RU2105035C1

RU2105035C1 - Method for control of reactor for production of bitumen

Info

Publication number: RU2105035C1
Application number: RU95118045A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Гумеров; Р.Р. Ахсанов; С.М. Мирасов; С.З. Сабитов; В.И. Данилов
Original assignee: Институт проблем транспорта энергоресурсов "ИПТЭР"
Priority date: 1995-10-24
Filing date: 1995-10-24
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: automatic control of reactor units for oxidation of oil residue to bitumen. SUBSTANCE: method includes accurate regulation of flow rate of additionally circulating oil residues in reactor dependent on flow rate of initial raw material of oxidation due to correction of temperature value and viscosity of oil residue in reactor, flow rate of air and water supplied to caverns parameters of product quality and oxygen content in effluent gases from reactor. Cooling water flow rate is varied depending on temperature of oil residues in reactor, and air flow rate is varied depending on oxygen content in gases effluent from reactor. EFFECT: higher efficiency of method due to intensification of the process of oxidation of oil residues and improved accuracy in control of reactor. 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому управлению реакторными установками для окисления нефтяных остатков до битума различных марок. The invention relates to the automatic control of reactor plants for the oxidation of oil residues to bitumen of various grades.

Известен способ управления реактором для получения битума путем стабилизации расхода сырья и изменения подачи окисляющего воздуха с коррекцией по качеству битума. A known method of controlling a reactor for producing bitumen by stabilizing the flow of raw materials and changing the flow of oxidizing air with a correction for the quality of bitumen.

Недостаток - низкая эффективность способа, обусловленная недостаточной интенсификацией процесса окисления нефтяных остатков. Кроме того, низкая точность управления реактором не позволяет оптимизировать процесс получения битума. The disadvantage is the low efficiency of the method due to insufficient intensification of the process of oxidation of oil residues. In addition, the low accuracy of the reactor control does not allow to optimize the process of obtaining bitumen.

Цель изобретения - повышение эффективности способа путем интенсификации процесса окисления нефтяных остатков и повышением точности управления реактором. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the method by intensifying the process of oxidation of oil residues and increasing the accuracy of control of the reactor.

Поставленная цель достигается тем, что осуществляют точность регулирования расхода дополнительно циркулирующих нефтяных остатков реактора в зависимости от расхода исходного сырья окисления за счет коррекции по величине температуры и вязкости нефтяных остатков в реакторе, расхода воздуха и воды, подаваемых в каверну, показателей качества продукта и содержания кислорода в отходящих из реактора газов, причем расход охлаждающей воды изменяют в зависимости от температуры нефтяных остатков в реакторе, а расход воздуха изменяют в зависимости от содержания кислорода в отходящих из реактора газах. This goal is achieved by the fact that they accurately control the flow rate of additional circulating oil residues of the reactor, depending on the consumption of the oxidation feedstock due to the correction of the temperature and viscosity of oil residues in the reactor, the flow rate of air and water supplied to the cavity, product quality and oxygen content in the exhaust gases from the reactor, moreover, the flow rate of cooling water varies depending on the temperature of the oil residue in the reactor, and the air flow rate varies ty of the oxygen content in the flue gases from the reactor.

На чертеже приведена блок-схема управления реактором для получения битума, реализующая предлагаемый способ. The drawing shows a block diagram of a reactor control for producing bitumen that implements the proposed method.

Способ управления реактором осуществляется следующим образом. The reactor control method is as follows.

Поток нефтяных остатков с температурой 200 - 250^oC поступает в реактор 1 по трубопроводу 2 со скоростью 3 - 5 м/с. В зоне установки кавитатора 3 скорость потока возрастает до 20 - 25 м/с с соответствующим понижением давления согласно зависимости Бернулли. Жидкость под воздействием пониженного давления воспринимает расширяющие усилия и, в момент равенства давлению насыщенных паров, вскипает, образуя за кавитатором каверну с микропузырьками, при схлопывании которых образуются кумулятивные микроструи со скоростью порядка 10⁴ м/с и удаными местными давлениями порядка 10⁴ МПа. Под воздействием кумулятивных струй происходит интенсивное перемешивание жидкого сырья, воздуха, и воды, подаваемых в каверну по трубопроводам 4 и 5, с образованием газожидкостной смеси, где наиболее активно протекает реакция окисления.The stream of oil residues with a temperature of 200 - 250 ^o C enters the reactor 1 through pipeline 2 at a speed of 3 - 5 m / s. In the installation zone of the cavitator 3, the flow velocity increases to 20 - 25 m / s with a corresponding decrease in pressure according to the Bernoulli dependence. The liquid under the influence of reduced pressure takes up expanding forces and, at the moment of equal pressure of saturated vapors, boils, forming a cavity with micro bubbles behind the cavitator, when they collapse, cumulative microjets form at a speed of the order of 10 ⁴ m / s and with local pressure of about 10 ⁴ MPa. Under the influence of cumulative jets, intensive mixing of liquid raw materials, air, and water, supplied to the cavity through pipelines 4 and 5, occurs with the formation of a gas-liquid mixture, where the oxidation reaction is most active.

Расход сырья окисления, подаваемого в реактор, измеряют расходомером 6, расход циркулирующего нефтяного остатка - расходомером 7, расходы воздуха и охлажденной воды - расходомерами 8 и 9 соответственно, температуру в реакторе определяют датчиком 10, вязкость продукта - датчиком 11, показатели качества битума - лабораторным анализом, концентрацию кислорода в отходящих газах - датчиком 13. The flow rate of oxidation feed to the reactor is measured by a flowmeter 6, the flow rate of the circulating oil residue is measured by a flowmeter 7, the flow rates of air and chilled water by flowmeters 8 and 9, respectively, the temperature in the reactor is determined by a sensor 10, the viscosity of the product by a sensor 11, and the quality indicators of a bitumen by a laboratory analysis, the concentration of oxygen in the exhaust gases - sensor 13.

Далее сигналы от датчиков направляют в микрокомпьютер 14, выходные сигналы которого управляют клапанами: 15 на трубопроводе 2 подачи сырья окисления; 16 на трубопроводе 17 циркуляции нефтяных остатков; 18 на трубопроводе 4 подачи воздуха; 19 на трубопроводе 5 подачи воды. Next, the signals from the sensors are sent to the microcomputer 14, the output signals of which control the valves: 15 on the pipeline 2 for supplying oxidation raw materials; 16 on the pipeline 17 circulation of oil residues; 18 on the air supply pipe 4; 19 on the pipeline 5 of the water supply.

В сравнении с известным предлагаемый способ управления реактором получения битума позволяет проводить процесс в наиболее интенсивном режиме, что способствует увеличению усвояемости кислорода воздуха и снижению его остаточного содержания в отходящих газах до 1%. Увеличение степени использования кислорода позволяет снизить расход воздуха до 700 нМ³ на 100 м³ нефтяного остатка и сократить время окисления, а также уменьшить габариты реактора при той же производительности.In comparison with the known, the proposed method for controlling the reactor for producing bitumen allows the process to be carried out in the most intensive mode, which increases the assimilation of oxygen in the air and reduces its residual content in the exhaust gases to 1%. Increasing the degree of oxygen utilization allows reducing air consumption up to 700 nM ³ per 100 m ^{3 of} oil residue and reducing oxidation time, as well as reducing the dimensions of the reactor at the same capacity.

Claims

The reactor control method for producing bitumen, which consists in stabilizing the flow of raw materials and changing the supply of oxidizing air, characterized in that the accuracy of controlling the flow of additional circulating oil residues of the reactor depending on the flow rate of the oxidation feedstock due to the correction of the temperature and viscosity of oil residues in the reactor , the flow rate of air and water supplied to the caverns, indicators of product quality and oxygen content in the exhaust gases from the gas reactor, and the flow rate hlazhdayuschey water varies depending on the temperature of oil residues in the reactor and the air flow rate varies depending on the oxygen content in the flue gases from the reactor.