ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы совершенствования процесса окисления из "Производство нефтяных битумов" Хлорид железа при введении в окисляемое сырье практически нацело разлагается уже в первую минуту окисления. Железо из трехвалентного переходит в двухвалентное состояние, возможно, в результате взаимодействия его и углеводорода с образованием хлорида железа, хлорида водорода п углеводородного радикала. Это создает самостоятельную цепь образования продуктов окисления и уплотнения. Образующиеся асфальтены имеют молекулярную массу в 2,0—2,5 раза большую,- чем при окислении без добавки хлорида железа [98]. Таким образом, меняется не только скорость процесса, но и качество продукта. [65]. Нежелательной стадией в этом процессе является образование хлорида водорода, корродирующего аппаратуру [65]. [c.73] Проведены опытно-промышленные испытания производства битумов в колонне в присутствии хлорида железа [99]. Кристаллогидрат хлорида железа РеСЦ-бИзО предварительно расплавляли при температуре 40—80 °С в барабане, обогреваемом водяным паром. Затем расплав разбавляли водой и 80 /о-й раствор хлорида железа плунжерным насосом подавали в окислительную колонну. Расход раствора — 0,1% (масс.) на сырье температура окисления составляла 265—270 °С, расход воздуха 2700 м /ч. В качестве сырья использовали гудрон с температурой размягчения 30—31°С. Опыты показали, что при получение битума с температурой размягчения 47—50 °С производительность увеличивается с 30 до 40 м /ч, а содержание кислорода в газах окисления снижается с 8 до 7% (об.). При сохранении одинаковой производительности 35 м /ч добавка хлорида железа позволяет повысить температуру размягчения битума с 43 до 54 °С, содержание кислорода в газах при этом также снижается с 8 до 7% (об.). Таким образом, применение хлорида железа способствует повышению степени использования кислорода воздуха и ускоряет процесс окисления. Однако, поскольку проблемы коррозии не решены, положительное заключение о целесообразности каталитического окисления не может быть сделано. [c.73] Битумы, полученные в присутствии хлорида железа, имеют (при равной пенетрации при 25 °С) более высокую температуру разм ягчения и пенетрацию при О °С [99]. Подобные наблюдения сделаны и при использовании других добавок фосфорного ангидрида [13] и пероксида водорода [100]. Однако это также не служит решающим доводом в пользу применения хлорида железа или других катализаторов, поскольку аналогичный эффект достигается при облегчении сырья окисления. [c.73] Повышение производительности аппаратов колонного типа достигается двумя путями увеличением нагрузки по воздуху и повышением температуры. [c.74] Снижение энергетических затрат, т. е. уменьшение расхода сжатого воздуха. при производстве строительных и высокоплавких битумов, возможно при повышении те.мпературы окисления (до 290°С), обеспечивающем более полное использование кислорода воздуха в реакциях окисления. [c.74] На примере работы битумной установки Московского НПЗ показана эффективность одновременного использования обоих, факторов интенсификации процесса [102]. Схема окисления на установке—двухступенчатая. В колоннах проводят предварительное окисление гудрона, после чего окисленный полупродукт доокисляют в кубах до получения товарных битумов. [c.74] Вначале колонны работали параллельно при следующем режиме температура окисления 250°С, расход воздуха до 2000 м /ч высота рабочей зоны (расстояние от маточника до уровня раздела фаз) 7 м в колонне с общей высотой 13 м и диаметром 3 м и 9—10 м в колонне с общей высотой 18 м и диаметром 4 м. Сырье в колонны подавали под уровень раздела фаз, окисленный полупродукт откачивали с низа колонны, газы выводили с верха колонны на сжигание. Для окисления использовали воздух давлением около 0,4 МПа. Колонны не были теплоизолированы, что предопределяло необходимость использования относительно горячего сырья (220—240°С). [c.74] С учетом установленной ранее возможности повышения нагрузок колонн по воздуху (без снижения степени использования кислорода воздуха) и желательности увеличения высоты рабочей зоны (для уменьшения концентрации кислорода в газах окисления) для устранения отмеченных недостатков процесс окисления организовали в одной колонне. В колонне диаметром 3 м повысили уровень жидкости так, чтобы полностью исключить газовое пространствог Шлемовую линиЮ от этой колонны подсоединили к колонне диаметром 4 м на уровне раздела фаз. Одновременно увеличила расход воздуха в первую колонну (до 4000 м /ч) и прекратили подачу его во вторую. [c.75] При работе на одном и.том же сырье прирост температуры размягчения в процессе окисления после переобвязки колонн увеличился в среднем на 2—3 °С, что позволило исключить из схемы установки 25% от общего количества кубов-окислителей. [c.76] Новым элементом в. расчете коммуникаций при переобвязке колонн было определение диаметра шлемовой линии. Во избежание больших потерь давления в этой линии, предназначенной в новых условиях для транспортирования газожидкостной смеси, необходимо было увеличить диаметр линии. Принятый на основе расчета [103] диаметр линии 325 мм при ее длине около 10 м, как показал опыт, обеспечивает небольшие потери напора — менее 0,01 МПа, т. е. заметного повышения давления в окислительной колонне нет. Шлемовая линия смонтирована с уклоном практически во всей ее длине в сторону движения газожидкостной смеси во избежание образования застойных зон и периодических выбросов жидкости. [c.76] С момента пуска битумной установки по новой схеме, т. е. в течение почти двух лет, не наблюдалось никаких осложнений в работе [38]. [c.76] Однако следует отметить, что при такой схеме требуются дополнительные затраты на перекачивание жидкого потока нз второй колонны, служащей зоной сепарации, в первую, являющуюся зоной реакции. Кроме того, отсутствие тепловой изоляции, хотя и приводит к снижению температур в газовом пространстве и тем самым не создает условий для его закоксовывания, но одновременно определяет необходимость использования горячего сырья, т. е. сохраняются дополнительные затраты на нагрев сырья. [c.76] В целом повышение эффективности работы окислительной колонны может быть достигнуто за счет увеличения нагрузок по воздуху до 8—16 м (м2-мин) и повышения температуры окисления до 290°С в зоне реакции при сохранении нагрузки по воздуху на уровне 4—5 м /(м2-мин) и температуры примерно 230 С в зоне сепарации. Уменьшение нагрузок по воздуху в зоне сепарации, необходимое для предотвращения выноса битума, обеспечивается увеличением диаметра зоны сепарации по сравнению с зоной реакции. Для обеспечения пониженных те.мператур в зоне сепарации, при которых не происходит ее закоксовывания, необходимо специальное решение. [c.76] Вернуться к основной статье