RU2281155C1 - Gas-and-liquid reactor - Google Patents

Gas-and-liquid reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2281155C1
RU2281155C1 RU2005109442/15A RU2005109442A RU2281155C1 RU 2281155 C1 RU2281155 C1 RU 2281155C1 RU 2005109442/15 A RU2005109442/15 A RU 2005109442/15A RU 2005109442 A RU2005109442 A RU 2005109442A RU 2281155 C1 RU2281155 C1 RU 2281155C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
cavitation
pipe
branch pipe
nozzle
Prior art date
Application number
RU2005109442/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фаниль Шамильевич Хафизов (RU)
Фаниль Шамильевич Хафизов
Николай Сергеевич Дегтерев (RU)
Николай Сергеевич Дегтерев
Наиль Фанилевич Хафизов (RU)
Наиль Фанилевич Хафизов
Ильдар Фанилевич Хафизов (RU)
Ильдар Фанилевич Хафизов
Original Assignee
Фаниль Шамильевич Хафизов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фаниль Шамильевич Хафизов filed Critical Фаниль Шамильевич Хафизов
Priority to RU2005109442/15A priority Critical patent/RU2281155C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2281155C1 publication Critical patent/RU2281155C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemical and oil refining industries; gas-and-liquid reactors for hydrocarbon material oxidation process by atmospheric oxygen.
SUBSTANCE: proposed gas-and-liquid reactor has vertical cylindrical housing with partition inside it and device secured on this partition for condensation of heavy hydrocarbons from waste oxidation gases, cavitation vortex apparatus made in form of mixing and foam chambers interconnected by means of convergent nozzle and the following technological branch pipes: branch pipe for introduction of raw material into cavitation vertex apparatus in form of nozzle with cavitation ring located along axis of mixing chamber, air supply branch pipe mounted tangentially, branch pipe for discharge of reaction products and branch pipe for discharge of finished oxidized product which is mounted on side of reactor. Reactor is additionally provided with branch pipe for delivery of 5-10% starting raw material to zone above partition on which blind plate for condensation of heavy hydrocarbons from waste oxidation gases is secured and branch pipe for delivery of heavy hydrocarbons in mixture with 90-95% of starting raw material to cavitation vertex apparatus.
EFFECT: enhanced efficiency of reactor due to effective mass exchange at full use of atmospheric oxygen; improved quality of bitumen.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области химической и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к газожидкостным реакторам процессов окисления углеводородного сырья кислородом воздуха.The invention relates to the field of chemical and oil refining industries, in particular to gas-liquid reactors of hydrocarbon oxidation processes with atmospheric oxygen.

Известен газожидкостной реактор для окисления углеводородного сырья кислородом воздуха (SU 1806002 A3, 30.03.1993), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлена разделительная перегородка, закрепленные в ней сливные стаканы с размещенными над ними колпачками и патрубком для ввода сырья и воздуха, а в средней части корпуса установлен кавитационно-вихревой аппарат (КВА), выполненный в виде смесительной и пенной камер, соединенных между собой посредством сужающего сопла, при этом патрубок ввода сырья расположен по оси смесительной камеры и выполнен в виде сопла с кавитационным кольцом, а патрубок для подвода воздуха установлен тангенциально.Known gas-liquid reactor for the oxidation of hydrocarbons by atmospheric oxygen (SU 1806002 A3, 03/30/1993), containing a vertical cylindrical body, inside of which there is a separation wall, drain cups fixed therein with caps and a pipe for introducing raw materials and air, and a cavitation-vortex apparatus (KVA) is installed in the middle part of the casing, made in the form of mixing and foam chambers interconnected by means of a narrowing nozzle, while the raw material inlet pipe is located along the axis mesitelnoy chamber and formed as a cavitation nozzle ring and nozzle for supplying air tangentially mounted.

Недостатком известного устройства является низкое качество готового продукта, так как его отбирают с низа реактора с температурой размягчения, определяемой методом кольца и шара (КиШ) 35°С, что не соответствует требованиям ГОСТа, предъявляемым к дорожным битумам.A disadvantage of the known device is the low quality of the finished product, since it is taken from the bottom of the reactor with a softening temperature determined by the ring and ball method (KiS) of 35 ° C, which does not meet the requirements of GOST for road bitumen.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является газожидкостной реактор (RU 2160627 С1, В 01 J 10/00, 20.12.2000, Бюл. №35), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлена разделительная перегородка, закрепленные в ней сливные стаканы с размещенными над ними колпачками, кавитационно-вихревой аппарат (КВА), выполненный в виде смесительной и пенной камер, соединенных между собой посредством сужающегося сопла, и технологические патрубки: патрубок для ввода сырья в КВА, расположенный по оси смесительной камеры и выполненный в виде сопла с кавитационным кольцом, установленный тангенциально патрубок для подвода воздуха, расположенный снизу реактора патрубок для вывода недоокисленного продукта в воздушно-сырьевую линию КВА, патрубок для вывода готового окисленного продукта, расположенный сбоку реактора на расстоянии 3,5-4,5 м от днища над КВА.The closest technical solution to the claimed invention is a gas-liquid reactor (RU 2160627 C1, 01 J 10/00, 12/20/2000, Bull. No. 35), containing a vertical cylindrical body, inside of which a dividing wall is installed, drain cups fixed in it, with placed above them caps, a cavitation-vortex apparatus (KVA), made in the form of a mixing and foam chambers interconnected by a tapering nozzle, and technological pipes: a pipe for introducing raw materials into the KVA, located along the mixing axis amers and made in the form of a nozzle with a cavitation ring, a tangentially installed nozzle for air supply, located at the bottom of the reactor, a nozzle for withdrawing the under-oxidized product into the KVA air-feed line, a nozzle for outputting the finished oxidized product, located on the side of the reactor at a distance of 3.5-4, 5 m from the bottom over the KVA.

Известное техническое решение направлено на решение задачи повышения эффективности работы реактора.Known technical solution aimed at solving the problem of increasing the efficiency of the reactor.

Однако в известном техническом решении подачу сырья в КВА осуществляют в полном объеме, в результате чего происходит смешение тяжелых углеводородов на поверхности битума, что снижает массообмен и снижает эффективность работы, а также ухудшает качество получаемого битума внутри реактора, так как происходит смешение продукта окисления со стекающим с распределительной перегородки неокисленным продуктом.However, in the known technical solution, the feed to the KVA is carried out in full, as a result of which heavy hydrocarbons are mixed on the surface of bitumen, which reduces mass transfer and decreases work efficiency, and also worsens the quality of the resulting bitumen inside the reactor, since the oxidation product is mixed with the effluent from the distribution wall of non-oxidized product.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы реактора за счет создания более эффективного массообмена при более полном использовании кислорода воздуха и повышение качества получаемого битума.The objective of the invention is to increase the efficiency of the reactor by creating a more efficient mass transfer with a more complete use of atmospheric oxygen and improving the quality of the resulting bitumen.

Указанная задача решается тем, что газожидкостной аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлена разделительная перегородка с закрепленным на ней устройством для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления, кавитационно-вихревой аппарат (КВА), выполненный в виде смесительной и пенной камер, соединенных между собой посредством сужающего сопла, технологические патрубки: патрубок для ввода сырья в КВА в виде сопла с кавитационным кольцом, расположенный по оси смесительной камеры, установленный тангенциально патрубок для подвода воздуха, патрубок для вывода продуктов реакции, патрубок для вывода готового окисленного продукта, расположенный сбоку реактора, согласно изобретению дополнительно содержит патрубок для подачи 5-10% исходного сырья в зону над разделительной перегородкой с закрепленной на ней глухой тарелкой для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления, патрубок для подачи тяжелых углеводородов в смеси с 90-95% исходного сырья, подаваемого КВА, причем патрубок для вывода продуктов реакции (окисленных газов) расположен сверху реактора, а патрубок для вывода готового окисленного продукта расположен на расстоянии 2/3 от днища над КВА, а снизу реактора расположен патрубок для полной разгрузки реактора.This problem is solved in that a gas-liquid apparatus containing a vertical cylindrical body, inside which a dividing wall is installed with a device for condensing heavy hydrocarbons from oxidation exhaust gases mounted on it, a cavitation-vortex apparatus (KVA), made in the form of a mixing and foam chambers connected between each other by means of a narrowing nozzle, technological branch pipes: a branch pipe for introducing raw materials into the KVA in the form of a nozzle with a cavitation ring located along the axis of the mixing chamber, a tangentially inserted pipe for supplying air, a pipe for outputting reaction products, a pipe for outputting the finished oxidized product located on the side of the reactor, according to the invention further comprises a pipe for supplying 5-10% of the feedstock to the area above the separation partition with a deaf condensation plate fixed to it heavy hydrocarbons from oxidation exhaust gas, a pipe for supplying heavy hydrocarbons in a mixture with 90-95% of the feedstock supplied by KVA, and a pipe for outputting reaction products (oxidized gas) is located on top of the reactor, and the pipe for outputting the finished oxidized product is located at a distance of 2/3 from the bottom above the KVA, and the pipe is located at the bottom of the reactor for complete discharge of the reactor.

На чертеже представлен общий вид газожидкостного реактора. Газожидкостной реактор содержит корпус 1, разделительную перегородку 2 с глухой тарелкой 3, кавитационно-вихревой аппарат 4, патрубок тангенциального подвода воздуха в кавитационно-вихревой аппарат 5, парубок 6 подачи 5-10% сырья в зону над разделительной перегородкой 2 с закрепленной на ней глухой тарелкой 3, патрубок 7 для подачи смеси тяжелых углеводородов с 90-95% исходного сырья к кавитационно-вихревому аппарату через сопло 8, кавитатор 9, установленный в сопле аппарата, конфузор 10 и корпус 11 кавитационно-вихревого аппарата, патрубок 12 для вывода готового окисленного продукта, патрубок 13 для вывода отходящих газов окисления и патрубок 14 для полной выгрузки реактора.The drawing shows a General view of a gas-liquid reactor. The gas-liquid reactor contains a housing 1, a separation partition 2 with a blank plate 3, a cavitation-vortex apparatus 4, a tangential air supply pipe into the cavitation-vortex apparatus 5, a pipe 6 for supplying 5-10% of the raw material into the zone above the separation partition 2 with a blind plate 3, pipe 7 for supplying a mixture of heavy hydrocarbons with 90-95% of the feedstock to the cavitation-vortex apparatus through a nozzle 8, a cavitator 9 installed in the nozzle of the apparatus, a confuser 10 and the housing 11 of the cavitation-vortex apparatus, pipe 12 for discharging oxidized and finished product outlet 13 for the withdrawal of exhaust gas and the oxidation nozzle 14 for complete discharge of the reactor.

Газожидкостной реактор работает следующим образом. Подача сырья происходит в две зоны по патрубку 6 в количестве 5-10% от подаваемого сырья в зону над разделительной перегородкой 2 с закрепленной на ней глухой тарелкой 3 для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления и по патрубку 7 в зону подачи смеси тяжелых углеводородов с 90-95% исходного сырья к кавитационно-вихревому аппарату 4, где, проходя через сопло 8, приобретает скорость 12-15 м/с. Кавитатор 9, установленный в сопле, делит поток на две части: первая часть 20-30% от общего объема приобретает осесимметричное движение, остальной объем 70-80% впрыскивается в закрученный объем газа, который подводится к патрубку 5. В результате взаимодействия двух потоков происходит диспергирование сырья в потоке воздуха, который имеет скорость 25-50 м/с, и вывода газожидкостной смеси (объемное соотношение сырья и воздуха 1:80-120) через сопло 8 кавитационно-вихревого аппарата в пенную зону. В пенной части кавитационно-вихревого аппарата скорость движения потока уменьшается за счет увеличения диаметра. Происходит коалесценция части пузырьков, в результате чего их размер увеличивается до 5-8 мм. Пузырьки этого диаметра за счет выталкивания движутся вверх, но поток из сопла аппарата направляет их вниз. В результате уравновешивания этих двух сил происходит образование пенного режима в зоне реакции, где при 250-290 °С происходит окисление нефтяных остатков. Готовый окисленный продукт из зоны реакции выводится сбоку реактора на расстоянии 2/3 высоты реактора от днища над кавитационно-вихревым аппаратом, отходящие газы окисления выводятся сверху реактора.Gas-liquid reactor operates as follows. The supply of raw materials takes place in two zones through pipe 6 in an amount of 5-10% of the supplied raw materials to the zone above the separation wall 2 with a blank plate 3 mounted on it to condense heavy hydrocarbons from the oxidation exhaust gas and through pipe 7 to the supply zone of the heavy hydrocarbon mixture with 90-95% of the feedstock to the cavitation-vortex apparatus 4, where, passing through the nozzle 8, acquires a speed of 12-15 m / s. The cavitator 9 installed in the nozzle divides the flow into two parts: the first part acquires axisymmetric movement of 20-30% of the total volume, the remaining volume of 70-80% is injected into the swirling volume of gas, which is supplied to the nozzle 5. As a result of the interaction of the two flows, dispersing the feed in an air stream that has a speed of 25-50 m / s and withdrawing the gas-liquid mixture (volume ratio of feed to air 1: 80-120) through the nozzle 8 of the cavitation-vortex apparatus into the foam zone. In the foam part of the cavitation-vortex apparatus, the flow velocity decreases due to an increase in diameter. Coalescence of a part of the bubbles occurs, as a result of which their size increases to 5-8 mm. Bubbles of this diameter due to pushing move up, but the flow from the nozzle of the apparatus directs them down. As a result of balancing these two forces, the formation of a foam regime occurs in the reaction zone, where at 250-290 ° C the oxidation of oil residues occurs. The finished oxidized product from the reaction zone is discharged on the side of the reactor at a distance of 2/3 of the height of the reactor from the bottom above the cavitation-vortex apparatus, the exhaust oxidation gases are discharged from the top of the reactor.

При проведении промышленных испытаний предложенного реактора использовали гудрон с установки АВТ со следующими свойствами:When conducting industrial tests of the proposed reactor used tar from the installation of ABT with the following properties:

Плотность, кг/см3 Density, kg / cm 3 987987 Температура размягчения по КиШ, °СSoftening temperature according to KiSh, ° С 15,2515.25 Вязкость условия Т=100°СViscosity conditions T = 100 ° C 3535

При отборе продукта на расстоянии 2/3 высоты реактора от днища над кавитационно-вихревым аппаратом получают готовый битум с температурой размягчения по КиШ 47°С, а по ГОСТу температура размягчения по КиШ 37°С.When selecting a product at a distance of 2/3 of the height of the reactor from the bottom above the cavitation-vortex apparatus, ready-made bitumen with a softening temperature in accordance with KiSh 47 ° C is obtained, and according to GOST the softening temperature in KiSh 37 ° C.

Полученный дорожный битум соответствует требованиям ГОСТа при непосредственном отборе из колонны и может быть использован в строительстве.The resulting road bitumen meets the requirements of GOST for direct selection from the column and can be used in construction.

Claims (3)

1. Газожидкостной реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого установлена разделительная перегородка с закрепленным на ней устройством для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления, кавитационно-вихревой аппарат, выполненный в виде смесительной и пенной камер, соединенных между собой посредством сужающего сопла, технологические патрубки: патрубок для ввода сырья в кавитационно-вихревой аппарат в виде сопла с кавитационным кольцом, расположенным по оси смесительной камеры, установленный тангенциально патрубок для подвода воздуха, патрубок для вывода продуктов реакции, патрубок для вывода готового окисленного продукта, расположенный сбоку реактора, отличающийся тем, что он дополнительно содержит патрубок для подачи 5-10% исходного сырья в зону над разделительной перегородкой с закрепленной на ней глухой тарелкой для конденсации тяжелых углеводородов из отходящих газов окисления, патрубок для подачи тяжелых углеводородов в смеси с 90-95% исходного сырья в кавитационно-вихревой аппарат.1. A gas-liquid reactor containing a vertical cylindrical body, inside which a dividing wall is mounted with a device for condensation of heavy hydrocarbons from oxidation exhaust gases mounted on it, a cavitation-vortex apparatus made in the form of a mixing and foam chambers interconnected by a narrowing nozzle, technological nozzles: a nozzle for introducing raw materials into the cavitation-vortex apparatus in the form of a nozzle with a cavitation ring located along the axis of the mixing chamber is installed tangentially outlet pipe for supplying air, a pipe for outputting reaction products, a pipe for outputting the finished oxidized product located on the side of the reactor, characterized in that it further comprises a pipe for supplying 5-10% of the feedstock to the zone above the separation wall with a blind plate for condensation of heavy hydrocarbons from oxidation exhaust gases, a pipe for supplying heavy hydrocarbons in a mixture with 90-95% of the feedstock in a cavitation-vortex apparatus. 2. Газожидкостной реактор по п.1, отличающийся тем, что патрубок для вывода готового окисленного продукта расположен на расстоянии 2/3 высоты реактора от днища над кавитационно-вихревым аппаратом.2. The gas-liquid reactor according to claim 1, characterized in that the pipe for outputting the finished oxidized product is located at a distance of 2/3 of the height of the reactor from the bottom above the cavitation-vortex apparatus. 3. Газожидкостной реактор по п.1, отличающийся тем, что снизу реактора расположен патрубок для полной разгрузки реактора.3. The gas-liquid reactor according to claim 1, characterized in that a pipe is located at the bottom of the reactor for complete discharge of the reactor.
RU2005109442/15A 2005-04-01 2005-04-01 Gas-and-liquid reactor RU2281155C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005109442/15A RU2281155C1 (en) 2005-04-01 2005-04-01 Gas-and-liquid reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005109442/15A RU2281155C1 (en) 2005-04-01 2005-04-01 Gas-and-liquid reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2281155C1 true RU2281155C1 (en) 2006-08-10

Family

ID=37059555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005109442/15A RU2281155C1 (en) 2005-04-01 2005-04-01 Gas-and-liquid reactor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2281155C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471546C2 (en) * 2011-04-06 2013-01-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Gas-fluid reactor for production of oxidised oil bitumen
RU2584209C1 (en) * 2015-02-18 2016-05-20 ООО "Эконефтехимтехника" Method of separating oxidation gases in production of bitumen
RU2678815C2 (en) * 2017-07-25 2019-02-01 ООО "Эконефтехимтехника" Gas fluid reactor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471546C2 (en) * 2011-04-06 2013-01-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Gas-fluid reactor for production of oxidised oil bitumen
RU2584209C1 (en) * 2015-02-18 2016-05-20 ООО "Эконефтехимтехника" Method of separating oxidation gases in production of bitumen
RU2678815C2 (en) * 2017-07-25 2019-02-01 ООО "Эконефтехимтехника" Gas fluid reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2542248C2 (en) Device of fluid medium flow distribution for catalytic reactors with descending flow
KR910004940B1 (en) Particulate solids cracking apparatus and process
US3378349A (en) Apparatus for treating mixed-phase fluid reactants
EP2804689B1 (en) Apparatus and method for separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water
FI65919C (en) DECANTERING APPARATUS FOR COLL
EP3009178B1 (en) Cleaning of oleaginous water
US20190083904A1 (en) Apparatus and Method for Separation of Oil From Oil-Containing Produced Water
GB2465554A (en) Slurry bubble column reactor
RU2281155C1 (en) Gas-and-liquid reactor
CN106607004A (en) Circulation mixer and application thereof
CN201558566U (en) Feeding distributor
RU2160627C1 (en) Gas-liquid reactor
RU2369433C1 (en) Gas-liquid reactor to produce asphalts
RU2010140954A (en) METHOD FOR CRACKING HYDROCARBON RAW MATERIALS
SU1468428A3 (en) Apparatus for continuous thermal cracking of hydrocarbon oils
RU2678815C2 (en) Gas fluid reactor
RU140743U1 (en) REACTOR FOR PRODUCING OIL OXIDIZED BITUMEN
PL196111B1 (en) Internal device for separation of a mixture containing at least one gaseous and one liquid phases
CN219824093U (en) High-temperature oil-gas-dust separation device and coal pyrolysis equipment
CN1272405C (en) Descending catalytic cracking reactor
RU2290991C1 (en) Reactor for processing of hydrocarbon crude material
RU2584209C1 (en) Method of separating oxidation gases in production of bitumen
GB741225A (en) Improvements in or relating to the conversion of hydrocarbons into lighter hydrocarbons
SU1247074A1 (en) Reactor for oxidizing stationary layer of catalyst
CN209024464U (en) A kind of system of catalytic cracking

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070402