Способ получения битума

ЯО, 1 743 А СОЮЗ СОВЕТСКИХиииииииииии сиииРЕСПУБЛИК 4(51) С 10 С 3 04 фиифи ииии иииец ЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РСНОМ СТВУ В(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ путем окисления нефтяного 240-260 С кислородом воз сутствии добавки, о т л щ и й с я тем, что, с ц щения времени окисления, добавки используют нефтя ароматический концентрат щий 46-72,3 мас.Х полици ароматических углеводоро в количестве 1-4 мас.Х н БИТУМА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(71) Московский ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимическойи газовой промьппленности им, И.М,Губкина(56) 1. Патент ГДР У 74912,кл. 22 Ь 7/01, опублик. 1977.2. Авторское свидетельство СССРУ 899632, кл. С 10 С 3/04, 1981.3. Авторское свидетельство СССРУ 740806, кл. С 10 С 3/04, 1979(прототип). сырья при духа в приичаю. - елью сокра,в качестве ной высокосодержаклических дов, взятый,7 13,4 еновые но 1 113974Изобретение относится к получениюбитума окислением нефтяных остаткови может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности,Известен способ получения битумапутемокисления смеси высокомолекулярных углеводородов (типа гудронов)при 240-260 фС с предварительнымвведением в них компонентов нефтяного происхождения, в качестве кото Орого используют вакуумные дистилляты 1 11.Известен способ получения битумапутем окисления нефтяного гудронакислородом воздуха при 240-260 С1в присутствии мазута высокопарафинистой нефти 1.21.Однако эти способы расширяютсырьевую базу и повышают качествоцелевого продукта, не интенсифицируя производство.Наиболее близким к изобретениюявляется способ получения битумапутем окисления прямогонного гудрона при 240-260 С кислородом воздуха 25в присутствии 10-20 мас7. тяжелойгазойлевой фракции 33,Недостатком известного способаявляется длительное время окисления гудрона, составляющее 11 ч. 30Цель изобретения - повышение времени окисления.Поставленная цель достигаетсяпредлагаемым способом получения битума путем окисления нефтяного сырьяпри 240-260 С кислородом воздуха вприсутствии 1-4 мас.7 на сырье нейтяТемпература размягченияпо КиШ, фС Содержание серы, мас.7. Групповой углеводородныйсостав, мас.7: ного высокоароматического концентрата, содержащего 46-72,3 мас.7 полициклических ароматических углеводородов,В основу изобретения положены принципы физико-химической механики нефтяных дисперсных систем, Размеры слож-,ных структурных единиц (в данном случае ядром сложной структурной единицы является пузырек воздуха) можнорегулировать изменением поверхностного натяжения системы, введениемв нее различных добавок. При минимальном размере пузырьков система имеет максимальную межфазную поверхность, а следовательно, и большуюскорость окисления. По способу согласно изобретению уменьшение концентрации добавки в смеси ниже 1 мас,7.и увеличение содержания добавки выше 4 мас.7 не приводит к положительным эффектам. Способ осуществляют следующим образом.Нефтяное сырье (мазут, гудрон и их смеси с асфальтом и другими компонентами) смешивают с добавкой в количестве 1-4 мас,7. на исходную смесь, тщательно перемешивают и подвергают продувке воздухом прй 240- 260 С. В качестве добавки используют, например, экстракт селективной очистки 3-й масляной фракции и крекинг-остаток.Характеристики исходного гудронаи добавок приведены в табл, 1..12,2 12 средняя ароматика тяжелая ароматика (полициклическая) 57 72,3 46 32,2 6,0 22 20 Смолы Асфальтены 4,6 7,3 Таблица 2 ( Свойства битума при добавке экстракта, мас.% Показатели 0 0,5 Температура размягения фС 50 50 50 50 50 50 50 50 50 Глубина прониканияиглы при 25 Сх 0,1 м 62 68 74 78 79 81. 82 83 84 Растяжимость при25 фС, см 50 51 58 68 64 62 60 58 57 Температура хруйкости, С"15 -16 -19 -22 . -20 -19 -17 -17 -16 Интервал пластичности, фС 65 66 69 72 70 69 .67 67 66 П р и,м е р 1. 300 г гудрона смешивают с 1,5 г (0,5 мас.%) экстракта селективной очистки 3-й масляной фракции. Полученную смесь продувают воздухом в количестве Зл/мин при 240 С до температуры размягчения.50 С по Кий.Свойства полученного битума приведены в табл. 2,П р и м е р 2. Условия аналогич ны примеру 1 с тем отличием, что.окисление проводят йоследовательно.с 1, 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5 и 4 мас.%добавки. Свойства полученных битумов приведены в табл. 2. 1,0 1,5 20 2,5 3,0 3,5 4,01139743 Таблица 3 Показатели Свойства битума при добавке крекинг-остатка, мас.Х 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Температура размягочения, С 50 .50 50 50 50 50 50 50 Глубина прониканияиглы при 25 С,х 0,1 м 64 66 69 70 68 66 62 60 Растяжимость при25 С, см 51 57 59 62 56 52 51 50 Температура хрупкости,фС,0 11 106 10 9 ф 8 9 ю 1 8 вб 9 емя окисления Температура размягчения по КиШ, С 0 50 0 50 50 0 емпература хрупкоси, фС-17 -18 -1 нтервал пластиости, С 67 66 8 П р и м е р 3300 г гудрона смешивают с 1,5 (0,5 мас.Х) крекинг- остатка, Условия окисления такие же, как в примере 1, но температура процесса 260 фС. 5П р и м е р 4. Условия осуществления аналогичны примеру З,с тем отП р и м е р 5, Для сравнения получают битум из гудрона без добавки (см. табл. 2). личем, что окисление проводят последовательно с 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5и 4 мас.% добавки,Свойства полученных битумовпо примерам 4 и 5 приведены втабл.3. Зависимость скорости окисления и качества получаемых битумов из гудрона и смолыпиролиза представлены в табл.4. концентрации смолы пиролиза,ас.7,.Продолжение табл.4 Показатели Свойства битумов при концентрации смолы пиролиэа,мас. 7.М 5 3,0 3,5 Растяжимость при25 С, см 50 50 51 52 5354 52 52 51 Глубина проникновения иглы при 25 С,х 0,1 мм 62 63 64 65 65, 66 64 62 60 Табли.ца 5 Свойства продуктов при концентрации, мас.7л Показатели крекинг-остатка экстракта 8 э 3 8 э 7 9 э 2 10 э 0 7 э 3 7 э 5 7 э 8 9 в 2 Время окисления, ч Температура размягчения по КиШ, фС 50 50 50 50 50 50 50 50 Температура хрупкости,-16 -15 -12 -9 -14 -12 -9 Интервал пластичности,66 65 62 59 64 62 59 Растяжимость при25 С, см 57 52 59 32 50 46 39 29 Глубина прониканияиглы при 25 С,х 0,1 мм 84 81 78 52 60 58 54 30 Данные влияния количества добавки выше 5 мас,Х на время окисления Иэ данных табл. 5 видно, что увеличение концентрации добавки выше 5 мас.7 приводит к увеличению времени окисления с одновременным ухудшением качества получаемых продуктов. Таким образом, наиболее оптимальной является концентрация добавки 1-4 мас.Х,. Полученные данные подтверждаюттеоретические концепции фиэико-хисырья и качество получаемых продук-,тов представлены в табл, 5. мической механики о возможности регулирования фазового перехода и 50 степени дисперсности системы внешними воздействиями. Зависимость свойств системы от ийтенсивности внешнего воздействия имеет экстремальный характер. Минимальное поверхностное 5 натяжение для данного типа добавокприходится на интервал 1-4 мас.Х, Дальнейшее повышение концентрации добавки приводит к увеличению по,Гудрон с афальтом 2 3,5 1,5 7,8. Мазут с фальтом аким обр позволяе ом, предложенныи слов 1,59-1,75 раза соккисления при одновреии качества получаератить время35 менном улучш мых продукто Составитель Е. Горл Техред ЛКоцюбнякедактор Т. Весе орректор и з 223/19 Тираж 546 Под ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1130 М 1, Москва, Ж, Раушская наб д. 4 твШФ 33 пис ал ППП "Па тц жгород, ул. Проектна верхностного натяжения, а следовательно, и времени окисления.Влияние экстракта на окисление мазута и смеси гудрона с асфальтом приведено в табл. 6.Как показывают экспериментальные данные, укаэанный эффект имеет место и при использовании всех других видов сырья для производства окисленных битумов.Т а 6 Зависимость времени окисления отконцентрации добавки представленыв табл. 7,Время окисления, ч, для экстракта крекинг-ос- татка