Аппаратурное оформление производства нефтяных битумов. Ооо «озрм» проектирует, изготавливает и монтирует установки по производству битума на всей территории россии. Окисление под давлением.

План лекции:

1 Теоретические сведения

2 Разновидности процесса

3 Основные факторы процесса

4 Производство битумов

5 Производство нефтяных пеков

1 Теоретические сведения

Битумы применяются в самых различных отраслях народного хозяйства нашей страны. Из общей выработки битумов около 75% используется в строительстве различных сооружений (дорог, мостов, зданий, трубопроводов, кабельных линий и т.д.), а также для выполнения кровельных работ. Битум при­меняется также для покрытий полов и других поверхностей, пропитки бумаги, изоляции, заливки аккумуляторов и др.

Компания полагается на акционерный капитал в 10 миллионов евро, а его штат оценивает около 80 членов. Кроме того, на заводе работает станция окисленного битума, состоящая из двух реакторов окисления и установка для упаковки окисленного битума в блоки. Алма-Петроли входит в «Равенский нефтехимический район», и он расположен на левой стороне канала Каньяно, который представляет собой гавань канала, соединяясь непосредственно с морем. Основная деятельность НПЗ заключается в переработке сырой нефти и тяжелых полуфабрикатов для производства дорожного покрытия и промышленного битума.

Потребление битумов во всех странах мира непрерывно возрастает. Ве­дущее место занимает США, где потребление почти в два раза больше, чем в ев­ропейских странах.

Битумы представляют собой сложную смесь высокомолекулярных углеводо­родов нефти и их гетеропроизводных, содержащих кислород, серу, азот и металлы (ванадий, железо, никель, натрий и др.). Элементный состав битумов примерно следующий: углерода 80 - 85% масс, водорода 8,0 - 11,5% масс, кислорода 0,2 - 4,0% масс, серы 0,5 - 7,0% масс, азота 0,2 - 0,5% масс.

Квалифицированные специалисты, находящиеся в постоянном контакте с внутренней лабораторией, отвечают за контроль за каждым этапом производственного процесса, чтобы обеспечить наилучшее качество и доставку продукции в соответствии с требованиями, предъявляемыми клиентом. Эта область включает в себя все производственные единицы нефтеперерабатывающего завода, такие как: дистилляционная установка, окислительная установка и завод для упаковки окисленного битума в блоки. Кроме того, различные полуфабрикаты, полученные в результате производства, могут смешиваться с другими сортами для получения большего количества продуктов.

Для определения компонентного состава битумов разработано большое чис­ло методов. По методу Маркуссона битумы разделяют на масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Часто пользуются делением битума на асфальтены и мальтены, представляющие собой сумму масел и смол.

Масла . Они снижают твердость и температуру размягчения битумов, увели­чивают их текучесть и испаряемость. Длительный нагрев сырья в процессе вакуум­ной перегонки мазута ведет к уплотнению бициклических ароматических соедине­ний и уменьшению этого компонента в гудроне. Еще более глубокие изменения протекают в процессе окисления сырья.

В частности, на заводе производятся следующие виды деятельности. Через процесс дистилляции установка перегонки сырой нефти позволяет дифференцировать ряд продуктов и полуфабрикатов на основе их точки кипения. Сырая нефть перемещается из цистерн для складирования на завод, с помощью насосов-перекачивателей и предварительно нагревается в надлежащих теплообменниках. Вследствие прохождения сырья во всей установке атмосферной дистилляции ряд продуктов экстрагируется в следующем порядке: отходящий газ, дева-напана, газойль и, наконец, из нижней части колонны, некоторые плотные и вязкие атмосферный остаток.

Смолы . Они являются носителями твердости, пластичности и растяжимости битумов. Смолы относятся к высокомолекулярным органическим соединениям циклической и гетероциклической структуры высокой степени конденсации, свя­занным между собой алифатическими цепями. В их состав входят, кроме углерода и водорода кислород сера азот и другие элементы, включая металлы.

Окисление под давлением

Отходящий газ, образующийся в процессе дистилляции, отправляется в единицу, где он удаляет все загрязняющие вещества, а топливный газ, полученный в результате этого процесса, позже будет использоваться для внутреннего потребления. Дева Нафта, после прохождения через щелочную очистную установку, отправляется на чулок; в то время как газойль охлаждается и направляется непосредственно в чулок. Вместо этого атмосферный остаток переносится в технологическую печь насосами, а после нагревания до 370 ° С он перемещается в вакуумную дистилляционную установку.

Асфальтены. Они являются продуктами уплотнения смол. Они образуются из сложных смесей исходных веществ, способных к разнообразным превращениям, включающим образование и высокомолекулярных и низкомолекулярных веществ.

Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды - вещества густой смолистой кон­систенции. Содержатся в нефтяных битумах в небольших количествах. Плотность более 1000 кг/м 3 .

Здесь вакуумный газойль и тяжелые масла будут разделены. Битум, полученный в результате этого процесса, представляет собой битум для дорожного строительства и промышленного использования многих типов. Во время процесса окисления дистиллированный битум, смешанный с тяжелыми маслами, помещают в один реактор и нагревают до достижения 210 ° С, а затем переходят к инъекции воздуха. Через всю реакцию окисления температуру поддерживают на уровне 240 ° С; Образующиеся пары, содержащие воду и тяжелые углеводороды, конденсируются.

Конденсированная часть, которая отделяется от воды путем осаждения, повторно обрабатывается в дистилляционный блок, а неконденсированная фаза переносится в тепловой узел станции, а затем используется в качестве топливного газа с низкой теплотворной способностью. Как только цикл окисления завершен, продукт либо отправляется для заготовки в систему для упаковки окисленного битума, либо переносится на загрузочную станцию, где она загружается на битумные грузовики.

Состав битума зависит от природы нефти, состава исходного сырья и от тех­нологии производства. Он различен для битумов одинаковой температуры размяг­чения, полученных из разных нефтей.

Битум обладает следующими свойствами:

1 пенетрация . Этот показатель характеризует глубину проникновения тела стандартной формы в полужидкие и полутвердые продукты при определенном ре­жиме, обусловливапющем способность этого тела проникать в продукт, а продукта - оказывать сопротивление этому прониканию. Пенетрация косвенно характеризу­ет степень твердости битумов.

Процесс смешивания дистиллятов, полученных в результате переработки сырой нефти, а также процесс смешивания многих категорий битума, соответственно приводят к диверсифицированному производству топлива и битума. Этот процесс происходит внутри резервуаров, оборудованных рабочими колесами или насосом для рециркуляции.

Использование колонных аппаратов на непрерывно работающих битумных установках

На нефтеперерабатывающем заводе имеется завод по окисленной битумной упаковке. Блоки упаковываются на поддоны, загружаются на грузовиках или контейнерах, а затем отправляются для обеспечения внутреннего рынка, а также внешнего рынка. В дополнение к области производства, описанной выше, представляется целесообразным отделить завод Алма Петроли в четырех основных макрорайонах, чтобы обеспечить полное описание нефтеперерабатывающего завода.

2 температура размягчения - это температура, при которой битумы из отно­сительно твердого состояния переходят в жидкое (25-150 °С).

3 температура каплепадения - температура, при которой первая капля веще­ства в заданных условиях испытания под влиянием собственного веса отрывается от равномерно нагретой массы каплеобразующего материала.

Разработка связующего для асфальта на основе возобновляемого сырья. Были сделаны исследования по выбору идеального натурального базового продукта в отношении аспекта использования оставшегося материала и разработки практических методов синтеза. Сырая нефть - это ископаемый минеральный ресурс и источник топлива, который будет использоваться в течение следующих 50 лет. Битум, остаток, оставшийся после перегонки нефти, во всем мире является самым значительным связующим агентом, используемым для строительства дороги.

Бетонные дороги не являются полностью эквивалентной заменой асфальтовых дорог, поскольку производство цемента является дорогостоящим с точки зрения энергии и влечет за собой выброс углекислого газа, а бетон является довольно плохим строительным материалом, особенно в наиболее распространенной и менее приоритетной сети дорог.

4 температура хрупкости - это температура, при которой материал разруша­ется под действием кратковременно приложенной нагрузки. Температура хрупко­сти дорожных битумов обычно колеблется в пределах -2 до -30°С.

5 температура отвердевания - температура, при которой вещество после ох­лаждения приобретает некоторую твердость.

Технология производства битума

В настоящее время нет альтернативных связующих веществ для производства асфальта, которые могли бы заменить битум с учетом его значительной доступности по приемлемой цене. Заметный рост цен на битум примерно в четыре раза превышает его первоначальную цену за последние семь лет и узкие места в поставках, которые часто возникают в период строительства, показывают, что было бы разумным и необходимым установить постоянную поставку связующего агента. Известен ряд природных веществ, которые обладают связывающими агентами свойствами, которые являются подходящими заменителями битума в их чистом виде или при смешивании с другими природными веществами.

6 индекс пенетрации . Этот показатель характеризует степень коллоидности битума или отклонение его состояния от чисто вязкостного.

7 растяжимость (дуктильность) . Характеризуется расстоянием, на которое его можно вытя­нуть в нить до разрыва. Этот показатель косвенно характеризует также прилинаемость битума и связан с природой его компонентов.

Но их наличие с нынешним уровнем техники совершенно неадекватно. Целью этого проекта было разработать более эффективный заменитель битума на основе регенерирующего сырья. Но для этого не следует жертвовать никакой культурой для производства пищевых продуктов или кормов для животных. Скорее, это прежде всего использование материалов для остатков растений, которые предназначены. Используя пример Австрии, можно подсчитать, что только около 1% годового прироста биомассы может обеспечить необходимое количество связующего агента.

Прежде всего, при широком изучении имеющейся литературы был оценен существующий потенциал регенерирующего сырья в отношении используемой части таких веществ. После этого в процедуре эмпирической оценки была рассмотрена основная пригодность выбранных компонентов. На основной фазе проекта были разработаны синтетические процессы для переноса веществ, выделенных из соответствующих природных материалов, на модифицированные вещества с приемлемыми свойствами связующего агента. Синтезы могут быть типа типа биологической конверсии, а также классического вида химической реакции, но в любом случае должны иметь потенциал для массового производства в экономическом и техническом отношении.

8 адгезия (прилипание). Она объясняется образованием двойного электриче­ского поля на поверхности раздела пленки битума и каменного материала. Адгезия зависит от полярности компонентов (асфальтенов и мальтенов).

9 тепловые свойства : удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводно­сти, коэффициент объемного расширения, температура вспышки.

Возможны и исходное сырье из отечественного или зарубежного традиционного или перспективного сельского хозяйства и лесного хозяйства, а также побочные продукты процессов регенерации энергии, которые в будущем будут иметь важное значение в использовании регенерирующего сырья.

В рамках всестороннего исследования скрининга из всего имеющегося запаса регенерирующего сырья был сделан выбор для возможной пригодности в качестве заменителя битума. Чтобы отдать должное основному требованию использовать только остатки, все материалы, используемые в настоящее время интенсивно для пищевых продуктов и целей корма для животных, были исключены. В соответствии с аспектом адекватной доступности с учетом огромных объемов, в качестве перспективных запасов синтетических материалов были выбраны древесный компонент лигнин, а также натуральные материалы на основе растительных масел.

10 диэлектрические свойства : пробивное напряжение, удельная электропрово­димость, тангенс угла диэлектрических потерь.

11 вязкость . Характеризует консистенцию битумов при различных температу­рах применения по сравнению с эмпирическими показателями, такими, как пенет­рация и температура размягчения.

12 поверхностное натяжение рассматривается на границе раздела фаз битум - воздух, битум - вода (водные растворы), битум - твердое тело: с его понижением адгезия повышается.

В начальной серии синтеза были проверены различные доступные варианты лигнина на предмет их пригодности. В зависимости от их происхождения и формы их выздоровления эти варианты оказались различны по своей пригодности. Из готовых продуктов синтеза были исследованы свойства материала, такие как липкость и адгезивность, а также реологические свойства. Используемая методология - реакции лабораторного синтеза; Процессы, подходящие для массового производства, не были предметом этого проекта. Также были проведены исследования по биотехническому разложению лигнина и, кроме того, в основных исследованиях были включены остатки технологии синтетического топлива, процедура извлечения источников энергии из регенерирующего сырья.

13 когезия , так же как и адгезия, зависит от природы вещества и температуры. Ее рассчитывают по зависимости деформации сдвига тонкого слоя битума от про­должительности приложения нагрузки.

14 плотность битума определяют по плотности его смеси с равным объемом растворителя известной плотности ареометром или пикнометром.

В дополнительных практически ориентированных исследованиях можно было бы показать, что в настоящее время уже можно производить высококачественные пионерные типы асфальта на основе смеси ископаемого битума и регенеративного сырья. Биотехнологические процессы для производства топлива являются потенциальным источником сырья для продуктов замены битумов. Однако дальнейшее интенсивное изучение этой темы будет необходимо, и необходимо создать сотрудничество между крупными компаниями, чтобы обеспечить достаточное количество замещающих битумов продуктов в среднесрочном будущем.

15 оптические свойства .

16 отношение к растворителям, химическим реактивам и воде.

17 поведение битума при эксплуатации.

18 влияние поверхностно-активных веществ на поведение битумов при экс­плуатации.

19 потеря массы битума при нагревании.

20 изменение пенетрации битума после нагревания.

Партнер проекта или сотрудничества

В. - Штраубинг, Бавария. . Компания имеет аналогичные производственные мощности на Омском и Московском НПЗ. Однако компания относительно недавно стала участвовать в модифицированных битумом полимерах. Как они отличаются от обычных асфальтов? Битумы, модифицированные полимером, обладают высокой эластичностью и термической стабильностью. Во-первых, в качестве основы используется обычный асфальт. Во-вторых, имеется пластификатор, который дает пластичность битума и улучшает разведение полимера. И третий компонент - сам полимер.

21 однородность строения битумов.

Нефтяные углеводороды окисляются одновременно в двух направлениях

Схема превращения при окислении сырья в битум следующая:

1) процесс окисления:

2) Взаимодействие образующихся радикалов с новой молекулой углеводо­рода приводит к получению устойчивых продуктов:

3) Вследствие сравнительно низкой концентрации углеводородных радика­лов их рекомбинация мало вероятна, и взаимодействие радикалов с кислородом протекает в меньшей степени, чем с молекулами исходного вещества:

Производство нефтяных пеков

В теории есть история этого материала; Однако трудно указать на какую-либо определенную отправную точку. Высококачественное производство требует тщательного контроля за производственным процессом, использования готового сырья и соответствующего оборудования и тщательного отслеживания его физических свойств. В результате до недавнего времени на этом рынке было только небольшое количество продукции, в основном в дорожно-строительных компаниях.

Есть ли какие-нибудь цифры, которые вы можете дать, которые бы охарактеризовали его? Сегодня рынок можно охарактеризовать как «сбалансированный». Соответственно, новые производственные объекты строятся, а мощности растут. Основным драйвером этого роста на рынке является реконструкция основных федеральных автомагистралей. Мне кажется, что рост спроса и предложения на этом рынке будет увеличиваться.

4) Продолжение цепи