Установка производства нефтяного битума

 

Назначение

Битумная установка предназначена для производства битума различных марок из гудрона, поступающего с установок АВТ. Основным процессом производства битумов является окисление, продувка гудронов воздухом в вертикальном цилиндрическом сосуде – колонне окисления.

Принцип получения основан на реакциях уплотнения при повышенных температурах, приводящих к повышению концентрации асфальтенов.

Сырье и продукты

В качестве сырья для производства различных марок битумов могут выступать:

  1. Гудроны с установок АВТ
  2. Металлизированная фракция с установок вакуумной перегонки мазута (ВТ)
  3. Смесевые экстракты с производства масел.

Продуктами битумной установки могут быть:

  1. Дорожные битумы марок БНД-60/90, БНД-90/130
  2. Кровельный битум марки БНК-40/180
  3. Битум строительный марки БН 90/10

Технологическая схема

Принципиальная схема установки производства битума
Рисунок 1 – Общий вид битумной установки: 1- поршневой насос; 2- окислительная колонна; 3-компрессор; 4-погружные холодильники; 5- емкость хранения; 6-выносная емкость сепарации; 7-сепаратор; 8-котел-утилизатор.

Рисунок 2 – Принципиальная технологическая схема битумной установки

Производство  дорожного (БНД-60/90, БНД-90/130) и кровельного битума (БНК-40/180)

Марка выходного продукта зависит от  температуры в зоне реакции, которая может составлять от 150-280°С  и времени протекания реакции от 3-7 часов.

Рисунок 3 – Подача гудрона в окислительную колонну

Гудрон подается специализированным поршневым насосом в среднюю часть окислительной колонны. Заполнение колонны поддерживается на уровне 70% от объема аппарата. Воздух прокачивается компрессором через опускную трубу, которая проходит по всей длине аппарата, где нагревается отходящим продуктом.

Рисунок 4 – Подача воздуха в окислительную колонну

Далее, воздух поступает в маточник, который равномерно распределяет воздух по сечению колонны. При контакте сырья с техническим воздухом происходит реакция окисления.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Установка короткоцикловой адсорбции (КЦА)
Рисунок 5 – Распыление воздуха через маточник опускной трубы

Легкие компоненты, такие как окись углерода, азота, водяной пар и другие примеси, поднимаются вверх колонны, откуда через шлемовую трубу выводятся в сепаратор, где разделяются на газообразную и жидкую фазы.

Рисунок 6 – Вывод легких компонентов в сепаратор

Жидкая фаза, черный соляр, который составляет не более 2 % объема от общей продукции, насосами откачивается с установки в товарно-сырьевой цех (ТСЦ).

Газообразная фаза дожигается в котле-утилизаторе.

Рисунок 7 – Сепаратор

Битум, по окончанию реакции, выводится с низа колонны и прокачивается через погружные холодильники поршневым насосом.

Часть охлажденного битума возвращается обратно в колонну в качестве рециркулята. А балансовое количество продукта поступает в емкости хранения, с последующей отгрузкой на автомобильный и железнодорожный транспорт.

Рисунок 8 - Охлаждение битума в погружных холодильниках
Рисунок 8 – Охлаждение битума в погружных холодильниках

Производство строительного битума марки БН-90/10

Для производства битума нефтяного марки БН-90/10, используется следующая схема: технологический воздух также подается в окислительную колонну через опускную трубу, а сырье подается в тройник смешения, который находится в шлемовой части колонны.

В тройнике смешения гудрон смешивается с частью не прореагировавшего битума, который выносится газами окисления из окислительной колонны.

При данной схеме производства колонна поддерживается полностью заполненной. Затем, смесь по линии перетока поступает в выносную емкость сепарации, где происходит разделение газожидкостной смеси на газовую и жидкую фазы.

Газовая фаза поступает в нефтегазовый сепаратор, в котором происходит отделение унесенного черного соляра от газов окисления, окиси углерода, азота, водяного пара и других примесей.

Жидкая фаза, черный соляр, откачивается насосом в товарно-сырьевой цех. А газ направляется на дожиг в котел-утилизатор.

Смесь гудрона и битума, из выносной емкости сепарации прокачивается насосами через погружные холодильники, откуда подается в качестве рециркулята в окислительную колонну.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Установка производства серы - процесс Клауса

Битум с низа окислительной колонны откачивается насосами в погружные холодильники, после чего поступает в емкости хранения с последующей отгрузкой потребителю.

Принципиальное отличие схемы производства строительного битума, в том, что соотношение сырья к рециркуляту составляет 1:5, то есть объем рециркулята в 5 раз больше объема поступающего сырья. Таким образом увеличивается количество воздуха на окисление и время его контакта с сырьем.

Битумно-эмульсионные установки

Это установки, производящие не битум, а битумные эмульсии. Часто они изготавливаются в компактном исполнении. При производстве битумной эмульсии в качестве добавок применяют СБС модифицированный битум и латекс. Их дозировка требует специального оборудования так как, например, латексу свойственно образование сгустков в трубах и насосах, благодаря чувствительности к сдвиговой деформации.

Битумно-эмульсионная установка УCБ-1
Рисунок 9 – Битумно-эмульсионная установка УCБ-1 производительностью 1 т/ч

На фоне дорожного битума, битумная эмульсия может обеспечить:

  • Полноценное сцепление материала с основанием за счет электростатического взаимодействия заряда катионной битумной эмульсии и отрицательного заряда основания дорожной поверхности.
  • Растекание по поверхности и заполнение всех неровностей и пор, так как по уровню текучести битумная эмульсия очень близка к воде.
  • Битумная эмульсия может разливаться даже на увлажненную поверхность.
  • Более низкую энергозатратность, так как нет надобности поддерживать высокую температуру материала.
  • Безопасность применения, так как битумная эмульсия используется при температурах от 30 до 70 градусов Цельсия.
  • Технология производства эмульсий дает возможность варьировать показатели качества, которые необходимы для отдельных видов работ.

 

Материальный баланс

Материальный баланс производства битума марки БНД-60/90

Продукты % на сырьё % на нефть т/год т/час
Пришло:
гудрон 100,000 5,500000 330000 40,4412
кислород 0,500 0,027500 1650 0, 2022
Итого 100,500 5,527500 331650 40,6434
Получено:
битум 97,000 5,335000 320100 39,2279
газы 2,750 0,151250 9075 1,1121
чёрный соляр 0,750 0,041250 2475 0,3033
Итого 100,500 5,527500 331650 40,6434
Кстати, прочтите эту статью тоже:  Термический крекинг

 

Достоинства и недостатки

Недостатки

  1. высокий расход греющего пара на прогрев продуктово-сырьевых трубопроводов и емкостей из-за особенности застывания в них битумных смесей. Особенно эта проблема актуальна в зимний период эксплуатации.
  2. неприспособленность таких установок к выпуску композиционных битумных смесей, модифицированных полимерами
  3. невысокая производительность установок от 200 до 500 тыс. т/год.

Достоинства

  1. возможность стабилизации теплового режима окисления за счет изменения температуры сырья, поступающего в колонны.
  2. применение компрессоров низкого давления.
  3. возможность широкой степени автоматизации и легкость управления процессом.
  4. простота конструктивного исполнения.

Существующие установки

Битумное производство широко распространено в России. Список предприятий, выпускающих битумные материалы:

Центральный федеральный округ

  1. Газпромнефть-МНПЗ
  2. Многоотраслевая Производственная Компания Крз
  3. Рязанская Нефтеперерабатывающая Компания
  4. Славнефть-ЯНОС

Северо-Западный федеральный округ

  1. ПО Киришинефтеоргсинтез

Приволжский федеральный округ

  1. Битум
  2. Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез
  3. Лукойл-Пермнефтеоргсинтез
  4. Новокуйбышевский НПЗ
  5. Орскнефтеоргсинтез
  6. Саратовский НПЗ
  7. Сызранский НПЗ

Южный федеральный округ

  1. Лукойл-Волгограднефтепереработка

Уральский федеральный округ

  1. Единый Центр Гидроизоляционных Материалов
  2. ТПП Мастикизол

Сибирский федеральный округ

  1. Ангарская Нефтехимическая Компания
  2. АНПЗ ВНК
  3. Газпромнефть-ОНПЗ

Вам будет интересно:

Добавить комментарий