Способ получения битумов

О П И С А Н И Е п 1 6867)ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СОюз Советских Социалистицескик Республик3) Приоритетпубликовано 15.08.77. Бюллетень3 Гаауа,ератвеиае камитетСаеета Ииииатрае СССРеа деаем изааретеиий,и отирцтий 3) УДК 665,637.8(088.8) Дата опубликования описания 15,09.7 72) Авторы изобретеш ин, В. И. Гайванович, В, В. Гуменецкийи О. П. Тушницкийдена Ленина политехнический институт В, И, АнтонЛьвовский 71) Заявите 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМО 20 Изобретение относится кния окислеппых битумов.Известны способы получения битумов из нефтяного сырья, такого как гудрон, полугудрон, крекинг-остаток, асфальт деасфальтизации, экстракты селективной очистки масел путем окисления сырья кислородом воздуха. Окисление ведут при 160 - 260 С, расходе воздуха 1,7 - о,б л мин/(г сырья, давлении, близ(ом ( атмосферному или повшенном, в течение 4 - 24 ч. Окисление сырья проводят в кубах периодического и непрерывного действия, колоннах барботажного типа, в трубчатых реакторах, в бескомпрессорных реакторах и др. 111,Наиболее близким к изобретению по техническои сущности является способ окисления гудрона кислородом воздуха в присутствии воды 21. Воду совместно с воздухом подают непосредственно в куб, При этом вода, испаряясь, снимает тепло реакции окисления. Кроме того, образующиеся водяные пары интенсифицируют перемешивание, в результате чего ускоряется окисление гудрона до битума примерно в два раза по сравнению с окислением гудрона без подачи воды. Расход воды при окислении составляет б - 15 л/мин, Расход воздуха в процессе окисления повышается до 200 в 20 м/ч. Окисление ведут прн 210 в 2 С, Недостатком известного спосооа является продолжительность процессаокисления, что значительно увеличивает реакциопныи объем и снижает удельную производительность реактора,Целью изобретения является сокращениевремени процесса окисления.1 оставленная цель достигается предлагаемым способом получения битумов путем окисления остаточных нефтепродуктов воздухом вприсутствии воды при весовом соотношениисырья и воды 1; 5 - 1: 2 о, давлении 30 -100 атм. 11 редпочгительно процесс проводятпри 250 в З"1.;.1 рп проведении процесса окисления сог 5 ласно изобретению образуется большая поверхность контакта фаз, в результате чегоскорость окисления сырья в оитум резко увеличивается и продолжительность окислениясокращается до нескольких минут, 11 роцессокисления протекает на границе контакта фазнефтепроду кт - вода с участием кислородавоздуха, растворенного в воде, а также награнице контакта фаз нефтепродукт - воздухс участием кислорода, содержащегося в газо 5 вой фазе. Рас.,од воздуха составляет 140 -200 л мин/кг сырья, время процесса окисления 1 - 5 мин,Интенсивность перемешивания реакционнойсмеси в реакторе определяется образованием0 эмульсии нефтепроду кт-вода.Показатель Плотность 0,96922 0,93234 Температура размягчения поКиШ, СКомпонентный состав, вес, оо:асфальтенысмолымасла 3,5 25,5 71,0 305 6,3 16,1 17,6 310 Температура вспышки по Бренкену, СКоксуемость, %Содержание золы, о 6Содержание серы, о,8,1 0,1 0,2 10,1 0,1 0,8 Принципиальная технологическая схема способа приведена на чертеже.Горячий гудрон из атмосферно-вакуумной трубчатой установки насосом 1 подают в смеситель 2, сюда же подают воздух компрессором 3 и воду насосом 4. Реакционную смесь Минимальное давление в процессе окисления сырья в битум должно обеспечить пребывание воды в жидкой фазе при заданной температуре окисления. В противном случае, при испарении воды, процесс окисления сырья протекает интенсивно. Кроме того, повышенное давление увеличивает количество растворенного в воде кислорода, что значительно интенсифицирует процесс окисления сырья.Битум, полученный предлагаемым способом, соответствует техническим условиям, предъявляемым к битумам, и обладает повышенными адгезионными свойствами. направляют в трубчатый реактор 5, где при250 в 3 С происходит окисление гудрона вбитум. Далее продукты реакции и вода поступают в отстойник 6, где происходит отстой5 воды. Из нижней части отстойника воду насосом 4 возвращают в процесс. Газообразныепродукты выводят из верхней части отстойника через редукционный вентиль 7. Битум,содержащий 0,5 - 1,5/о воды, из средней части10 отстойника направляют через редукционныйвентиль 8 в испаритель 9, работающий поддавлением, близким к атмосферному, где происходит испарение воды за счет тепла битума.Водяные пары конденсируют в холодильнике15 10 и собирают в емкости 11. Битум из испарителя 9 насосом 12 подают на разлив. Печь 13используют для нагрева гудрона, воды и воздуха только во время пуска установки, Свежую воду для пополнения потерь на установ 20 ке подают в систему циркуляции воды насосом 14,П р и м е р. Окисление остаточных нефтепродуктов в битум по предложенной технологиипроводят на укрупненной лабораторной уста 25 новке. В качестве сырья используют пробыпрямогонного гудрона из анастасиевской нефти (1) и смеси мангышлакской и восточно-украинской нефтей (2). Физико-химические показатели этих гудронов приведены в табл. 1.30 Условия окисления гудрона, материальныйбаланс процесса и качество полученных битумов приведены в табл. 2.11 олученные битумы соответствуют техни ческим условиям, предъявляемым к дорожным и строительным битумам. Битум, полученный из гудрона анастасиевской нефти (1), соответствует марке битума БНД/60, а битумы из гудрона смеси мангышлакской и вос.40 точно-украинских нефтей (2) - марке БНЧи (3) - марке БН-Ъ, Время получения битума составляет 2 - 3 мин.1605,6 2108,5 2105,4 Всего Получена, вес, о:БитумВодаВадарастваримые соединенияГаз и потери 99,52001,9 99,7 1501,70,2 4,0 99,6 лОЛ а0,2 4,0 1605, 6 2108, 5 2108,1 Всего 1 П, Качество битумаГлубина проникания иглы при 25 С (100 г, 5 с) Растяжимасть при 25 С, смТемпература размягчения па КиШ, С Растворимость и бензоле, оо,Температура вспышки, СТемпература хрупкости, СПотеря массы (160 С, 5 ч), ооГлубина проникания иглы в остаток после определени я потери м ассы, оат первоначальнойнай величины 21 13 3,09199,1 3,8 77,5 99,2 44,0 99,3 0,199,6 0,1 0,299,2 14 спытание на сцепление с мраморамКомпонентный состав, вес. %:асфальтенысмолымасла выдерживает 33,4 23,4 43,2 26,1 26,2 47,7 21,4 20,6 58,0 Примечание, В битуме вадарастваримые соединения, в там числе вадарастворимыекислоты отсутствуют, вода отсутствует. Йсточники информации,принятые во внимание при экспертизеФормула изобретения 1. Способ получения битумов путем окис. ления остаточных нефтепродуктов воздухом в присутствии воды при повышенной температуре, отл ич а ющий ся тем, что, с целью сокращения времени процесса, последний про. водят при весовом соотношении сырья и воды 1: 5 - 1:25, давлении 30 - 100 атм.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс проводят при 250 - 300 С. 1. Гун Р. Б. Нефтяные битумы. М., Хи.55 мия, 1973, с. 177. 2. Денисов П. И. и др, Использование во. ды для снятия теплоты реакции окисления битума, Новости нефтяной техники, 1961,60 М 7, с. 11 - 12.Заказ 1994/1 О Изд. М 743 Тираж 671 Р 1 ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сап) нова, 2 Подписное