Способ получения битума

(51) 4 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 4 0041/23 и иликой диолипиэкстр 08 Ь/281 алоги дов,идной86. Бюл. УОтто Гротевль Хейнц, Фард, Людеридель Михаил4(088.8) ль" Белен йгт Беате ейнц, Бау(00) т спольэуюстава,34,517,5 сЛ 54) (57)путем пе статка 1, СПОСОБ егонки нев случае получаем лородом в т л и ч а ПОЛУЧЕНИЯ фти или не необходим ого остатк оэдуха при ю щ и й с БИТУМА тяного сти пере- нагрея . тем, а целекирны кислотыУглеводородная фракция с пределом выкипания 237-377 С Остальные составные части кислени онки ки анин, о тос це ью повьпп качест ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(89) 16060 (21) 77723 (22) 16.03 (31) Ъ 7 Р С (32) 03.06 (33) 00 (46) 07.09 (71) ФЕБ(72) Сейде Спур Эберх Иоахим и Р (53) 665.6 вого продукта, к нефт остатку перед перегон 3-20 мас.Х на смесь б стракта, полученного углеводородным раство массы процесса микроб ферментации углеводор ленной иэ него фосфат2. Способ по п. 1, ю щ и й с я тем, что биолипидный экстрактФосфатидыГлицеридыСвободные е нефтяному бавляют диого эккциейм биоческойили .выдефракции. и ч а Изобретение относится к способу получения битуминоэных связующих веществ, а именно дорожных битумов, разжиженных битумов, битумных эмульсий, строительных битумов и подобных веществ, с улучшенными эксплуатационными свойствами и с повышенными выходами,Полученные при мягких условияхпереработки нефтей высокомолекулярныебитумы главным образом применяют вдорожном строительстве и для изоляции сооружений. При этом состав нефтей и применяемые способы их переработки определяют свойства битумов ивозможности их применения,На основании специфических требований, предъявляемых к битуминознымвяжущим, не все нефти годятся дляпроизводства битумов,Известны различные способы получения битумов, направленные на упучшение эксплуатационных свойств дорожных битумов, вырабатываемых в особенности из менее пригодных для производства битумов нефтей, таких какпарафинистые, Эти способы преждевсего направлены на изменение условий производства, компаундированиеразных сортов битумов, окисление остатков перегонки, прибавление полимеров и применение адгезионных присадок. Благодаря этому достигаютсяулучшения, приводящие к существенному повышению эксплуатационныхсвойств битумов,Для решения проблемы по адгезиинеобходимо применение специально подобранных поверхностно-активныхвеществ, которыми не всегда располагают в достаточном количествеили которые мало устойчивы к действию высокой термической нагрузкиили оказывают неблагоприятное влияние на определенные реологическиесвойства битумов,Предлагаемая в патентах ГДР В 140466 и И 140467 дополнительная добавка к битумам 0,1-3 Е биолипидного экстракта или Фосфатидов неблагоприятно сказывается на пенетрации битумов.Описываемая в патентах ГДР У 97222 и 9 101420 добавка остатка Фенолсодержащего экстракта в качестве адгезионной присадки приводит к повышению пенетрации и, кроме того, имеет вредные для здоровья послед 55637 2ствия. Применяемые также в качествеадгезионной присадки амины обычноимеются в ограниченном количестве,кроме того, они имеют низкую тепло 5 стойкость вследствие чего их можноприбавлять к битумам непосредственно перед переработкой битума,Наиболее близким к изобретениюявляется способ получения битума10 путем перегонки нефти или нефтяногоостатка и в случае необходимостиокисления получаемого остатка перегонки кислородом воздуха при нагревании (Гун Р. Б, Нефтяные битумы,15 М.: Химия, 1973, с. 90).Недостатком способа являютсянизкие эксплуатационные свойстваи недостаточно высокий выход в случае использования парафинистых неф 20 тей,40 Целью изобретения является повышение качества битума.Поставленная цель достигается согласно способу получения битума путемперегонки нефти или нефтяного остатка в смеси с 3-20 мас.7 на смесьбиолипидного экстракта, полученного30экстракцией углеводородным растворителем биомассы процесса микробиологической Ферментации углеводородовили выделенной из экстракта фосфатидной фракцией и в случае необходимости окисления получаемого остатка перегонки кислородом воздуха принагревании,Используют биолипидный экстракт,содержащий мас 7Фосфатиды 34,5Глицериды 17,5Свободные жирныекислоты 5,5УглеводороднаяФракция с предела 45 ми выкипания 23- 377 С 40Остальные составные части 2,5Биолипидный экстракт получают как50 побочный продукт при процессе микробиологической ферментации углеводородов на дрожжах или бактериях послеэкстракции биомассы низкокипящимирастворителями. Указанный экстракт55 содержит до 90 мас.г. Фосфатидов,глицеридов и жирных кислот, а такжедругих биогенных ингредиентов, растворенных в углеводородной Фракции,1255637 5,5 0,940 45 50 55 выкипающей, например, в пределах237 377 оС.Фосфатидную фракцию получают избиолипидного экстракта преимущественно обработкой ацетоном, Переработку смеси в битум проводят известнымобразом путем атмосферной и вакуумной дистилляции и в случае необходимости окислением. При этом низкоки.пящие компоненты биолииидного экстракта выделяются вместе с нефтяными дистиллятами. Дистиллятные фракции по известным способам могут бытьподвергнуты очистке и переработке,например, в топлива, котельные топлива или смазочные масла.Процесс окисления можно осуществлять при более низких температурахи за более короткое время по сравнению с процессами, принятыми на 20практике,Высококипящие составные части биолипидного экстракта удерживаются востатках перегонки. Они способствуютповышению выхода битумов, и при возрастающей дефицитности сырья являются особенно выгодными, одновременнооказывают существенное влияние наулучшение эксплуатационных свойствбитумов. 30Возможно также применение парафинистой нефти и нефтей парафинового основания, переработка которыхв высококачественные битумы способствует значительному расширению 35сырьевой базы.Битумы, вырабатываемые в соответствии с предлагаемым способом, обладают. высокой способностью адгезиик минеральным материалам, не оказывая при этом отрицательного влиянияна остальные показатели качества,Дополнительное добавление адгезионных присадок к битумам не нужно. Полученные таким образом битумы пригодны к непосредственному применению в дорожном строительстве, а также в производстве строительно- изоляционных битумов и заливно-шпательных мастик. Кроме того, они могут использоваться для производства битумных эмульсий, применяемых в строительстве дорог и сооружений, как средство защиты от вьщувания и как стимулирующее средство роста при рекультивировании грунта или в сельском хозяйстве. 4П р и м е р 1. К 90 мас.%иракско-венесуэльской нефти, взятойв соотношении 1:1, добавляют 1 О мас.%биолипидного экстракта, полученногопри микробиологической ферментациина дрожжах нефтяного дистиллята,выкипающего в пределах 237-377 С,ои путем перегонки смеси получаютбитум, Применяемый биолипидный экстракт имеет следующий состав,мас.%:Фосфатиды 34,5Глицериды 17,5Свободные жирныекислотыУглеводороды спределами выкипания 237-377 С 40,0Остальные составные части 2,5Пределы выкипания экстрактаН.К. 220 ОС, К.К. 380 С,Характеристика нефти.Плотность при20 С, г/смТемпература вспьппки, С 48Влагосодержание,мас.% 0,8Содержание солей, мг/л 52,4Содержание серы, мас,% 2,6Начало кипения, С 74оПерегоняется,об.%: до 100 С 4до 180 С 7до 300 С 18 Условия получения битума: взято 1500 мл смеси; скорость отбора дистиллата приблизительно 80 мл/ч, кратность орошения 1:8. До 200 С перегоняют в атмосферном давлении, фракцию 200-350 С отбирают прио 10 мм рт. ст а фракцию 350-500 С . примм рт. ст. Результаты переработки даны втаблице,Из количества введенного биолипидного экстракта в остатках пере"гонки остаются 14 мас.%, которыеповышают выход битума.При более низком содержании битума в нефти, например в советской,выход битума повышается на примерно8 мас.%.1255637 0,5 1 О 20 45 50 3Состав этой нефти следующий,Плотность при209 С, г/см 0,904Содержание воды, мас.% 5Содержание солей, мг/л 109Содержание серы, мас.7 2,56Начало кипения, С 50Выкипает, об,%:до 100 С 6до 200 С 20до 300 С 38Содержание парафинов, мас,% фф 2Условия перегонки и смешение сбиолипидным экстрактом такие же,как в случае применения смеси иракско-венесуэльских нефтей.Битум имеет температуру размягчения 40,2 С, (К и Ш), пенетрацию186 10 мм.Прочность сцепления при хранениив горячей воде 257 поверхности, при 25испытании по методу кипячения 5% поверхности,Полученный битум имеет почти такие же реологические свойства, какиз битума, полученного из чистой неф ти, но по сравнению с последним обладает очень хорошей способностьюсцепления.П р и м е р 2, Смесь из 80 мас,7нефти и 20 мас.% биолипидного экстракта подвергают перегонке, какв примере 1, остаток которой с пенетрацией 200 10 мм по известному способу подвергают окислению при 227 С.оИспользованная нефть имеет следующие свойства,Плотность при 20 оС,г/см 0,911Содержание солей,мг/л 135Содержание серы, мас,7. 2,64Содержание воды мас,7 0,7Начало кипения, С 54Выкипает, об,7.:до 100 С Ядо 200 С 21до 300 С 34 Содержание парафинов,мас,7 2,06Полученныи окисленный битумимеет температуру (К и Ш), 86 Спенетрацию 42 ф 10 мм, температурухрупкости по Фраасу -22 С.П р и м е р Э, Иэ смеси, состоящей из 85 мас.7. остатка атмосфернойнефтеперегонки, имеющего К и Ш ЭО Си пенетрацию 50010мм и 15 мас.7биолипидного экстракта, перегонкойпри давлении 1,3310 Па получаютбитум марки Б 200, который имееттемпературу размягчения (К и Ш)39,0 С, пенетрацию 176 О 1 мм,Прочность сцепления при хранениибитумной пробы в горячей воде 957поверхности (обволакивание поверхности минерала), при испытании по методу кипячения 95% поверхности (обволакивание поверхности минерала),По сравнению с этим остаточныйбитум без биолипидного экстрактаимеет прочность сцепления при хранении битума в горячей воде 10%поверхности (обволакивание поверхности минерала), при испытании пометоду кипячения 57 поверхности(обволакивание поверхности минерала)П р и м е р 4, Смесь на 97 мас.7 остатка перегонки нефти парафинового основания и 3 мас.% фосфатидной фракции подвергают перегонке до по- . лучения битума Б 200.Остаток нефти имеет вязкость при 80 С 3,6 10 МПа с, при 100 С 8,1" хО МПа, при 120 С 2,7 10 МПа, при 140 С 1,210 МПа. Полученный битум имеет температуру размягчения (К и Ш) 40,2 С, пенетрацию 18610 мм, температуруо хрупкости по Фраасу -18 С. Прочность сцепления при хранении бутумной пробы в горячей воде (обволакивание поверхности минерала) 100% поверхности, по методу кипячения (обволакивание поверхности минерала) 95% поверхности.1255637 Показатели для битума Характеристики 50,8 Выход (считая на нефть), 7 49,4 Температура размягчения, С (К и Ш) 41,6 40,6 Пенетрация, 10 мм 143 146 Прочность сцепления Й 10 100 90 Составитель Е. ГорловТехред Л.Олейник Редактор Н, Гунько Корректор И. Эрдейи Заказ 4787/29 Тираж 482 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Хранение битумнойпробы в горячейводе (обволакиваниеповерхности минерала) Испытание кипячением (обволакивание поверхности минерала) полученногоиз однойнефти полученогопо предлагаемому способу