Спосіб охолодження і упаковки нафтового бітума у полімерну тару і пристрій для його здійснення

Изобретение относится к технологии охлаждения и упаковки тугоплавких нефтяных битумов в полимерную тару, расплавляющуюся при использовании. Изобретение предназначено для использования на нефтеперерабатывающих предприятиях. Известен способ заливки жидкого битума (Фрязинов В.В. и др. Транспортирование и хранение нефтяных битумов. Тематический обзор, 1981, с.15) в вертикально расположенный мешок из полипропиленовой пленки, который по мере заполнения опускают в ванну с водой. Заполненный мешок заваривают и отпускают плыть вдоль ванны с водой, где происходит охлаждение. Затем мешок вылавливают и укладывают на бетонную площадку для полного охлаждения. Полученные брикеты имеют только одну плоскую сторону, что затрудняет складирование и транспортировку. Этот способ предполагает наличие операций, которые очень сложно механизировать: раскрытие мешка перед заливкой, закрепление его вертикально под заливочным патрубком, заварку верха мешка после наполнения его битумом, вылавливание из ванны и раскладывание для доохлаждения. Известен способ затаривания битума (Патенты Украины №7274 и №7275, кл. G10C3/14) в полиэтиленовые лотки с ребрами жесткости и толщиной стенок до 1мм, уложенные в ящики на конвейере, заполняемые водой. Битум охлаждают в трубчатом теплообменнике, предварительно снижая его вязкость с помощью кавитациоиной обработки п статическом проточном суперкавитационном аппарате и дополнительно введением разжижающих добавок: дизтоплива, керосина, бензина. Время охлаждения брикетов до формоустойчивости составляет 6 - 10 часов. Этот способ предполагает использование гидродинамической обработки с кавитацией, вызывающей в жидкости ударные волны с очень большим градиентом давлений. В описании указывается, что вязкость выходящего из кавитатора битума снижается в 3 - 5 раз при неизменной температуре. Недостатком способа является то, что его свойства после кавитационной обработки существенно и необратимо изменяются. Известен способ затаривания (А.с. №290304, кл. C10C3/10) битумов в полиэтиленовую пленку, включающий непрерывное заполнение рукава из пленки горячим битумом при интенсивном орошении водой и дальнейшее охлаждение путем протаскивания рукава с битумом под валками, погруженными в воду. После охлаждения в воде предусматривается выгрузка на площадку для доохлаждения и сматывания в бухту. Устройство для его реализации состоит из непрерывного шестеренчатого дозатора горячего битума, который подключен к битумопроводу и к блоку формирования и заполнения битумом рукав, приспособления для притапливания и выгрузки рукава из ванны. Недостатком является то, что рукав заполняется горячим битумом непосредственно из битумопровода, с температурой 160 - 180°C, вследствие чего заполненный битумом рукав необходимо долго выдерживать, в воде. Увеличение числа валов, удерживающих р укав с битумом в затопленном состоянии по осей длине панны, затрудняет протягивание рукава и процесс в целом. Этот способ весьма трудоемкий и предполагает высокую вероятность проплавлення пленки при заполнении битумом. Наиболее близким по технологической сущности и конструктивным особенностям является способ охлаждения и затаривания битумов в полиэтиленовую пленку (Линия для охлаждения и упаковки битумных блоков SYSTEM3000, Ф. Рюммер, Г. Бабперг, Германия, 1996), включающий непрерывную подачу битума на поверхность легированной стальной ленты, покрытой антиадгезивом, и охлаждение путем орошения водой. В качестве антиадгезива для предотвращения прилипания битума к стальной ленте применяются силиконовые масла, глицерин, гликокол. Битумный блок массой 35кг формуется из охлажденной битумной ленты путем выдавливания с помощью пресса и разрезания на отдельные блоки. Разрезанные блоки упаковывают в термоусадочную пленку. Способ охлаждения битума, который показан в прототипе, не позволяет снизить уровень выбросов вредных веществ в атмосферу и сократить время охлаждения битума до формоустойчивого состояния. В отличие от прототипа, предварительное охлаждение жидкого битума до вязкотекучего состояния позволяет значительно уменьшить время и поверхность носителя, необходимую для окончательного охлаждения битума, а также. использовать для окончательного охлаждения битума в качестве носителя вместо легированной стальной ленты движущуюся поверхность воды. Снижение начальной температуры и площади поверхности охлаждения битума обеспечивает уменьшение испарений в атмосферу более чем в 20 раз. В основу изобретения поставлена задача создать способ охлаждения и упаковки битума в полимерную тару и установку для его осуществления, в котором обеспечивалось бы ускорение процесса охлаждения битума и снижение количества выделяющихся при его охлаждении летучи х компонентов. Поставленная задача достигается тем, что битум различных марок охлаждают на поверхности носителя, формируют прямоугольные битумные блоки, упакованные в полимерную пленку, но перед охлаждением на поверхности носителя предварительно охлаждают до вязкотекучего состояния, а в качестве носителя используют поверхность воды в охлаждающей ванне. Предложенный способ охлаждения и упаковки битума в полимерную тару реализуется в устройстве, содержащем непрерывный дозатор горячего битума, узлы формирования прямоугольных битумных блоков и упаковки в полимерную пленку, а также содержащем охлаждающую емкость с установленными внутри нее трубчатым теплообменником и мешалкой, и охлаждающую ванну с двумя ленточными транспортерами, расположенными вертикально по внутренним бокам ванны. Признаки изобретения, охарактеризованные выше, обеспечивают ускорение процесса охлаждения битума и значительное снижение выделения летучи х компонентов из битума в процессе охлаждения. Это достигается путем предварительного охлаждения битума в охлаждающей емкости до вязкотекучего состояния, что позволяет провести дальнейшее охлаждение на поверхности воды в ламинарном режиме без вскипания воды в зоне соприкосновения с битумом, причем ограничение зоны охлаждения, транспортировку по поверхности воды и выгрузку из ванны производят при помощи двух, расположенных вертикально по бокам ванны ленточных транспортеров, наполовину погруженных в воду, после чего остывшую битумную пластину разрезают, укладывают на транспортер и прикатывают вальцами с последующим разрезанием и упаковкой в полимерную пленку. На чертеже (фиг.) изображено устройство для охлаждения и упаковки битума в полимерную тару, состоящего из обогреваемого битумопровода 1 с установленным на нем вентилем 2, соединенным через поплавковый дозатор 3 с охлаждающей емкостью 4, имеющей рубашку-теплообменник 5, трубчатый теплообменник 6 и мешалку 7 с электроприводом 8. Выход охлаждающей емкости 4 соединен с шестеренчатым дозатором горячего битума 9. На шестеренчатом дозаторе 9 установлена распределительная головка 10, под которой расположена охлаждающая ванна 11 с циркуляционным насосом 12. Внутри по бокам ванны 11 расположены вертикально два ленточных транспортера 13 с двумя дисковыми ножами 14 в конце, прижатыми к лентам транспортеров 12. За дисковыми ножами 14 установлено щелевое воздушное сопло 15, затем отрезное устройство 16 и ленточный транспортер 17, проходящий между несколькими парами вальцов 18. За вальцами 18 над транспортером 17 расположены дисковые ножи 19 и отрезное устройство 20. Далее установлены упаковочное устройство 21, штабелер 22 и транспортер 23 с поддонами 24. Устройство работает следующим образом. Расплавленный битум с температурой 160 200°C подается по трубопроводу 1 через обогреваемый вентиль 2 на поплавковый дозатор 3, поддерживающий заданный уровень битума в охлаждающей емкости 4, снабженной трубчатыми теплообменниками 6, охлаждающей рубашкой 5 и мешалкой 7 с электроприводом 8. В теплообменники и рубашку подается охлаждающая жидкость, например, нефтяное масло с температурой кипения выше 200°C, которое после отбора тепла от битума охлаждается в теплообменнике любого типа до температуры 60 - 100°C. Управление подачей охлаждающей жидкости осуществляется в зависимости от вязкости охлаждаемого битума. Вязкость битума регистрируется по величине тока нагрузки электродвигателя мешалки 8. При увеличении вязкости битума выше заданной прекращается подача охлаждающей жидкости. Различные марки битумов значительно отличаются по температурам плавления, не разность температур при изменении вязкости от вязкотекучего до пастообразного состояния у них изменяется незначительно. Таким образом, при переходе с одной марки битума на другую не возникает необходимости в переналадке установки, и нет угрозы перегрузки и выхода из строя электродвигателей. Охлажденный до заданной вязкости битум из охлаждающей емкости 4 поступает в шестеренчатый дозатор горячего битума 9, с которого через распределительную головку 10 выдавливается на поверхность воды в охлаждающей ванне 11, ограниченную по бокам ванны двумя ленточными транспортерами 13, установленными вертикально и наполовину погруженными в воду. Вода в охлаждающей ванне 11 движется посредством циркуляционного насоса 12 от зоны налива битума к середине ванны со скоростью, равной или немного опережающей скорость движения битумной ленты, и от конца к середине ванны, в противоположном направлении относительно движения битумной ленты, со скоростью, составляющей от 20% до 50% скорости давления битумной ленты, удерживаемой двумя ленточными транспортерами 13. Остывшая лента отделяется от транспортеров 13 с помощью двух дисковых ножей 14, закрепленных около последней пары опорных роликов транспортеров 13, затем подвергается обдуву воздухом по нижней стороне из щелевого сопла 15 для удаления капель воды. Сухая охлажденная битумная лента разрезается отрезным устройством 16 перпендикулярно на одинаковые прямоугольные куски и укладывается на медленно движущийся ленточный транспортер 17 в виде непрерывного наклонного штабеля из битумных пластин. Транспортер 17 проходит между несколькими парами вальцов 18, где штабель из битумных пластин прикатывается и превращается в толстую однородную ленту толщиной от 100 до 200мм. Полученная заготовка разрезается вдоль дисковыми ножами 19, а затем поперек отрезным устройством 20 и упаковывается в полиэтиленовую пленку упаковочным устройством 21. Готовые блоки поступают в штабелер 22, укладывающий их на поддоны 23, установленные на грузовом транспортере 24. Получаемые с помощью предлагаемого способа по упаковке битума в полимерную тару и установки для его реализации битумные блоки могут иметь правильную прямоугольную форму и размеры, допускающие их укладку на стандартные европоддоны 1200/800мм; длина 400, 600 или 800мм, ширина 200, 300 или 400мм; толщина 100 или 200мм. Предпочтительные размеры: 600 ´ 200 ´ 200мм, масса 22кг; 800 ´ 400 ´ 100мм, масса 30кг; 800 ´ 400 ´ 150мм, масса 45кг.