DE1669001C3

DE1669001C3 - Vorrichtung zum Herstellen von geblasenem Bitumen

Info

Publication number: DE1669001C3
Application number: DE19661669001
Authority: DE
Original assignee: Magyar Asvanyolaj es Foldgaz Kiserleti Intezet
Current assignee: Magyar Asvanyolaj es Foldgaz Kiserleti Intezet
Priority date: 1965-08-02
Filing date: 1966-07-28
Publication date: 1976-11-11

Description

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Reaktor zum Herstellen von geblasenem Bitumen wie er im deutschen Patent 14 94 485 vorgeschlagen worden ist. Diescr Reaktor besteht im wesentlichen aus einem inneren und einem äußeren Mantel, die eine aufwärtsführende und eine sich anschließende abwärtsführende Zone oder mehrere derartiger Zonenpaare bilden, einen sich erweiternden, Schaumbrecherplatten und Gasauslaß aufweisenden Kopfteil des äußeren Mantels und einer im unteren Bereich der aufwärtsslrömenden Zone mündende Düse, die aus einer äußeren, unterhalb ihrer Austrittsöffnung eingeschnürten Rohstoffleitung und einer in dieser Leitung koaxial angeordneten Luftlei- f>5 tung besteht, die eine perforierte, unterhalb der Einschnürung der Rohstoffleitung angeordnete Austrittsöffnuns aufweist.

Dieser Reaktor dient zur Durchführung des im Patent 14 94 485 vorgeschlagenen Verfahrens zum Herstellen von geblasenem Bitumen oder bituminösen Stoffen, bei welchen das Vermischen und das innige Berühren unter Oxidation des zu verblasenden Materials mit Gas oder Gasgemisch mittels einer Düse in einem Reaktor oder in mehreren hintereinander geschalteten Reaktoren mit zusammenhängendem Flüssigkeitsraum durchgeführt wird und jeder Reaktor für sich eine oder mehrere aufwärtsführende Zonen und eine oder mehrere abwärtsführende Zonenpaare in Reihenschaltung enthält und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in dem Reaktor aus dem vorgewärmten Ausgangsmaie rial in einer oder in mehreren aufwärtsführende.", Zonen durch Einblasen von Luft, welche das Ausgangsmaterial in dispersen Zustand versetzt und fein zerteilt und weiche zugleich auch als Fördergas dient. Schaum bildet, diesen Schaum während seiner Überleitung in die abwärtsführende Zone oder Zonen mindestens teilweise bricht und das geblasene Bitumen aus der tet/ten oder einzigen abwärts führenden Zone austragt.

Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung des im Patent 14 94 485 vorgeschlagenen Reaktors /ur Erhöhung der Wirksamkeit des Verfahrens und /ur Erweiterung der verblasbaren Produktsorten.

Erfindungsgemäß besteht die Weiterbildung des Reaktors nach dem Vorschlag gemäß Patent 14 94 48") darm, daß wenigstens zwei Düsen in symmetrischer Anordnung vorgesehen sind, deren Rohstoffleitungen über eine im Unterteil des Reaktors angeordnete, \om Reaktionsraum getrennte Kammer mit dem Rohstoffzufuhrrohr verbunden sind und deren Luftleitungen. diese Kammer durchdringend, über eine Verteilungskammcr mit dem Luftzuführrohr verbunden sind, und daß im erweiterten Kopfteil des äußeren Mantels im Abstand übereinander mit Durchlassen versehene Schamiibrecherplattcn sowie Dampfzuleitungen vorgesehen sind.

Dadurch wild unter anderem erreich!, daß die Verkokung bedeutend vermindert, die Anzahl der Reinigungen auf ein Minimum herabgesetzt und die Rückflußwirkung im Gasraum gesteigert wird, wodurch Eigenschaften, wie die Erhöhung der Penetration und die Verminderung der Temperatur des Brechpunktes. verbessert werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Durchlässe in übereinander angeordneten Schaumbrecherplatten zueinander versetzt angeordnet sind.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Reaktors nach der Erfindung besteht darin, daß neben dem Rohstoffzufuhrrohr eine weitere Rohstoffzuleitung vorgesehen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Reaktors nach der Erfindung besteht darin, daß die Schaumbrecherplatten versetzt zueinander angeordnet sind und jeweils "4 der Reaktorkopfquerschniusl'läche ausfüllen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Reaktors nach der Erfindung besteht darin, daß die Schaumbrecherplatten ring- und kreisförmige Gestalt aufweisen und durch Verstrebungsstangen miteinander verbunden eine in den Reakiorkopf ersetzbare Einrichtung bilden.

Zwei Ausführungsbeispiele des Reaktors nach der Erfindung sind an Hand der Abbildungen näher erläutert. Dabei veranschaulichen die F i g. I bis 3 eine Ausführungsform nach aer Erfindung mit einem vom Reak-

aß patent 14 94 485 abweichenden unteren und "heran Reaktorteil und Fi g. 4 bis 6 eine weitere Ausfahrungsform eines zur Verblasung von zwei versch.eaι «pn Ausgangsmaterialien geeigneten Reaktors mn weiteren Ausbildungen hinsichtlich des unteren und 5 aberen Reaktorteils.

Es zeigt schematisch

F 1 g 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausfuhrungsfr,rm der Verblasungsanlage,

Fa ? einen Schnitt längs der Linie 11-11 nach F ig.l, 10

F ig. 3 einen Schnitt längs der Linie 111-111 nach

^F 'jf j * 4 einen Längsschnitt einer zweiten Ausfühnnnsform der Verblasungsanlage,
Fi ο 5 einen Schnitt längs der Linie V-V nach F 1 g. 4, ._s F ig. 6 einen Schnitt längs der Linie Vl-Vl nach

^F 'rfas Ausgangsbitumen wird durch ein Rohr 1 in einen Reaktionsraum 6 abgeschlossenen Raum in eine mmer 5 gespeist, während die Verblasungsluft durch 20 Rohr 2 eingeführt wird. Gemäß F i g. 1 schließt sich a ,< dir Luft einführende Rohr 2 an eine Verteilungsklmmer 2a an, woraus Rohre 26 - die Kammer 5 durchbrechend - in die Innenräume der in derselben v. ,mmer angcordnten Düsen bzw. Gebläsekopfe 3 hin- 25 eiiUgen. In F i g. 2 sind beispielsweise fünf Düsen b/w. Gebläseköpfe 3 dargestellt.

Der Außenmantel 10 des Reaktors ist mit einem Ablaßstutzen 4 versehen. Der innere Zylinder bzw. innere Mantel H ist auf einem dreiarmigen Gitter l;a abge- 30 auch hier, die Kammer 5 durchbrechend, in die Düsen bzw. Gebläseköpfe 3 hineinragen. Kammer 5 bzw. verteilungskammer 2a können zweckmäßig mit Ablauoiinungen 14a, 14b, 14c versehen sein.

Der Kopfteil des Reaktors der zweiten Ausfuhrungsform ist mit herausnehmbaren Schaumbrecherplatten 8 versehen. Gemäß F ig. 4 sind die Schaumbrecherplatten 8 ring- bzw. kreisförmig ausgebildet und ,ehnen sich an eine Auflage Sb an. 8a stellen Verstrebungsstangen dar. Gemäß F ig. 6 sind die Schaumbrecherplatten 8 auch in diesem Ausführungsbeispiel mit kreisförmigen Durchlässen bzw. Perforationen 12 versehen Die Anordnung der Wasserdampfleitung 9, durch welche Wasserdampf auch auf die Flüssigkeit eingeblasen wird, weicht entsprechend der Ausgestaltung der Schaumbrecherplatten 8 von der in F i g. 1 dargestellten An-

Ordnung ab. , , _c

Von den die Anwendung des Reaktors nach der Erfindung erläuternden nachstehenden Beispielen stel , B e i s ρ i e 1 1 die Wirkung des neuen Geblasekopf mit

Verteilungssystem heraus. Bespiel 2 die Wnku.ig der neuen Anordnung und Ausgestaltung der ^haui.y breeherplatten und die der Wasserdampf/ufuhumgcn und Beispiel 3 eine weitere Verurbeitungsmogh.hkeil.

Tm'erweiterten Kopfteil des äußeren Mantels 10 sind mit Durchlässen bzw. Perforationen 12 versehene Schaumbrecherplatten 8 derart angeordnet, daß die Sclruimbrecherplatten 8 in den entsprechenden Platienebenen den Querschnitt des Reakiorkopfteils zu Vi ausfüllen Nach F i g. 3 sind die Perforationen 12 kreisförmig ausgebildet. Zur Verbesserung der Strömungsbedingungen sind die Schaumbrecherplatten 8 im Reaktor versetzt angeordnet, und die Perforationen 12 sind vorzugsweise ebenfalls versetz! angeordnet. Der Vorteil dieser Anordnung besteht dann, daß im ReaktorkoDf keine lokalen Züge verursachende sogenannte Kamine auftreten können. Oberhalb der Schaumbrecherplatten 8 sowie unmittelbar oberhalb der schau- menden Flüssigkeitsoberfläche sind Dampfleitungen 9 zum Finblasen von Wasserdampf eingebaut.

Durch diese beschriebene Ausführungsform wird neben der Verhinderung der Schaumbildung im Gasabhßrohr 7 auch die Entfernung der Verblasungsgase sowie eine bedeutende Verminderung der Verkokung und dadurch eine Herabsetzung der Betriebskosten herbeigeführt. .

Die in den F i g. 4 bis 6 als weiteres Ausfuhrungsbeispiel abgebildete zweite Ausführungsform weist folgenden Abweichungen auf: Neben dem das Bitumen zufuhrenden Rohr la wurde noch eine weitere, sich an die Rückseite der Kammer 5 anschließende Rohrleitung \b eingesetzt. Der Querschnitt dieser Rohrleitung \b ist kleiner als der des Rohres la. Im Ausführungsbeispiel ⁽>° nach F i g 4 bis 6 werden zwei Materialien gemeinsam der Kammer 5 zugeführt und die Materialien werden nur unter dem Einfluß des von nicht dargestellten Speisepumpen erzeugten Drucks vermischt. In die Kammer 5 können auch Ablenkplatten eingebaut sein. In dieser "5 zweiten Ausführungsform ist die Luftverteilungskammer 2a unmittelbar mit der Kammer 5 zusammengehaut wobei die Verteilungsrohr bzw. Luftleitungen Ib

Beispiel 1

Die Vorteile des Gebläsekopfs mit Verteilungssystem nach der Erfindung gegenüber dem im Patent 14 94 485 vorgeschlagenen Gebläsekopf werden durch Beispiel t nachgewiesen. Hier ist der Unterteil des Reaktors entsprechend der Erfindung, der Kopfteil des Reaktors dagegen entsprechend dem Vorschlag nach Patent 14 94 4K5 ausgestaltet. Es wurden in die geschlossene Kammer 5 des unteren Reaktorteils 3,2 t Bitumen mit einem Erweichungspunkt von 42 C und einer Penetration 204 bei 25 C, bei einer Temperatur von 2 30 bis 2b0 C gepumpt, und während der Einspeisung wurde 0,8 m³ Luft pro Minute durch das in den Abbildungen dargestellte Verteilungssystem geblasen. Nach der Einspeisung dieser Bitumenmenge wurde die Biiumenzufuhr abgestellt und mit einer auf 1,3 m¹ pro Minute erhöhten Luftmenge wurde 2,5 Stunden lang im Kreislauf verblasen.

Das auf diese Weise erhaltene Bitumen hatte einen Erweichungspunkt von 85° C, eine Penetration 30 bis 32 bei 25^ÜC, und als Fraass-Brechungspunki wurde eine Temperatur von — 12¹C gemessen. Nachher wurde die Verblasungsanlage 10 Tage Tag und Nacht in kontinuierlichem Betrieb gehalten. )e 24 Stunden wurden 28 t Bitumen eingeführt und praktisch ebensoviel Produkt mit einem Erweichungspunkt von 85°C. einer Penetration von 30 bis 32 bei 25^CC und einem Fraass-Brechungspunkt von - 12" C erhalten.

Vergleichsbeispicl 1

Bitumen in gleicher Menge und mit gleichen Eigenschaften wie in Beispiel 1 wurde mit der im Patent 14 94 485 vorgeschlagenen lllinggebläsckopfanlage verblasen. Während des periodischen Betriebs war der Luftverbrauch 3,1 m^J pro Minute, die Verblasungspcriode 4 Stunden. Im Laufe des nachfolgenden, gleichfalls lOtägigen kontinuierlichen Betriebs war die Herstellung von 17 t geblasenem Bitumen pro 24 Stunden unter Erhaltung der in Beispiel 1 beschriebenen Qualität möglich.

Die Ergebnisse der mehrstufigen Anordnung des Schaumbrecherplaltensystems und der Wasserdampfrohrleitung gemäß der Erfindung im Vergleich mit der Ausgestaltung des Kopfteiles des im Patent 14 94 485 vorgeschlagenen Reaktors werden durch folgendes Beispiel untermauert.

Beispiel 2

Das in Beispiel 1 beschriebene Material wurde unter den dort dargelegten Betriebsverhältnissen, jedoch unter Anwendung des Reaktorkopficils nach der Erfindung verblasen, wobei die folgenden Eigenschaften des während eines mehrwöchigen Betriebes hergestellten Produktes gemessen wurden: Erweichungspunkt 85°C, Penetration 35 bei 25' C, I'raass-Brechungspunkt -14⁰C. Während dieses Betriebes war die an der den Gasraum begrenzenden Reakiorwand und an den Schaumbrecherplattenoberflächen entstandene Koksbildung lediglich etwa 10% im Vergleich mit derjenigen, die bei einer Ausgestaltung des Kopfteil· gemäß Patent 14 94 485 wahrgenommen wurde.

Beispiel 3
5

Ein Stcinkohlcnpech mit einem Erweichungspunk von 56 »K.S.« wurde in einer gemäß der Erfindung aus gestalteten Laborkrcisumlaufverblasungsanlage gebla sen. Das Ausgangsmaterial wurde in einem Versuch . ίο Stunden, in einem anderen 6 Stunden verblasen, um das so erhaltene Endprodukt hatte einen Erweichungs punkt von 92ⁿC »K.S.« b/w. 128¹X »K.S.«

Vcrgleichsbcispicl 2
15

Dasselbe Ausgangsmaterial wurde in einer her

kömmlichen Bitumenverblasungsanlage mit ringförmi gern Luftverteiler verblasen. Der Erweichungspunk hat sich in 3 Stunden nur bis 74°C, in 6 Stunden bi 94"C erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von geblasenem Bitumen mit einem inneren und einem äußeren Mantel, die eine aufwärtsführende und eine sich anschließende abwärtsführende Zone oder mehrere derartige Zonenpaare bilden, mit einem sich erweiternden, Schaumbrecherplatten und Gasauslaß aufweisenden Kopfteil des äußeren Mantels und mit einer im unteren Bereich der aufwSrtsführenden Zone mündenden Düse, die aus einer äußeren, unterhalb ihrer Austrittsöffnung eingeschnürten Rohstoffleitung und einer in dieser Leitung axial angeordneten Luftleitung besteht, die eine perforierte, unterhalb der Einschnürung der Rohstoffleitung angeordnete Austrittsöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Düsen (3) in symmetrischer Anordnung vorgesehen sind, deren Rohstoffleitungen über eine im Unterteil des Rekators angeordnete, vom Reaktionsraum (6) getrennte Kammer (5) mit dem Rohstoffzufuhrrohr (1. l.j) verbunden sind und deren Luftleitungen (2b), die Kammer (5) durchdringend, über eine Verteilungskammer (2a) mit dem Luftzufuhrrohr (2) verbunden sind, und daß im erweiterten Kopfteil des äußeren Mantels (10) im Abstand übereinander mit Durchlässen (12) versehene Schaumbrecherplatten (8) sowie Dampfzuleitungen (9) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (12) übereinander angeordneter Schaumbrecherplattcn (8) zueinander versetzt angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Rohstoffzufuhrrohr 3; (1, 1,7) eine weitere Rohstoffzuleitung (Ib) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1. 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumbrecherpkuten (8) versetzt zueinander angeordnet sind und jeweils dreiviertel der Querschnittsfläche des Reaktionskopfes aus'üllen.

5. Vorrichtung nach Anspruch I, 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumbrecherplatten (8) ring- und kreisförmige Gestalt aufweisen und durch Verstrebungsstangen (8,7) miteinander verbunden eine in das Reaktorkopfteil einsetzbare Einrichtung bilden.