Способ получения битума

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 505 С 10 С ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИ Е евамавива ОПИСАНИЕ И ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР М 899632, кл. С 10 С 3/04, 1980.Печеный Б.Г. и др. Получение битумов на основе нефтеотходов. - Химия и технология топлив и масел, 1987, В 11, с, 45-47. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА (57) Изобретение относится к нефтехимии, в частности к получению битума, применяемого в дорожном строительстве, гидротехнике, строительстве зданий. Цель -Изобретение относится к способу получения битума и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности при получении битума, применяемого в дорожном строительстве, гидротехнике, строительстве зданий.Целью изобретения является упрощение технологии процесса, сокращение времени окисления и повышение качества целевого продукта.На чертеже представлена принципиальная схема проведения способа.Способ осуществляется следующим образом,Отработанные нефтепродукты подают по линии 1 через теплообменник 2 в распылительную насадку 3, размещенную в верхней части контактного аппарата 4. Нижняя часть аппарата 4 снабжена средством 5 для ввода и распределения дымовых газов и сливным приспособлением 6 с гидрозатвором для отвода подготовленного сырья, По.Я 2 1648959 А 1 упрощение технологии процесса, сокращение времени окисления и повышение качества целевого продукта. Способ ведут путем окисления кислородом воздуха смеси отработанных нефтепродуктов и нефтяного гудрона, с нагревом отработанных нефтепродуктов до 180-210 С и удалением изних воды и низкокипящихуглеводородов. Нагрев отработанных нефтепродуктов и удаление воды проводят в присутствии нефтяного гудрона противоточным контактированием оработанных нефтепродуктао в и гудрон а, подвергнувшихся предварительному диспергированию с дымовыми газами. 1 ил 1 табл,линии 7 с верхней части аппарата 4 отводят дымовые газы, воду и легкие углеводороды. Снизу по линии 8 отводят подготовленное сырье. Часть подготовленного сырья рециркулируют по линии 9 в аппарат 4. Изменяя соотношение отводимого и рециркулируемого продуктов, регулируют среднее время пребывания сырья в зоне подготовки, обеспечивая необходимую полноту отделения низкокипящих углеводородов и воды. По линии 10 подают второй сырьевой компонент - нефтяной гудрон (альтернативные точки подачи гудрона показывают пунктиром). Возможно подавать гудрон в аппарат 4, в специальную насадку для ввода гудрона (не показана), аналогично распылительной насадке 3, Нагрев и испарение влаги из сырья осуществляют за счет тепла дымовых газов, Последние подают в контактный аппарат 4 с температурой 500 - 650 С, В качестве топлива в печи дожига газов окисления целесообразно использовать легкие горючие продукты, выходящие иэ окислителя, Обыч 3 1648959способом), г-тонна: Са 1500; Ва 420; РЬ 2350; 50 55 но дымовые газы содержат 0,6-1,5 кислорода. При необходимости содержание кислорода в дымовых газах может быть повышено за счет увеличения коэффициента избытка воздуха или разбавления дымовых газов воздухом. При контакте распыленного сырья, содержащего смолы, асфальтены и соединения металлов, с газами, содержащими кислород, а также некоторое количество активных соединений, при 180-210 С происходит формирование надмолекулярных связей с образованием сложных структурных единиц(ССЕ), содержащих соединения металлов, асфальтенов и смол. Окисление при этом протекает незначительно, однако формирование ССЕ на стадии подготовки сырья приводит к ускорению окисления на последующей стадии и получению битумов улучшенного качества. Окисление подготовленного сырья можно проводить в известных аппаратах, трубчатых колоннах, кубах и т.п. при известных условиях, предпочтительно при 230-300 С, оптимальное массовое соотношение гудрон - отработанные нефтепродукты (1 - 6): 1. Изобретение иллюстрируется примерами, согласно которым используют гудрон, характеризующийся следующими показателями: НК 490 С; плотность р = 996 кгlм; вязкость условная ВУ; содержание серы 3 мас.; азота 0,4 мас.; коксуемость 14,3; температура застывания 45 С; температура вспышки 312 С; содержание ванадия 250 г/мас, никеля 60 г/мас, Отработанное моторное масло содержит 4 мас.; воды. Данное масло характеризуется вязкостью 14,2 при 100 С, кислотным числом 8,6 мг КОН/г, плотностью 927 кг/м, Оно содержит 6,1 мас,;6 легких фракций, выкипающих при температуре до 300 С, и 35 мас, остаточного компонента. Масло содержит металлы и прочие компоненты (определены рентгенофлюоресцентным Р 980; О 25; Вг 320; Ре 2700, Содержание механических примесей 1,8 мас.,4.В качестве отработанных нефтепродуктов используют отработанные нефтяные масла и нефтяные промывочные жидкости, а также смеси нефти и нефтепродуктов, образующиеся при зачистке резервуаров, трубопроводов цистерн и т,д,Нефтяной гудрон - остатки от перегонки нефти С температурой начала кипения более 400 С, предпочтительно более 4900 С, называемые обычно гудроном или полугудроном,5 10 15 20 25 30 35 40 45 Во всех примерах окисление проводят вокисленном кубе емкостью 1,5 мз. снабженном мешалкой, которую вращают со скоростью 12 об/с,В кубе поддерживают температуру250 й 50 С и заканчивают окисление придостижении температуры размягчения битума 40-55 С. Фиксируют время окисле-ния и определяют основные качественныепоказатели битума по стандартным методикам,Затем определяют индекс старения,Методика определения индекса старения заключается в нанесении на стеклянныепластинки битумных пленок толщиной 5 мми выдерживание образцов в термошкафупри 107-110 С в течение 2 ч. До и послеиспытания измеряют вязкость битума припомощи микровискозиметра со скользящейпластиной. Отношение вязкости после испытания и вязкости до испытания определяют как индекс старения.П р и м е р 1. В куб загружают 1 мгудрона, нагретого до 210 С, включают мешалку и через маточник подают воздух, расход которого регулируют так, чтобыобеспечить постоянную температуру окис-,ления 290 - 300 С. При достижении температуры размягчения битума 40-45 С подачувоздуха прекращают и продукт выгружаюти анализируют. Свойства продукта и времяокисления приведены в таблице.П р и м е р 2 (известный способ). Отработанное масло подают в теплообменник,затем 1 нагреватель и с температурой180-210 С подают в сепаратор. Расход отработанного масла 5 л/ч. Массовое соотношение расходов потока. рециркулируемогов сепаратор, и потока, подаваемого в теплообменник, 5:1. В куб загружают 0,2 м подготовленного отработанного масла и 0,79 мгудрона и смесь окисляют в условиях примера 1, Массовое соотношение гудрон - отработанное масло 4:1. Свойства продукта ивремя окисления приведены в таблице,П р и м е р 3. Повторяют пример 2, но вкуб загружают 0,480 м гудрона и 0,520 мподготовленного отработанного масла.П р и м е р 4 (предлагаемый способ).Способ проводят по схеме, представленной на чертеже.Используют установку для подготовкисырья производительностью 200 л/ч. Маслоподают в теплообменник и затем в аппарат 4, Гудрон, нагретый до 180 С, подают влинию 1 непосредственно перед подачей вколонну 4. Для нагрева отработанного масла до 180-210 С используют дымовые газыпечи, в которой сжигают черный соляр. Температура газов 600-630 С. Расход гудрона1648959 На окисьеное 154 л/ч,расход отработанного масла 46 л/ч. Отбирарают 186 л/ч подготовленного сырья (массовое соотношение гудрона и отработанного масла 4;1). Подготовленное сырье загружают в куб и проводят окисление по примеру 1. Результаты приведены в таблице,П р и м е р 5. Повторяют пример 4, но при этом на подготовку подают гудрон с расходом 90 л/ч и отработанное масло с расходом 110 л/ч. Получают 182 л/ч подготовленного сырья (массовое соотношение гудрон и отработанное масло 1: 1). Результаты приведены в таблице.Из таблицы видно, что при использовании предлагаемого способа ускоряется процесс окисления (время снижается с 78 до 54 мин), улучшаются низкотемпературные свойства битумов (температура хрупкости снижается до -26 С, повышается его устойчивость к старению (индекс старения снижается до 1,16). Ускорение скорости окисления и повышение устойчивости к старению достигаются тем, что образование ССЕ тормозит процесс диффузии кислорода иэ атмосферы в битум при относительно снизкой температуре испытания на старение, а при температуре окисления наличие ССЕ способствует лучшему диспергированию газа в массе окисляемого сырья, что и 5 приводит к увеличению поверхности раздела фаз воздух - окисляемая жидкость и, как следствие, к интенсификации процесса окисления. 10 Формула изобретенияСпособ получения битума путем окисления кислородом воздуха смеси отработанных нефтепродуктов и нефтяного гудрона, включающий нагрев отработанных нефте продуктов до 180 - 210 С и удаление иэ нихводы и низкокипящих углеводородов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса, сокращения времени окисления и повышения качества целевого продукта, на грев отработанных нефтепродуктов и удаление воды и ниэкокипящих углеводородов проводят в присутствии нефтяного гудрона противоточным контактированием отработанных нефтепродуктов и нефтяного гудро на, подвергнувшихся предварительномудиспергированию. с дымовыми газами.1648959тл - тк- фактор скорости определяется как соотношение где тл " время окисления гудрона. а тк - время окислвния смешанного сырья.Составитель Н, Королева Редактор Л. Веселовская Техред М.Моргентан К орректор , КравцоваО, Заказ 1499 Тираж 345 П ВНИИПИ Гос а ственнодписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент" г. Ут, г. жгород, ул. Гагарина, 101