Установка для непрерывного получения битума из тяжелой высокосмолистой нефти

Союз Советсмик Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 150480 (21) 2907573/23-26 (53) М. КЛ. С 10 С 3/04 с присоединением заявки Но 2907575/23-26(23) ПриоритетОпубликовано 23,1281. Бюллетень Мо 47Дата опубликования описания 23.12,81 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА ИЗ ТЯЖЕЛОЙ ВЫСОКОСМОЛИСТОЙ НЕФТ и вполне аботке легой продукбольших 20 продуктов: 25 переработка елых высокос ержащих незна егких фракций оборудования и затратна этойолистыхительниз-заи больстанов Однако новке тяж тей, сод чество л стоящего энергетическ х рентабельной, ое колидорогошихится, не. Изобретение относится к области переработки нефти и может быть использовано при получении из тяжелых высокосмолистых нефтей битумов.Известна установка для непрерывного получения окисленных битумов из легких нефтей. Установка содержит соединенные трубопроводами нагреватель сырой нефти, блок обессоливания, атмосферную, вакуумную, отпарные, окислительные колонны, промежуточные нагреватели сырья, систему холодильников и резервуары для хране ния продуктов. Установка обеспечивает непрерывное производство легких нефтепродуктов и битума.Сложность этой установк себя оправдывает при перер ких нефтей, так как основн цией является получение в количествах дорогостоящих бензола, керосина и масел 1 . Наиболее близкой к предлагаемойявляется установка для непрерывного получения битума из тяжелой высоко- смолистой нефти, включающая соединенные трубопроводами последовательно нагреватель сырой нефти, блок обессоливания, окислительную колонну, вакуумное устройство и емкость для хранения битума.эта установка значительно проще рассмотренных выше, требует незначительных энергетических затрат при переработке тяжелых нефтей 2.Однако установка имеет сложную,а поэтому ненадежную аппаратуру,регулирующую уровень в колонне. При нарушении работы этой аппаратуры в колонне может уменьшиться высота продуваемого воздухом слоя нефтепродукта, вследствие чего уменьшится время пребывания пузырей воздуха в жидкости. При этом снизится количество кислорода, вступающего в реакцию окисления, а его количество в парогазовом пространстве увеличится. Таким образом, учитывая высокую температуру в колонне и повышенную концентрацию кислорода в среде низкокипящих фракций парогазового пространства при выходе иэ строя аппа891748 Внизу колонны установлен иаточник16, через который в колонну подается сжатый воздух. Парогазовое пространство колонны 3 сообщено через трубу 17 с конденсатором б атмосферной отгонки.Выход вакуумного устройства 4 со общен через трубу 18 с вакуумнымконденсатором 5. Вакуумный конденсатор 5 и конденсатор 6 атмосферного 15 2 О 25 ЗО 35 40 45 0 55 60 65 ратуры, регулирующей уровень в колонне, повышается вероятность пожара нлн взрыва.Возмокно также возникновение пожара н нагревателе окисленной нефти, Первоначальным источником этого пожара в этом случае будет прогар трубнагревателя, вызванный неожиданным прекращением теплоотвода при опорожнении колонны.Нарушение работы аппаратуры, регулирующей уровень колонны, в частности регулятора расхода, может привести к переполнению колонны и выбросу нефтепродуктов через конденсатор в печь дожига.Цель изобретения - понышение надежности работы установки.Поставленная цель достигается тем, что н установке, включающей соединенные трубопроводами последовательно нагренатель сырой нефти, блок обессоливания, окислительную колонну, ваку" умное устройство и емкость для хранения битума, окислительная колонна снабжена О-образной трубой с отверстием в нижней части между ветвями, одна ветвь которой соединена с выхо дом вакуумного устройства, вторая снабжена боковым патрубком, соединенным с емкостью для хранения битума, и ее выходное отверстие расположено над уровнем нефти. Кроме того, отверстие между ветвями О-образной трубы выполнено на ее верхней стенке.С целью снижения энергозатрат,вакуумное устройство расположено над окислительной колонной на высоте большей уровня битума н ветви О-образной трубы, соединенной с вакуумным устройством, а труба, соединяющая низ окислительной колонны с вакуумным устройством, расположена в окислительной колонне вертикально.На чертеже изображена предлагаемая установка.Установка включает соединенные трубопроводом нагреватель 1 сырой нефти, блок 2 обессоливания,окислительную колонну 3, вакуумное устройство 4, емкость для хранения битума (на чертеже не показана), вакуумный конденсатор 5 и конденсатор б атмосферной отгонки.В окислительную колонну 3 установлена О-образная труба, состоящая иэ ветви 8 и перемычки 9. Ветвь 7 соединена с выходом вакуумного устройства 4 через трубу 10. Вторая ветвь 8 выведена в парогазовое пространство колонны 3 и сообщена через патрубок 11 с емкостью для хранения битума.В перемычке 9 О-образной трубы выполнено отверстие 12, сообщающее полость трубы с жидкой фазой колонны.Выход окислительной колонны соецинен через насос 13, нагреватель 14 окисленной нефти и трубу 15 со входом вакуумного устройства 4, Труба 5 пропущена нертикальчо внутри окислительной колонны 3,отгона сообщены через трубу 19 и через трубу 20 с соответствующими емкостями хранения побочных продуктов(на чертеже не показаны). Трубы готового битума 10, окисленной нефти 15 и продуктов вакуумной конденсации 18 и 19 объединены в единую силовую конструкцию площадками 21-23 обслуживания. В месте изгиба труб 18 и 19 у вакуумного конденсатора 5 для увеличения их жесткости прикреплена трубчатая вставка 24.В трубе 10 под действием разрежения (остаточное давление 0,1 кгс/см, т.е. 0,98 . 10 Н/м), создаваемым вакуумным устройством 4, уровень битума 25 находится на 13 и выше уровня жидкости в колоние 3Вакуумное устройство 4 должно находиться выше уров= ня битума 25 в трубе 10, т.е. на самой верхней площадке 21 обслуживания.На площадке 22 обслуживания расположен вакуумный конденсатор 5, а на площадке 23 - конденсатор б атмосферного отгона. Для упрощения сборки конструкции трубы 10, 15, 18 и 19 имеют разъемы. Сырая тяжелая высокосмолистая нефть непрерывно поступает в нагре ватель 1 где она нагревается в занисимости от природы нефти и конструкции блока обессоливания до 90-180 С. В блоке 2 обессоливания она одновременно обессоливается и обезвоживается В колонне 3 нефть смешивается с ужеокисленной нефтью и нагревается за счет смешения с более горячим продуктом и за счет экзотермической реакции до 250 С. Выделение тепла при реакции происходит в результате взаимодействия кислорода воздуха, подаваемого в колонну 3 через маточник 16 с высококипящими .Фракциями нефти.Одновременно в колонне 3 от нефти отгоняются ниэкокипящие Фракции, которые н газообразном состоянии из колонны поступают в конденсатор 6.Сконденсированные продукты в виде керосина и соляра стекают по трубе 20 в хранилище, а оставшиеся несконденсиронанные газы направляются на дожиг.Окисленная нефть с низа колонны 3 откачинается насосом 13, подвергается в нагревателе 14 в зависимости от свойств нефти и свойств получаемого10 битума до 260-300 С. Для интенсификации отгона от окисленной нефти необходимого количества масляных фракций(часть масел остается в битуме) ввакуумное устройство может быть подан перегретый водяной пар. Отогнанные масляные фракции конденсируютсяв вакуумном конденсаторе 5 и стекают по трубопроводу 19 в хранилище.Из вакуумного устройства 4 битумстекает по трубопроводу 10 в ветвь7 О-образной трубы, часть битума длясохранения уровня жидкости в колонне3 и осуществления подогрева окисленной нефти истекают через отверстие12 перемычки 9, а балансовое количество по ветви 8 и через патрубок 11поступает в емкость для хранения битума.При этом происходит дополнительный подогрев окисленной нефти черезстенки О-образной трубы и за счетистекания части битугла в окисленнуюнефть.Чтобы окисленная нефть не моглапроникнуть через отверстие 12 в О-об. разную труу и смешаться с битумом,подача насоса 13 отрегулирована напропуск большого количества битума,чем балансовое.Для битумов дорожных марок, отБНД 60/90 до БНД 300/300, получаеглыхиз нефти месторождения Верхозим,Пензенской области, необходим подводзначительного тепла в окислительную колонну для поддержания протекания реакции окисления. Это касаетсяи переработки всех нефтей, требующихнизкую температуру обессоливания илиимеющих малый тепловой эффект реакции окисления. В этом случае количество подаваемого насосом 13 окисленнойнефти увеличивают на столько, чтобыколичество битума, поступающего вокислительную колонну через отверстие 12 О-образной трубы обеспечивало поддержание оптимальной температу.ры в колонне.Обычно для обеспечения строительства дороги в одном регионе требуется выпуск одной гларки битума, и, таккак она получается при переработкеодной и той же нефти, то производительность насоса настраивается на по.стоянный режим,В случае технологического (длярегулирования режима окисления)уменьшения подачи сырья в колонну,соответственно уменьшится выход готового битума в хранилище через патрубок 11, Это происходит автоматическипотоглу, что О-образная труба сообщена с выходом вакуумного устройства 4,одновременно сообщена с жидкой и газообразной Фазами колонны 3. А уменьшение уровня в колонне, при постоянном режигле насоса 13, компенсируетсяувеличением выхода битума через отверстие 12 О-образной трубы. Аналогично данная система реагирует на технологическое увеличение подачи сырья, с той лишь разницей, что при этом выход битума через отверстие 12 уменьшится. Но в обоих случаях уровень в колонне будет выдерживаться в пределах высоты патрубка 11.При полногл прекращении подачи сырья в колонну, конструкция О-образной трубы также автоматически исключает возникновение аварийной ситуации - снижение уровня в колонне дополного ее опорожнения, при продолже.нии работы насоса 13.Откаченный насосом продукт, пройдя вакуумное устройство, полностьювозвратится в колонну через О-образную трубу.Уровень в ветви 7 трубы опуститсятолько до низа патрубка 11, а уровень в колонне опустится еще ниже.20 Снижение уровня в колонне относительно низа патрубка очень мало,например, при скорости истечения битума через отверстие 12, равное0,5 м/с, снижение уровня в колонне р 5 относительно низа патрубка составит12 мм, что составляет 0,001 высотыстолба жидкости. Этого будет достаточно, чтобы обеспечить перетеканиевсего циркулирующего битума в колонну и прекращение его выхода иэ пат рубка.Выполнение отверстия в перемычкеименно в ее верхней стенке, во-первыхисключает попадание воздушных пузырей в О-образную трубу, обеспечиваястабильность столбу битума в трубе,т.е. не нарушая гидростатическогоравновесия между столбом битума вветви 7 и столбом окисленной неФтив колонне 3, во-вторых, при прекра щении работы установки окислениянефть, вследствие того, что ее плотность меньше плотности битума, не попадает через отверстие в О-образнуютрубу, а оставшийся там битум не вы ливается в окислительную колонну.Таким обраэом, предлагаемая конструкция установки позволяет без нарушения технологического режима и беэсложной аппаратуры, регулирующейуровень в колонне, автоматически под.держивать заданный уровень как притехнологических Изменениях расходасырья, так и при выходе из строя отдельных аппаратов установки, тем саыгм искл очая воэможность возникновения пожара и взрывной обстановки.Конструкция установки позволитснизить энергетические затраты эасчет исключения части насосов и сокращения тепловых потерь через стрел ки труб.Вертикальное расположение труб иразмещение их внутри колонны обеспечивают более быстрый и с меньшимиэнергетическими затратами запуск ус тановки после ее остановки.891748 Формула изобретения ВНИИГИ Заказ 11149/37 Тираж 5 одписн Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. П ая, 4 Кроме того, предлагаемая установка требует значительно меньще производственных площадей. 1 Установка для непрерывного получения битума из тяжелой высокосмолистой нефти, включающая соединенные трубопроводами последовательно нагреватель сырой нефти, блок обессоливания, окислительную колонну, вакуумное устройство и емкость для хранения битума, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьыения надежности,окислительная колонна снабжена верти кальной О-образной трубкой с отверстием в нижней части между ветвями, одна ветвь которой соединена с выходом вакуумного устройства, вторая снабжена боковым патрубком, соединенным с 2 О емкостью для хранения битума и ее выходное отверстие расположено над уровнем нефти. 2, Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ з я с я тем, что отверстие между ветвями О-образной трубы выполнено на ее верхней стенке.3. Установка по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, вакуумное устройство расположено над окислительной колонной на высоте, больщей уровня битума в ветви О-образной трубы, соединенной с вакуумным устройством.4. Установка по пп 1-3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что труба,соединяющая низ окислительной колонны с вакуумным устройством, расположена в окислительной колонне вертикально. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Гун Р.Б, Нефтяные битумы, М.,"Химия", 1973, с. 236-237.2. Авторское свидетельство СССРпо заявкеР 2859107/04,кл, С 10 С 3/04, 27.12.79 (прото,тип) .Ф