Сетевая библиотекаСетевая библиотека
Битумные окислительные колонны в блочном исполнении Константин Владимирович Ефанов В монографии кратко рассмотрены вопросы проектирования битумных окислительных колонн 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. Тепловой эффект рассчитывается по средней теплоемкости в интервале так как применить степенную зависимость (на основе закона Нернста) нельзя за счет отсутствия справочных данных по коэффициентам в зависимости. И тепловой эффект реакции окисления по разности энтальпий образования сырья и продуктов окисления посчитать не представляется возможным. Для этого необходимо знать точный состав гудрона и битума и считать вклад каждой фракции. Но состав гудрона различается в зависимости от условий его получения и от производителя. Существуют эмпирические брутто-формулы гудрона и битума. Однако, использовать эти брутто-формулы также некорректно. Из выражения выше найдем конечную температуру, до которой может разогреться реакционная масса без охлаждения в зоне реакции: Температура предположительно может возрасти и до 750°С. То есть при расчете теплообменного устройства необходимо задавать тепловую нагрузку охлаждения от этой умозрительной температуры 750°С до требуемой по процессу температуры 250°С. Температуру необходимо отводить из зоны реакции. Необходимо применить принцип конструирования ядерных реакторов, в которых графитовые стержни опускаются сразу в зону ядерной реакции и замедляют процесс. В работе [4] приведен рисунок газжидкостного реактора с рубашкой. Такое конструктивное решение возможно не рационально для аппарата окисления гудрона. Более корректным выглядит расположение в зоне реакции змеевикового теплообменного утройства. Для пустотелого аппарата колоннного типа возможно просто разместить внутри змеевик, для аппарата с внутренней коаксиальной трубой змеевик навивается на цилиндрические поверхности. Важным критически является то, что нельзя реализовывать охлаждение через теплоообменный аппарат, установленный на трубопроводе внешней рециркуляции. Так как в этом случае по аппарату и трубопроводу потечет жидкая фаза с температурой свыше 700°С и конструкция обрушится, так как механические свойства стали критически ухудшатся. Теплообменное устройство в зоне реакции позволит контролировать температуру в заданных пределах колебаний внутри зоны реакции и позволит контролировать процесс. Конструктивное решение по внешней рециркуляции является некорректным и должно обосновываться только необеспечением времени пребывания за счет внутренней циркуляции в полом аппарате или аппарате с внутренней коаксиальной трубой. Для этого выполняется расчет двух вариантов численным методом с получением диаграммы распределения скоростей потоков и распределения температур. Конец ознакомительного фрагмента. Текст предоставлен ООО «ЛитРес». Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/konstantin-vladimirovi/bitumnye-okislitelnye-kolonny-v-blochnom-ispolnenii/?lfrom=334617187) на ЛитРес. Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО