Разработка кавитационно-вихревого аппарата для процесса окисления углеводородного сырья

• Автор: Юминов, Игорь Павлович
• Шифр специальности: 05.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Литературный обзор
1.1. Аппараты для производства битумов
1.1.1. Окисление нефтяного сырья
в реакторах колонного типа
1.1.2. Конструкции реакторов
колонного типа
1.1.3. Газожидкостные аппараты
Для окисления битумов
1.2. Понятие кавитации
1.2.1. Гидродинамическая кавитация
1.2.2. Акустическая кавитация
1.2.3. Применение волновой технологии'
ВЫВОДЫ
2. Разработка конструкции волнового аппарата
2.1. Теория тонкого диспергирования
2.2. Схема распыления жидкости
2.3. Устройство интенсивной кавитации
2.4. Конструкция газожидкостного
Кавитационно-вихревого аппарата
ВЫВОДЫ
3. Исследование процесса окисления и подбор компонентов
3.1. Характеристика сырья и остатков
3.2. Оптимальное соотношение компонентов в сырье
3.3. Окисление сырьевых битумных композиций

3.4. Лабораторные исследования процесса окисления
3.5. Исследование влияния
волновых воздействий на скорость окисления
ВЫВОДЫ
4. Методика расчета опытно-промышленного 56 кавитационно-вихревого аппарата
4.1. Расчет сопла подвода сырья
4.2. Расчет кавитационного устройства
4.3. Разработка батарейной технологии окисления
4.4. Использование КВА для дегазации битумов
ВЫВОДЫ
5. Промышленные испытания кавитационно-вихревого 75 аппарата
5.1. Определение зависимости температуры
Размягчения от состава сырья
5.2. Результаты изменения производительности колон

5.3. Зависимость содержания кислорода в газах окисле
ния от расхода воздуха
ВЫВОДЫ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Список использованных источников
Приложения:
Рисунки
Документы о внедрении
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время спрос на качественные нефтяные дорожные битумы имеет тенденцию к росту. Это связано с повышением требований к качеству дорожных покрытий (длительный срок службы без образования сетки трещин и пластических деформаций), и с реализацией ряда федеральных и государственных программ по дорожному строительству.
Кроме того, производители дорожного битума выходят на рынок с продуктом, соответствующим мировым стандартам, и тем самым повышают планку по качеству битума и имеют возможность диктовать условия конкуренции.
Между тем большинство НПЗ России имеют в своем составе действующие битумные установки, построенные в 60-х годах, физически изношенные и использующие устаревшую технологию. Это не дает возможности нефтеперерабатывающим предприятиям переходить на производство качественных битумов. Увеличение мощности битумных установок, без вложения значительных средств в реконструкцию или строительство новых установок, является весьма проблематичным в условиях текущего финансового кризиса в стране.
Вопрос разработки технологии производства битумов, внедрение которой на действующих битумных установках позволит увеличить мощность и улучшить качество продукта без значительных капитальных вложений, в настоящее время является актуальным.
Применение волновых воздействий позволяет проводить процессы с большей эффективностью и создавать компактные аппараты. Энергия потока обрабатываемой жидкости бывает достаточной для создания эффективного кавитационного режима течения. Учитывая, что в последние годы стоимость энергии резко возрастает, разработка

от центра к периферии. Однако скорость вращения газового потока по мере перемещения капли будет уменьшаться в соответствии с законом сохранения момента импульса. Поэтому величина центробежной силы, действующей на капли будет уменьшаться. Сила, действующая на каплю со стороны газового потока, будет возрастать быстрее, чем уменьшается центробежная сила. После тонкого распыления жидкости капли имеют скорость витания меньше, чем скорость движения газа в аппарате.
2.2.Схема распыления жидкости
Совершенствование конструкции газожидкостного аппарата, предназначенного для создания развитой поверхности контакта газовой и жидкой фазы, дает возможность интенсифицировать диффузионные, массообменные процессы, происходящие на границе фаз газ-жидкость, увеличивать площадь взаимодействия газожидкостной смеси, что в свою очередь повышает производительность колонны окисления нефтяного сырья до битумов.
Увеличение площади контакта жидкой и газообразной фазы, учитывая технологические особенности процесса окисления битума (отношение подаваемого в колонну объема сырья к объему воздуха находится в пределах 1-80 ... 120), возможно при скоростном взаимодействии потока сырья и потока воздуха. При использовании закрученного газового потока необходимая для диспергирования разность скоростей жидкости и газа может быть получена различными способами. Диспергированные капли жидкости и газ должны взаимодействовать в режиме противотока. При этом достигается несколько ступеней изменения концентрации в одной ступени распыления. Жидкость