Способ получения битума

(71) Институт физикоАН БССР(56) 1. Гун Р,Б, Нефтян1973, с. 157-159.2, Патент США М.кл, 208-44, 1966,ническои химии отка.киствии 400- проХ.Черчес, Т,С.Петке,А.Кутьин, С,Л.Алекко, Л.С,Измайлова и итумы, М,: Хим 58419,скорение и овышение в ии вщийс ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к способам получения битумов путем окисления нефтяногогудрона и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.Имеется ряд патентов, указывающих навозможность применения в процессе окисления гудрона различных катализаторов:солей металлов, оксидов металлов, кислот,серы и др. Известен, например, способ получения битума путем окисления гудрона вприсутствии нафтенатов, сульфонатов илистеаратов Сц, Ро, Мп, Со, Ре, Сг 1. Недостатки способа - невысокая активность катализаторов, использование в качествепоследних малодоступных соединений металлов,Применяют в процессе получения битума фосфорную кислоту с растворенными вней солями А 1, Ре, М 9, Со, Лп, Сг, Ч, Т, Со,Мп (5 - 15 мас. %) 2. Недостатком способаявляется невысокая активность катализаторов, вследствие чего для получения битумагудрон окисляют около 10 ч. Кроме того, дляокисления используют большие количествасолей металлов,3. Авторское свидетельство СССРМг 1214719, кл. С 10 С 3/04, 1986,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА(57) Использование: нефтеперерабСущность; нефтяной гудрон окисляюлородом воздуха при нагреве в присуткатализатора - продукта сжигания при800 С осадка сточных вод кожвенногоизводства, взятого в количестве 0,5-1,массы гудрона, 6 табл,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения битума путем окисления гудрона в присутствии (Я 0,1 - 0,8% смеси оксидов железа, хрома. кадмия, цинка и никеля 3. Недостатком способа является относительно невысокая активность катализатора, Время окисления гудрона в присутствии катализатора сокра-щается лишь в 1,1 раза пс сравнению с - ф некатализированным "окислением, Кроме 4 того, под действием катализатора протека- О ют процессы крекинга, образуется значи- ( тельное количество летучих продуктов, вследствие чего выход битума невысок - р 77-80 мас,%,Цель изобретения - у роцесса окисления гудрона и п ыхода битума,Согласно предлагаемому способу пол- - д учения битума путем окисления нефтяного гудрона . кислородом воздуха при нагреван присутствии катализатора в качестве к изатора используют продукт, образуюя при сжигании осадка сточных водкожевенного производства, взятый в количестве 0,5 - 1,0 мас. о на сырье.В качестве катализатора используют продукт от сжигания осадка при 400 - 800 С. Продукт характеризуется следующим химическим составом, мас, о;Оксид хрома Сг 20 з 11,5 - 13 Оксид хрома СгОз 1,5 - 2Смесь сульфата, оксида и карбоната кальция 43-45 Смесь оксида и карбоната магния,. 6 - 7,5Оксйд железа " 0,5-1Оксид кремния 21 - 24Органическая масса Остальное Отличительным признаком способа является использование в качестве катализатора продукта, образующегося при сжигании осадка сточных вод кожевенного производства. Таким образом, предлагаемый способ получения битума соответствует критерию новизны.Способ окисления гудрона в присутствии катализатора - продукта, образующегося при сжигании осадка сточных вод, в патентной и научной литературе не описан.Таким образом, предлагаемый способ получения битума соответствует критерию существенных отличий.В присутствии 0,5-1,0 мас.предлагаемого катализатора время окисления нефтяного гудрона сокращается в 1,2 - 1,4 раза по сравнению с прототипом. Использование предлагаемого катализатора позволяет также повысить выход битума до 88 - 90 Д, что на 11 - 14 отн, о выше по сравнению с прототипом.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1, В металлический лабораторный реактор, снабженный мешалкой и электронагревателем, загружают 4 кг нефтяного гудрона, имеющего условную вязкость Сво = 21 с, и при перемешивании вводят 1 мас. о (0,04 кг) продукта, полученного сжиганием осадка сточных вод п ри 300 С (катал и затор К). Смесь гудрона с указанным продуктом окисления, и родувая воздухом со скоростью 40 л/ч при 240 ОС в течение 3;5 ч. Первую пробу битума отбирают через 1,5 ч, а последующие - через каждые 0,5 ч и определяют их характеристики по стандартным методикам: глубину проникания иглы при 25 С (ГОСТ 11501), температуру размягчения "по коль 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 цу и шару" (ГОСТ 11506), температуру хрупкости (дополнение к ГОСТ 22245),П р и м е р ы 2 - 5. Окисление гудрона проводят по способу, описанному в примере 1, с тем отличием, что в качестве катализатора используют продукт, полученный сжиганием осадка сточных вод при 400 - 900 С (катализаторы К- К),П р и м е р 6, Окисление гудрона проводят по примеру 1, но в отсутствие катализатора.П р и м е р ы 7 - 10, Окисление гудрона проводят по примеру 1, с тем отличием, что в качестве катализатора используют 0,25 - 1,5 мас. о продукта, полученного сжиганием осадка при 600 С (катализатор К-З).Состав катализаторов и результаты испытаний битумов, полученных по примерам 1 - 10, приведены в табл, 1 - 6,Как видно из данных табл, 1-3, оптимальная температура сжигания осадка для получения катализаторов окисления гудрона 400 - 800 С (примеры 2 - 4). При введении в гудрон катализатора, полученного сжиганием осадка при 400 - 800 С, время окисления снижается в 1,2 - 1,4 раза по сравнению с прототипом. Использование катализатора, полученногоо сжиганием осадка при температуре выше 800 С(пример 5), не приводит к дальнейшему ускорению процесса окисления гудрона. Введение катализатора, полученного сжиганием осадка при 300 С (пример 1), не дает положительного эффекта по сравнению с прототипом.Из данных, представленных в табл, 4 и 5, следует, что оптимальное количество вводимого катализатора составляет 0,5-1,0 мас. о (примеры 3, 7 и 8). При введении катализатора в таком количестве время окисления сокращается в 1,2 - 1,4 раза по сравнению с прототипом, Увеличение количества катализатора выше 1,0 мас, о (пример 10) практически не приводит к дальнейшемуускорению процесса. При введении в гудрон менее 0,5 мас, о катализатора (пример 9) не наблюдается положительного эффекта по сравнению с прототипом,Из данных табл, 6 следует, что применение в качестве катализатора окисления гудрона продукта, образующегося при сжигании осадка сточных вод, позволяет повысить выход битума на 11 - 14 отн, о по сравнению с прототипом. Полученный битум па своим свойствам соответствует требованиям ГОСТ 22245,Наряду с улучшением показателей процесса окисления гудрона предлагаемый способ дает возможность решить вопросы,связанные с утилизацией осадка сточных1766941 вод кожевенного производства и, как следствие, улучшить экологическую обстановкув районах, прилегающих к кожевеннымпредприятиям. Формула изобретения Способ получения битума путем окисления нефтяного гудрона кислородом воздуха Таблица 1 Химический состав катализаторов-продуктов, полученных при различных температурах сжигания осадка сточных вод Таблица 2 Зависимость глубины проникания иглы при 25 ьС (Пэз,0,1 мм) от врелтени окисления гудрона в присутствии катализаторов К 1 - К(1 мас,катализатора)аблицэ 3 Время,затраченное на получение битума с одним и тем же значением Пэз,ми блица П 2 в, 0,1 мм) от времени окисления гудрона и концентрации катализатора Кависимость глубины проникания иглы при аблиц ремя, затраченное на получение битума с одним и тем же значением П 2 Б, ми аблиц Параметры процесса и характеристика полученных образцов битума каэате П е лагаемый способ. пои тотип ленин, мин катализатора,180 0,7 52 оникания иглы,1 ммв размягченияи шару", Са хрупкости, Сма мас 55 13 48 .18 88 50 -15 79 7 0 Время окиКоличествмас,Глубина ипри 25 С,Температупо "кольцуТемператувыхо бит при нагревании в присутствии катализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени процесса и повышения выхода битума, в качестве катализатора 5 используют продукт сжигания при 400 -800 С осадка сточных вод кожевенного производства, взятый в количестве 0,5 - 1,0от массы гудрона,