ВВЕДЕНИЕ 5
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 6
1.1 Классификация нефтяных битумов 6
1.2 Нефтяные дисперсные системы 10
1.3 Производство битумов 12
1.4 Описание химико - технологического процесса 13
1.5 Теоретические основы процесса 15
1.6 Сырье процесса «Битурокс» 15
1.7 Влияние параметров процесса жидковазного, высокотемпературного окислени
я остаточного нефтяного сырья. (Температура, давление, расход воздуха) 16
1.8 Влияние параметров процесса на свойства получаемого битума 18
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 20
2.1. Теоретические основы производства 20
2.2. Характеристика сырья и готовой продукции 21
2.3. Описание технологического процесса 23
2.4 Устройство и принцип работы установки «Битурокс» 26
3. ТЕХНИКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 29
3.1 Описание устройства и принцип действия реактора 29
3.2 Расчет материального баланса колонны 30
3.3 Тепловой баланс окислительной колонны 34
3.4 Конструкция реактора и условия эксплуатации 35
3.5 расчет на прочность и устойчивость корпуса 38
3.6 Выбор стандартных штуцеров 43
3.7 Расчет весовых характеристик аппарата 44
3.8 Выбор комплектующих элементов привода 47
53
4.1 Исходные данные для расчета 53
4.2 Определение номинальной мощности горелочных устройств 54
МАКСИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ 56
4.3 Расчет общего количества газов в топке печи 56
4.4 Расчет конвективной камеры 59
4.4.1 Тепловой расчет 59
4.4.2 Гидравлический расчет 66
4.4.3 Аэродинамическое сопротивление конвективного пучка 68
4.5 Расчет байпаса 69
НОМИНАЛЬНЫЙ РЕЖИМ 71
4.6 Расчет общего количества газов в топке печи 71
4.7 Расчет конвективной камеры при нагреве теплоносителя с 187 до 225 °С 74
4.7.1 Тепловой расчет 74
4.7.2 Гидравлический расчет 81
4.7.3 Аэродинамическое сопротивление конвективного пучка 82
4.8 Расчет конвективной камеры при нагреве теплоносителя с 196 до 225 °С 84
4.8.1 Тепловой расчет 84
4.8.2 Гидравлический расчет 90
4.8.3 Аэродинамическое сопротивление конвективного пучка 91
4.9 Расчет байпаса при нагреве теплоносителя с 187 до 225 °С 93
4.10 Расчет байпаса при нагреве теплоносителя с 196 до 225 °С 94
МИНИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ 96
4.11 Расчет общего количества газов в топке печи 96
4.12 Расчет конвективной камеры при нагреве теплоносителя с 178 до 240 °С....100
4.12.1 Тепловой расчет 100
4.13 Расчет конвективной камеры при нагреве теплоносителя с 196 до 225 °С....101
4.13.1 Тепловой расчет 101
4.14 Расчет байпаса при нагреве теплоносителя с 178 до 240 ° 102
4.15 Расчет байпаса при нагреве теплоносителя с 196 до 225 °С 104
ПУСКОВОЙ РЕЖИМ 105
4.16 Расчет общего количества газов в топке печи 105
4.17 Расчет конвективной камеры 108
4.17.1 Тепловой расчет участка 108
4.17.2 Аэродинамическое сопротивление конвективного пучка 112
5. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСК
ИМ ПРОЦЕССОМ 116
5.1 Структурная схема асутп 117
5.2 Объекты автоматизации 119
5.3 Описание контуров контроля и регулирования процесса окисления битума ..119
5.4 Противоаварийная защита 120
5.5 Приборы и средства автоматизации 123
5.6 Размещение приборов и средств автоматизации 123
6. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 143
6.1 Противопожарные мероприятия и средства пожаротушения 144
6.2 охрана окружающей среды 146
6.2.1 Выбросы в атмосферую 148
6.2.2 Твердые отходы 150
6.2.3 Сточные воды 151
7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 154
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 168
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 169
Главной задачей, которая стоит сейчас перед отечественной нефтеперерабатывающей промышленностью, считается увеличение эффективности переработки нефти и качество выпускаемых продуктов. Нефтяные битумы благодаря ряду собственных ценных эксплуатационных качеств считаются одними из наиболее широко используемых в строительной промышленности продуктов нефтепереработки, особенно в дорожном строительстве. В настоящее время битум широко применяют в строительстве, изготовления кровельных, гидро-, тепло- и пароизоляционных покрытий, и материалов, стабилизации грунтов, сельском хозяйстве и реактивной технике, в производстве лакокрасочных материалов, а также для защиты от радиоактивных излучений и др.
Потребление битумов во всех странах мири непрерывно возрастает. Россия имеет более 9% мировых мощностей по производству дорожных, кровельных, изоляционных и строительных марок нефтяных битумов. Невзирая на возрастающие объемы производства, спрос на битумы полностью не удовлетворяется, также вырос уровень требований потребителя к качеству нефтяных битумов. На сегодняшний день качество вырабатываемых битумов и объемы их производства не полностью соответствуют требованиям современного рынка. [1]
Основными причинами невозможности стабильной выработки битума требуемого качества в России, считаются сезонность выработки дорожных битумов, небольшое различие цены битума (60-70 % от стоимости нефти) и сырья, сложность проведения технологических операций с таким высоковязким и низко застывающим продуктом как битум, физически и морально устаревшее основное технологическое оборудование битумных установок, неконтролируемый разброс показателей качества поступающего на переработку сырья. [1]
В данных условиях очень важны исследования, нацеленные на совершенствование технологий производства битумов и материалов на их основе с повышенной долговечностью. В решении данных задач важная роль должна быть отведена, по нашему мнению, физическим процессам окисления и введению добавок, позволяющим регулировать свойства сырья и битумов и получать товарную продукцию улучшенного качества.
Спроектирован реактор окисления битумов для модернизации Установки получения
окисленных дорожных битумов мощностью 160 тыс. тонн в год.
Выбор технологии «Битурокс» определен большой гибкостью всего процесса, более
широкими возможностями (по сравнению с традиционными методами окисления) по
корректировке свойств продуктов точным регулированием многих технологических
параметров (температуры, давления, расхода компонентов и др.). При этом сохраняется
возможность получения окисленных дорожных битумов по первоначальной технологии и
одновременное получение компонентов сырьевой смеси для производства окисленных
дорожных и строительных битумов.
Исходя из проекта и технико-экономических показателей, заключено, что
строительство данного объекта технически возможно и экономически целесообразно.
