Разработка конструкции и метода расчета кавитационно-вихревых аппаратов для процесса окисления нефтяных остатков

• Автор: Нечаев, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор
1.1. Описание, классификация и анализ существующих аппаратов и устройств для получения битумов
1.1.1. Кубы-окислители для производства нефтяных битумов
' 1.1.2. Трубчатые реакторы для производства нефтяных битумов
1.1.3. Реакторы для производства нефтяных битумов
бескомпрессорным способом
V 1.1.4. Аппараты колонного типа для производства окисленных битумов. !
1.2. Разновидности реакторов колонного типа
1.3. Устройства распределения воздуха
1.4. Влияние кавитационно-вихревых воздействий на интенсификацию процессов переработки углеводородного сырья
• 1.5. Пути дальнейшего совершенствования процессов окисления углеводородного сырья
1.6. Механизмы окисления
1.7. Влияние факторов процесса окисления на свойства конечного продукта
1.8. Влияние температуры на процесс окисления сырья
1.9. Описание схем получения строительных марок битумов
ГЛАВА 2. Разработка методики расчета и конструирование кавитационно-

вихревого аппарата для процесса предокисления нефтяного сырья
2.1. Исследование влияния окисления нефтяного сырья в пенной системе. Использование процесса окисление в трубопроводах ;
2.2. Разработка методики расчета кавитационно-вихревого предокислителя
2.3. Определение оптимальной скорости движения газового потока
2.4. Исследование газожидкостного режима, создаваемого газожидкостным смесителем

2.5. Выбор количества распределяющих сопел в предокислительном аппарате
2.6. Определение геометрического размера сопла подвода жидкости
ГЛАВА 3. Опытно-промышленные исследования кавитационно-вихревого предокислителя на установке 19-10 ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» по получению строительных марок окисленных битумов
3.1. Описание предлагаемой схемы получения строительных марок битумов
3.2. Подбор оптимального режима работы выносного кавитационновихревого аппарата
3.2.1. Определение оптимального соотношения сырье:воздух, подаваемого в выносной ГЖКВА
3.2.2. Расчет оптимальной длины трубопровода-реактора
3.2.3. Расчет оптимального диаметра трубопровода-реактора.;
3.2.4. Расчет энергии активации процесса окисления
3.3. Анализ качественных показателей работы блока получения строительных битумов
3.4. Схема работы блока получения строительных битумов для обеспечения максимальной эффективности производства
ГЛАВА 4. Применение строительных битумов, полученных с использованием выносного ГЖКВА - предокислителя, для производства других марок нефтебитумов на установке 19-10 ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»
4.1. Подбор составов для производства дорожных марок битумов на основе строительного битума БН-70/30, полученного с использованием выносного
. ГЖКВА - предокислителя
4.2. Технологическая схема для производства дорожных марок битумов на основе строительного битума БН-70/30, полученного с использованием выносного ГЖКВА - предокислителя
Заключение
Список использованных источников

Введение
Битум, являясь одним из наиболее известных инженерностроительных материалов, используется широко, достаточно назвать дорожное строительство, изготовление кровельных материалов, применение в лакокрасочной и кабельной промышленности, строительство зданий и сооружений, прокладку трубопроводов, поэтому спрос на высококачественные нефтяные битумы имеет постоянную тенденцию к росту. Связано это в первую очередь с повышением требований к качеству вырабатываемых нефтебитумов и с реализацией ряда возрастающих требований, предъявляемых потребителями данного вида продукции.
На большинстве НПЗ России действуют битумные установки, использующие физически и морально устаревшие технологии, что крайне затрудняет переход нефтеперерабатывающих предприятий на производство высококачественных битумов. Весьма проблематичным в условиях недостаточности финансирования на многих предприятиях является вопрос увеличения мощности битумных установок, при сохранении существующего уровня качества, не говоря уже и о его значительном повышении. Особенно это касается такой консервативной сферы производства нефтебитумов как производство строительных битумов марок БН-70/30 и БН-90/10, широко используемых в промышленности и народном хозяйстве. При стандартном подходе для решения проблем увеличения мощности и повышения качества выпускаемой продукции требуется вложение значительных средств в реконструкцию действующих или строительство новых установок.
В настоящее время актуальным является вопрос разработки технологии производства битумов, позволяющей увеличить мощность и улучшить качество продукции на действующих битумных установках без значительных капитальных вложений.
поверхностного натяжения, возрастанию размеров пузырьков газа вследствие уменьшения вязкости жидкой фазы. При этом происходят реакции дегидрирования с образованием высокомолекулярных асфальтенов и более жестких структур, ухудшающих пластичные свойства битума [13]. При температуре процесса свыше 250°С температура размягчения и температура хрупкости получаемого битума повышаются, а пенетрация, растяжимость, теплостойкость и интервал пластичности окисленных битумов понижаются [1]. По мере увеличения температуры процесса ее влияние на скорость реакций окисления сырья в битумы несколько уменьшается. С ростом температуры процесса продолжительность окисления и суммарный расход воздуха снижаются, причем при температуре выше 270°С степень использования кислорода также уменьшается. • •
В зависимости от природы сырья и требуемых свойств битума следует подбирать соответствующую температуру окисления. Для большинства видов сырья с учетом экономической целесообразности она близка к 250°С. При этом, следует отметить, что, несмотря на меньшую производительность, окисление при пониженных температурах позволяет получить битум более пластичный и стойкий к старению [101].
Стоимость сжатого воздуха, согласно экономическим данным процессов окисления на различных типах окислительных реакторов (колонна, куб, трубчатый реактор), является одной из основных статей расхода в процессе окисления [12]. Поэтому степень использования кислорода воздуха является важнейшим показателем эффективности как реактора, так и системы диспергирования воздуха. Отношение потребленного в ходе реакции кислорода к его содержанию в исходном воздухе определяет степень использования кислорода. Анализ работы реакторов окисления [13] показал, что кислород в процессе окисления потребляется неравномерно, его интенсивное потребление идет на первой стадии окисления, в процессе реакции оно уменьшается. Одной из причин