A, and the residual oxygen content in oxidation gases is lower than in column A.

Таким образом использование предложенного технического решения позволяет повысить степень потребления кислорода воздуха, уменьшить его содержание в газах окисления с одновременной интенсификацией процесса окисления битума. (56) Гун Р. Б. Нефтяные битумы, М. : Химия, 1973, с. 232. Thus, the use of the proposed technical solution allows to increase the degree of oxygen consumption of the air, to reduce its content in the oxidation gases with the simultaneous intensification of the process of bitumen oxidation. (56) Gun R. B. Oil bitumen, M.: Chemistry, 1973, p. 232.

Гун Р. Б. Новое в производстве улучшенных битумов. М. : ЦНИИТЭнефтехим, 1971 г. , с. 112. Gun R. B. New in the production of improved bitumen. M.: TsNIITEneftekhim, 1971, p. 112.

Claims

METHOD FOR PRODUCING OIL BITUMEN by oxidizing oxygen with oil residues at 250-290 ^° C in a column equipped with a reaction zone, characterized in that the feedstock is sprayed in air moving at a speed of 25-50 m / s at a speed of 8-12 m / s in the mixing chamber with the direction of raw materials and air at an angle of 0 - 90 ^o With respect to each other, followed by a decrease in the speed of the gas-liquid jet formed in the quenching chamber to obtain a finely dispersed foam type system fed into the reaction zone of the column.