Установка для приготовления битума из гудрона

 

Использование: может быть использовано в дорожном строительстве при приготовлении битума из нефтепродуктов. Сущность изобретения: установка для приготовления битума из нефтепродуктов содержит реактор 1 с заборной камерой и патрубком 3 отбора жидкости, расположенМа .. 5 А ными в его верхней части, патрубком 4 подачи жидкости, расположенным в его нижней части, патрубком 5 отвода газа, циркуляционный трубопровод, состоящий из входной части, подсоединенной к патрубку 3 отбора жидкости, соединительной и подводящей частей 7 и 8, подсоединенных к патрубку 4 подачи жидкости. Сопло 9 связано с нагнетателем 10 газа окисления и насосом 11 подачи нефтепродукта. Установка снабжена нагнетающим трубопроводом 12, размещенным внутри нижней части реактора и подсоединенным к патрубку 4 подачи жидкости , и дополнительным патрубком 13. расположенным внизу соединительной части циркуляционного трубопровода и подсоединенным к всасывающей линии насоса 11 подачи нефтепродукта, причем сопло расположено внутри нижнего конца подводящей части 8 циркуляционного трубопровода, установленной вертикально. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s С

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840993/26 (22) 17.04.90 (46) 30.01.93, Бюл. М 4 (71) Проектно-технологический трест "Оргдорстрой" Миндорстроя УССР (72) Т.H.Ïðèõîäüêî, В.Г.Алеев, Н.А,Приходько и M.È.Tóìàíîâ (56) Авторское свидетельство СССР

М 968053, кл. С 10 С 3/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Q 1335560, кл. С 10 С 3/12, 1985. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

БИТУМА ИЗ ГУДРОНА (57) Использование; может быть использовано в дорожном строительстве при приготовлении битума из нефтепродуктов.

Сущность изобретения: установка для приготовления битума из нефтепродуктов содержит реактор 1 с заборной камерой и патрубком 3 отбора жидкости, расположенХ

„„ Ы „„1791445 А1 ными в его верхней части, патрубком 4 подачи жидкости, расположенным в его нижней части, патрубком 5 отвода газа, циркуляционный трубопровод, состоящий из входной части, подсоединенной к патрубку 3 отбора жидкости, соединительной и подводящей частей 7 и 8, подсоединенных к патрубку 4 подачи жидкости. Сопла 9 связано с нагнетателем 10 газа окисления и насосом 11 подачи нефтепродукта. Установка снабжена нагнетающим трубопроводом 12, размещенным внутри нижней части реактора и подсоединенным к патрубку 4.подачи жидкости, и дополнительным патрубком 13. расположенным внизу соединительной части циркуляционного трубопровода и подсое- Б диненным к всасывающей линии насоса 11 подачи нефтепродукта, причем сопло расположено внутри нижнего конца подводящей части 8 циркуляционного трубопровода, установленной вертйкально. 2 з.ll. ф-лы, 5 ил.

1791445

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к устройствам для приготовления битума иэ нефтепродуктов (в частности — из гудрона).

Известна установка для приготовления битума из гудрона, включающая реактор с патрубком отбора жидкости, расположенным в его верхней части, патрубком йодачи жидкости, расположенным в его нижней части, и патрубком отвода газов, циркуляционный трубопровод, состоящий из входной части, которая соединена с патрубком отбора, соединительной и подводящей частей, сообщенных с патрубком подачи, сопла, связанное с нагнетателем газа окисления и насосом (1).

Известная установка (1) недостаточно эффективна в работе, так как на горизонтальных участках подводящего трубопровода, в сопле и в струе, истекающей в реактор, как правило, осуществляется раздельное по фазам движение смеси (сверху — газ, внизу — жидкость). Это существейно уменьшает площадь контакта газа окисления с нефтепродуктом и соответственно снижает процесс окисления. Кроме того, известная установка недостаточно надежна в работе в связи с трудностями изготовления и эксплуатации необходимых для этого специальных высокопроизводительных битумных насосов, так как для подачи необходимого для реакции окисления количества, например, воздуха требуются и большие расходы жидкости.

Известна также установка для приго- товления битума из гудрона (2), включающая те же элементы, что и установка (1); но дополнительно снабженная заборной камерой, расположенной внутри реактора перед патрубком отбора, и системой сопел, размещенных внутри подводящего трубопровода.

В установке (2) независимо от горизонтальности или вертикальнасти подводящего участка движение газожидкостной смеси не разделенное по фазам, так как в каждом из сопел происходит тщательное перемешивание фаз, в связи с чем эффективность процесса окисления существенно увеличивается как в самом подводящем трубопроводе, так и в реакторе. К недостаткам установки (2) относится то, что в ней процесс окисления гудрона в реакторе происходит недостаточно эффективно, так как воздушные пузырьки всплывают только над струей, а остальная часть объема жидкости в реакторе не участвует в окислении. Кроме того, установка (2) недостаточно надежна в работе в связи с трудностями изготовления и эксплуатации не только специальных высокопроизводительных, но и высоконапорных битумных насосов, необходимых для преодоления местных сопротивлений большого количества сопел.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности работы установки.

Поставленная цель достигается тем, что установка для приготовления битума из нефтепродуктов, содержащая реактор, 10 снабженный заборной камерой и патрубком отбора жидкости, расположенным в его верхней части, патрубком подачи жидкости, расположенным в его нижней части, и патрубком отвода газов, циркуляционный трубопровод, состоящий иэ входной части, которая соединена с патрубком отбора, соединительной и подводящей частей, сообщенных с патрубком подачи, сопла, связанное с нагнетателем газа окисления и

20 насосом, снабжена нагнетающим трубопроводом, размещенным внутри нижней части реактора и сообщающимся через патрубок:;:,.-," . подачи с вертикально установленной подво- ...-:.„.:,, дящей- частью циркуляционного трубопро- ".-"", 25 вода, причем сопла расположено внутри нижнего конца подводящего трубопровода соосно с ним, а насос сообщен с дополнительным патрубком, расположенным внизу соединительного трубопровода. Нагнетаю30

55 щий трубопровод расположен под углом 35 вверх в сторону его выходного конца и снабжен в верхней части отверстиями, концентрация которых на единицу площади увеличивается в сторону выхода жидкости в реактор. Установка снабжена размещенными внутри реактора над нагнетающим трубопроводом перекрывающими друг друга в разных уровнях пластинами, которые в поперечном направлении — горизонтальные, а в продольном расположены под углом 5-7 к горизонту, Существенными отличиями предлагаемой установки является то, что данное решение позволяет увеличить коэффициент использования кислорода воздуха для окисления нефтепродукта при движении его в составе газожидкостной смеси перед соплом, в сопле, в вертикальном подводящем трубопроводе, в нагнетающей трубе и во всем объеме реактора. При этом в вертикальном сопле и перед ним газожидкостная смесь более равномерно перемешана по объему, чем в горизонтальном, и это усиливает процесс окисления жидкости. Большая разница скоростей выходящей из сопла двухфазной струи по сравнению с однофаэной эжектируемой из соединительного трубопровода жидкости способствует интенсивному перемешиванию фаэ. дроблению газовой фазы и увеличению при этом

1791445

10

25

40

55 поверхности контакта, Развивающиеся при этом сверхзвуковые и кавитационные эффекты усиливают. процессы окисления. Газовая фаза в подводящем трубопроводе раздроблена на мельчайшие частицы, движется равномерно перемешанной, имеет пузырьковую или близкую к ней структуру при любой структуре сопловой струи, что способствует усилению процесса окисления и увеличению надежности работы установки. За счет эрлифтного эффекта пузырьков газа и эжекции сопловой струи увеличивается проточность жидкости по циркуляцион ному трубопроводу и это также усиливает окисление, В нагнетающем трубопроводе за счет пульсационных движений, получающихся из-за сепарации газожидкостного потока в поворотном колене при переходе его от вертикального до горизонтального участков, осуществляется новое смещение фаз, усиливая тем самым окисление. При всплытии пузырьков газа в реакторе по пластинам увеличивается вре-. мя контакта газа с жидкостью, что способствует более глубокому отбору кислорода из . газа.

Существенным отличием предлагаемой установки является то, что здесь не надо . проектировать и изготовлять специальные высокопроизводительные и высоконапорные битумные станции, а использовать обычно применяемые в промышленности серийные битумные насосы, в установке отсутствуют сложные, дорогостоящие. вращающиеся детали и узлы, Все это увеличивает надежность работы установки в целом, упрощает конструкцию, улучшает условия эксплуатации, для реакторов можно использовать емкости различных конструкций, установки можно изготовлять силами лЮбой дорожной организации, На фиг.1 схематично изображена предлагаемая установка; на фиг,2 — разоез А — А; на фиг.3 — вид А; на фиг.4 — разрез  — В; на фиг.5 — вид В.

Установка содержит реактор 1, снабженный заборной камерой 2 и патрубком отбора 3 жидкости, расположенными в его верхней части, патрубком подачи 4 жидкости, расположенным в его нижней части, и патрубком отвода отработанных газов 5, циркуляционный трубопровод, состоящий из входной части 6, которая соединена с патрубков отбора 3, соединительной 7 и подводящей 8 частей. соединенных с патрубком подачи 4, сопло 9, расположенное внутри нижнего конца подводящего трубопровода

8 соосно.с ним и связанное с нагнетателем газа окисления 10 и насосом 11. Установка снабжена нагнетающим трубопроводом 12, размещенным внутри нижней части реактора под углом 3 — 5 вверх в сторону его выходного конца и сообщающимся через патрубок подачи 4 с подводящим трубопроводом 8. Трубопровод 12 снабжен в верхней части отверстиями, концентрация которых на единицу площади увеличивается в сторону выхода жидкости в реактор (в > с > d, фиг.5). Внизу соединительного трубопровода 7 расположен дополнительный патрубок

13. Внутри реактора 1 над нагнетающим трубопроводом 12 размещены перекрывающие друг друга в разных уровнях пластины

14, причем в поперечном направлении они — горизонтальные, а в продольном — распо* ложены под углом 5 — 7 к горизонту

Патрубок отвода газов 5 сообщен с устройством для их обезвреживания 15 и дымоходом 16, Сопла 9 связано с нагнетателем

10 через дробитель газа 17 и кран 18, а с патрубком 13 через кран 19, насос 11, кран

20, В состав установки входят нагреватели

21, установленные в нижней части реактора, водяной душ 22, размещенный в верхней части реактора над поверхностью окисляемой жидкости и датчик температуры 23.

Работает установка следующим образом.

Сырой обводненный нефтепродукт (например, гудрон) в реактор 1 подается насосом 11 через краны 20, 19, сопло 13, подводящий трубопровод 8 и нагнетающий трубопровод 12. После наполнения реактора включаются нагреватели 21 и гудрон обезвоживается, а затем нагревается до рабочей температуры, контролируемой датчиков 23. Затем переключается кран 20 и включается нагнетатель газа окисления 10.

При этом газ через кран 18 и дробитель 17 поступает в сопла 9, а жидкость через патрубок 13, кран 20, насос 11, кран 19 также поступает в сопло 9. Перед соплом фазы смешиваются, а в сопле разгоняются до больших скоростей, При истечении струи вверх по оси подводящего трубопровода эжектируется жидкость из соединительного и входного трубопроводов, образуется газожидкостная смесь, которая, попадая в нагнетающий трубопровод, разделяется. Газ через отверстия в верхней части трубопровода 12 в виде пузырьков поступает на пластины 14, а жидкость через открытый торец трубопровода 12 истекает в противоположный от патрубка отбора 3 конец реактора 1.

После прохождения по пластинам отработанный газ через патрубок 5, устройство их обезвреживания 15 и дымоход 16 поступает в атмосферу, Жидкость после истечения из трубопровода 12 по реактору 1 поступает к заборной камере 2, а затем в циркуляцион1791445 ный трубопровод. Так как реакция окисления является экзотермической, то для понижения температуры периодически по показаниям датчика 23 включается водяной душ 22. После приготовления необходи- 5 мой марки битума нагнетатель 10 выключает, переключают кран 19 и готовый битум подают потребителю.

Величины углов а подъема трубы 12 в пределах 3-5", углов Р подъема пластин 14 10 в пределах 5-.7, увеличение концентрации отверстий в верхней части трубы 12 в направлении движения смеси (Ь>с>б и т.д., фиг.5) с точки зрения поставленной цели получены экспериментально путем варьи- 15 рования соответствующих величин.

Такое выполнение установки позволяет повысить эффективность и надежность ее работы.

Формула изобретения 20

1. Установка для приготовления битума иэ гудрона, содержащая реактор с заборной камерой и патрубком отбора жидкости, расположенным в его верхней части, патрубком подачи жидкости, расположенным в его 25 нижней части, патрубком отвода газа, циркуляционный трубопровод, состоящий из входной части, подсоединенной к патрубку отбора жидкости, соединительной и подводящей частей, подсоедийенных к патрубку 30 подачи жидкости, сопло, связанное с нагревателем газа окисления и насосом подачи нефтепродукта, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности в работе установки, она снабжена нагнетающим трубопроводом, размещенным нижней части реактора и подсоединенным к патрубку подачи жидкости, и дополнительным патрубком, расположенным внизу соединительной части циркуляционного трубопровода и подсоединенным к всасывающей линии насоса подачи нефтепродукта, причем сопло расположено в нижнем конце подводящей части циркуляционного трубопровода, установленной вертикально, 2, Установка по п,1, отличающаяся тем, что нагнетающий трубопровод установлен под углом 3-5О к горизонту вверх в сторону выходного конца и в верхней его части выполнены отверстия, количество которых на единицу площади увеличивается в сторону его выходного конца, 3. Установка rioп1,отлича ющая с я тем, что она снабжена продольными пластинами, размещенными в реакторе над нагнетающим трубопроводом под углом к горйзонту, причем пластины в соседних уровнях смещены одна относительно другой, 1791445

Составитель Т, Приходько

Техред М.Моргентал Корректор С.Патруо г..9

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 134 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5