«Битумные окислительные колонны в блочном исполнении»

Константин Ефанов

Битумные окислительные колонны в блочном исполнении

1. Введение

В настоящее время отсутствует современная литература по проектированию битумных установок.

Основной монографией является устаревшая работа Гуна [1]. Имеются ряд публикаций, например, компании Shell [2]. Работа Гуна является обзорной по применяемым технологиям времен Советского Союза и не является монографией по проектированию.

Существует работа Капустина [3], в которой авторы подробно описали реакционный аппарат процесса Бутирокс и привели некоторые критически важные характеристики процесса, например, расход воздуха.

Данные по химизму процесса окисления приведены в общем виде [], указывается, что процесс можно описывать кинетическим уравнением первого порядка и указываются опытные данные в виде графиков. Этих данных по химизму процесса недостаточно для технологического расчета аппарата.

Данных по тепловому эффекту экзотермического процесса окисления гудрона в литературе не приводят. Однако, в работе Капустина [3] указывается об удельной энергии окисления углеводородов 200…1000кДж/кг.

Температура должна быть постоянной по высоте колонны и поддерживаться на оптимальном уровне в пределах 250°С [1].

Решение по отводу тепла с квенч-секцией, устанавливаемой в верхней части аппарата колонного типа является некорректным так как изменяет температуру по высоте колонны и вносит колебания и неравномерность в распределение температурного поля процесса. Сырье как правило должно подогреваться в трубчатой печи до рабочей температуры и поступать в аппарат с температурой 250°С.

Реакция окисления экзотермическая. Следовательно, от 250°С будет происходить разогрев до какой-то температуры, определяемой производительностью колонны и удельным тепловым эффектом реакции. Если принять 1000 кДж/кг [3] и относительно высокую суточную производительность колонны, разогрев может дойти до высоких температур, при которых сталь оболочки аппарата теряет свои механические свойства.

По результатам материального баланса определяется тепловая нагрузка на аппарата. А конечную температуру, до которой может произойти разогрев можно найти по выражению из баланса для гудрона:

Отрицательный знак в левой части указывает на экзотермическую реакцию окисления.