Устаткування для виробництва бітума

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности, к устройствам для производства нефтяных битумов. Процесс выполняется путем окисления кислородом воздуха нефтяного гудрона. Известна установка для производства битума, содержащая проточную камеру с расположенной внутри крыльчаткой, закрепленной на полой ступице, которая связана с трубопроводом подачи воздуха. В результате протекания гудрона через проточную камеру происходит интенсивное насыщение гудрона кислородом воздуха. Недостатком данной установки является необходимость подачи гудрона в проточную камеру от автономного насоса, низкая производительность, а также возможность канального прорыва воздуха после вы хода из проточной камеры [1]. Известна установка для производства битума, которую выбираем за прототип, состоящая из вертикального цилиндрического корпуса со сферическим дном, трубопроводов для подвода воздуха и гудрона, отвода битума и газов, датчиков температуры жидкой и газовой фазы. Внутри корпуса соосно ему расположена камера окисления в виде трубы, верхний конец которой расположен ниже уровня гудрона, а нижний конец на некотором расстоянии от дна. В нижней части трубы расположен барботер для насыщения гудрона кислородом воздуха, в результате образуется эмульсия, имеющая плотность, меньшую плотности гудрона и как следствие, выталкиваемая на поверхность гудроном, расположенным вокруг тр убы, т.е. происходит циркуляция гудрона внутри камеры окисления снизу ввер х, а между корпусом и камерой окисления сверху вниз [2]. В описанной установке процесс окисления гудрона продолжителен по времени в связи с низкой скоростью циркуляции гудрона, а также неравномерным насыщением его кислородом, ввиду того, что не вся масса гудрона вступает в контакт с пузырьками воздуха, поэтому необходимо увеличить время циркуляции, чтобы весь гудрон, находящийся в установке, окислился. Из-за малой скорости циркуляции воздуха в установке образуются "застойные зоны", что снижает качество получаемого битума. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для производства битума, путем изменения конструкции корпуса и использования насосов, что увеличивает степень гомогенизации гудрона и скорость его циркуляции вокруг перегородки, сокращает продолжительность процесса окисления и способствуе т улучшению качества битума. Задача изобретения решается тем, что установка, включающая цилиндрический вертикальный корпус со сферическим дном, камеру окисления, трубопроводы для подвода воздуха и гудрона, отвода битума, отработанного воздуха, барботер, предохранительный клапан, датчики температуры жидкой и газовой фазы, согласно изобретению, корпус снабжен вертикальной диаметрально расположенной перегородкой, образующей два канала. установленной с зазором между нижней кромкой и дном корпуса, площадь которого равна площади одного из каналов и размещенным в нижней части одного из каналов модулем инжекторных насосов с вертикально расположенными корпусами, при этом барботер выполнен в виде модуля из вертикальных перфорированных труб, оси отверстий в которых расположены перпендикулярно осям труб, и установлен соосно над насосами. При этом нижний торец корпусов инжекторных насосов расположен на уровне нижней кромки перегородки. Наличие в конструкции устройства цилиндрического вертикального корпуса со сферическим дном, разделенного диаметрально расположенной перегородкой, которая образует два канала, и установленной с зазором между нижней кромкой и дном корпуса, площадь которого равна площади одного из каналов, позволяет образовать окислительную и проточную камеры. Верхняя кромка перегородки расположена на уровне окисляемого гудрона. В нижней части окислительной камеры установлен модуль инжекторных насосов с вертикально расположенными корпусами, а над ним модуль барботеров, состоящий из вертикальных перфорированных труб, оси отверстий в которых расположены перпендикулярно осям труб, и установлен соосно над насосами. При этом нижний торец корпусов инжекторных насосов расположен на уровне нижней кромки перегородки. Такая компановка устройства позволяет весь объем гудрона пропускать через инжекторные насосы, чем достигается его максимальная гомогенизация, а наличие барботеров предотвращает канальный прорыв воздуха при выходе последнего из инжекторных насосов и дополнительно насыщает гудрон воздухом. Образовавшаяся в окислительной камере воздушно-гудронная эмульсия, имеющая меньший удельный вес, выталкивается на поверхность гудроном, расположенным в проточной камере. Таким образом происходит циркуляция гудрона вокруг перегородки, а регулируя подачу воздуха к насосам и барботерам управляем скоростью циркуляции, чем достигается разрушение застойных зон. Сущность изобретения поясняется чертежами. где на фиг. 1 показан общий вид установки; на фиг. 2 показан вид А фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б фиг. 1; на фиг. 4 - вид В фиг. 1; на фиг. 5 - вид Г фиг. 3; на фиг. 6 - вид Д фиг. 4. Установка включает цилиндрический вертикальный корпус 1 (фиг. 1) со сферическим дном, установленный на основание 2. Корпус разделен на два одинаковых канала вдоль оси сплошной диаметрально расположенной перегородкой 3, а между нижней кромкой перегородки и дном корпуса образуется зазор, площадь которого равна площади одного из каналов. Верхняя кромка перегородки расположена ниже или на уровне гудрона в установке, при этом столб гудрона создает давление в зоне нижней кромки перегородки, необходимое для максимальной производительности инжекторных насосов. Для обеспечения заданного уровня гудрона в установке предусматривается сливной трубопровод 4, верхняя кромка которого расположена на уровне или несколько выше уровня верхней кромки перегородки 3. В нижней части окислительной камеры установлен модуль инжекторных насосов, причем нижние кромки всасывающих отверстий инжекторных насосов расположены на уровне нижней кромки Перегородки для максимального увеличения объема камеры окисления. Если нижние кромки всасывающих отверстий инжекторных насосов расположить ниже нижней кромки перегородки, будет снижаться КПД насосов. В случае расположения выше нижней кромки перегородки будет уменьшаться высота окислительной камеры и, как следствие, снижаться производительность установки. Модуль инжекторных насосов представляет собой вертикально расположенную крышку 5, прикрепляемую к корпусу 1, к вер хней части которой укреплена горизонтальная пластина 6 с усилением снизу 7, перекрывающая полностью канал окислительной камеры (фиг. 2), и к которой прикреплены корпуса инжекторных насосов 8, количество которых может быть равно, например, 10. В пластине 6 имеется несколько отверстий 9 для предотвращения накопления под ней воздуха. В нижней части крышки 5 по центру перпендикулярно перегородке 3 проходит труба 10 (фиг. 4) с пробкой 11 на конце и прикрепленными параллельно перегородке 3 горизонтальными трубами 12 и 13 с пробками на концах 14, к которым соосно корпусам инжекторных насосов прикреплены вертикальные трубы 15 (фиг. 6), на которые установлены насадки 16, зафиксированные контргайками 17. Над модулем инжекторных насосов расположен модуль барботеров (фиг. 3), представляющий собой вертикально расположенную крышку 18, параллельную перегородке 3 и крепящуюся к корпусу 1. В верхней части крышки по центру, перпендикулярно перегородке 3 проходит труба 19с пробкой 20 и прикрепленными к ней параллельно перегородке 3 горизонтальными трубами 21 и 22 с пробками 20 на концах. К тр убам 21 и 22 вертикально вниз соосно корпусам инжекторных насосов крепятся перфорированные трубы 23 (фиг. 5) с пробками 20 на концах. На боковых поверхностях каждой трубы 23 перпендикулярно оси и движению гудрона расположены равномерно по всей поверхности отверстия с фасками. Пробки 11. 14.20 предназначены для очистки от коксующи хся элементов внутренних поверхностей тр уб при профилактических работах. Управление подачей воздуха к модулям инжекторных насосов и барботеров осуществляется кранами 24 и 25. Подача гудрона и слив битума производится по трубопроводу 26 перекрываемому краном 27, подача воздуха к модулям осуществляется по трубопроводу 28. Отвод воздуха с продуктами окисления производится по трубопроводу 29. Сверху на установке имеется предохранительный клапан 30. Для контроля температурного режима процесса окисления в жидкой и газовой фазах устанавливаются термодатчики 31 и 32. Контрольный забор проб осуществляется путем открытия крана 33. Установка эксплуатируется следующим образом. По трубопроводу 26 производится подача в установку разогретого и обезвожженного гудрона до заданного уровня, излишки гудрона сливаются по трубопроводу 4. Открытием крана 25 приводятся в работу инжекторные насосы, а крана 24 - барботеры, при этом производится полное насыщение гудрона воздухом с одновременным перемещением содержимого установки вокруг перегородки 3 и периодическим попаданием гудрона в камеру окисления. Крупные пузырьки воздуха, исходящие из инжекторных насосов, разрушаются тонкими струями воздуха, подаваемого из отверстий перфорированных труб 23. Этим предотвращается канальный прорыв воздуха из инжекторных насосов и происходит дополнительное насыщение гудрона воздухом, что повышает производительность установки. Контрольные заборы проб осуществляются открытием крана 33, лабораторным анализом определяют качество битума. При получении положительного результата лабораторного анализа прекращается подача воздуха последовательно к модулю инжекторных насосов и модулю барботеров и производится слив готового битума по трубопроводу 26. В предлагаемой установке за счет увеличения степени гомогенизации гудрона и скорости его циркуляции в окислительной камере сокращается продолжительность процесса окисления и улучшается качество битума.