Способ получения сланцевого битума

(21) 387 (22) 27. (46) 07. (71) Орд мени инс (72) А.Б берг и А (53) 665 (56) Авт В 910724 210/23-04 3.851 . 8.6 . Бюл . В 4 на Трудового К ого 3 опаемых .Б. Шпи титут горючих и .Воль-Эпштейн, ,В. Руденакий .7.032.56 (088. орское свидетелкл. С 10 С 1 тво СС 4, 197 сланцепести, в ого бит ства. водят обавки. Би анца растСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(57) Изобретение касается рерабатывающей промьпппенно частности получения сланце ма для дорожного строитель упрощения процесса его про присутствии определенной д тум получают обработкой сл ворителем (РС) в присутствии добавки - кубового остатка производстга фенола кумольным методом при массО- вом соотношении исходное сырье:кубовый остаток, равном 1;0,2-0,8, В качестве РС используют фракции; а) полученную в процессе обработки сланца и выкипающую до 200 С при массовом соотношении сырье: фракция, равном 1:0,3-0,7; б) полученную также при обработки сланца и выкипающую вопределах 200-320 С при массовом соотношении сырье: фракция, равном 1;0,2- 0,8. Процесс ведут при 400-430 С, давлении 5-8 МПа в течение 5-20 мин с последующей отгонкой растворителя и получением целевого битума, В результате этого количество растворителя снижается от 68 до 07, 2 з.п. ф-лы, 2 табл.12685Изобретение относится к способуполучения битума для дорожного строительства и может быть применено всланцеперерабатывающей промышленности. 5Цель изобретения - упрощение технологии процесса,Используемый по предлагаемому способу кубовый остаток является отходом производства Фенола. 10Фенол получают окислением кумоладо кумилгидроперекиси и разложениемпоследней кислотой на фенол и ацетон.После выделения ректификацией продуктов разложения кумилгидроперекиси 15выделяются ацетон, фенол и кубовыйостаток (фенольная смола), не находящий квалифицированного применения. Фенольная смола имеет оо 1,06 о1,07, пв 1,56-1,57, вязкость при 2050 С 1,5-2,0 град. Энглера, т.кип.выше 182 С.По усредненным данным фенольнаясмола содержит, мас,%: Фенол 5-20;диметилфенилкарбинол до 1,5; ацетофенон 7-12; 2-фенил-(и-оксифенил)-пропан 20-40; ненасыщенныедимеры-метилстирола 15-20; 2-фенил-(о-оксифенил)-пропан и 1,1,3-триметил-фенилиндан (высококипящие соединения неустановленного состава) 15-20; вода 0,2-0,4; зола8000-20000 мг/кг.Процесс термической обработки приобалтийского горючего сланца в смесис регенерированным растворителемт.кип, до 320 С, отходом и рециркулиорующей ароматизированной бензиновойфракцией т,кип. до 200 С проводятв автоклаве и на проточной лабораторной установке в условиях процесса теромического растворения при 400-430 С,давлении 5-8 МПа в течение 5-20 минпри массовом соотношении сланца и отхода 1:0,2-0,8; сланца и рециркулируемой сырой бензиновой фракциит.кип. до 200 С 1:0,3-0,7. Соотношение сланца и суммарного растворителя (регенерированньп растворитель,рециркулирующая бензиновая Фракция 50фенольная смола и свежая дистиллатная фракция) составляет 1:1,3-2,0.1 оЖидкие продукты процесса, содержащие в своем составе нерастворившееся органическое вещество сланца Ии его минеральную часть, дистиллируют при нормальном давлении для отгона бензиновой фракции т.кип. до 99 3200 С, а затем под вакуумом для отбора фракции т. кип, 200-320 оС, Остаток от раэгонки т. кип. вышео320 С является целевым продуктом - органическим вяжущим для дорожного строительства, Рециркулирующая бензиновая фракция т.кип,.до 200 С и регенерированный растворитель т.кип.200-320 С возвращают в начало процесса в качестве компонента растворителя для приготовления новой пор" ции пасты.П р и м е р 1. Через установку при заданном режиме пропускают 29,0 кг сланцевой пасты. Пасту готовят смешением следующих веществ, кг: обогащенный прибалтийский сланец (кероген) 10; Фенольная смола (образец 1) 5; регенерированный растворитель т.кип. 200-320 С 8,0; рециркулирующая бензиновая фракция т.кип. до 200 С 6,0; дистиллат смолы полукоксования и газификации прибалтийского сланца т,кип, 200-340 С 14,6. Керогенимеет следующую характеристику, мас.%;, А 22,67; СО,7 ф Соф 80 40 ф Н 9 141 8 2 001 И0,25; 11 1,13. Используемый отход (образец 1) содержит, мас.%: .Фенол 7,3; ацетофенон 10,7; диметилФенилкарбинол 0,5; 2-Фенил-(и - -оксифенил)-пропан 41,4; твердый димер К -диметилстирола 4,3; жидкие димеры Ы -метилстирола 17,2; высококипящие соединения неустановленного состава - остальное, в том числе минеральные компоненты (зола) 1,0Элементный состав смолы, мас.%; С 84,39; Н 7,64; Б 0,08; М 0,03.Термическую обработку обогащенного сланца проводят в условиях термического растворения под давлением 5 МПа при 415 С и объемной скорости-1б ч . Полученные жидкие продукты подвергают дистилляции. Первоначально при атмосферном давлении отгоняют воду и бензиновую фракцию т.кип, доо200 С, часть которой применяют в качестве рециркулирующей бензиновой фракции.Отбенэиненные жидкие продукты пе" регоняют под вакуумом при остаточном давлении 50 мм рт.ст. Отбирают дисотиллат т.кип. 200-320 С в расчете на атмосферное давление, который используют в качестве регенерированного растворителя. Остаток т.кип. вьппео320 С, содержащий нерастворившеесяорганическое вещество сланца и егоминеральцую часть, применяют в качестве битума для дорожного строительства.Выход товарных продуктов составляет в расчете на 1 О кг пропущенного керогена-О, кг: бензиноваяфракция, состоящая в основном из фенола, изопропилбензола и этилбензола (состав приведен в табл, 1), 4,09;10битум для дорожного строительства11,95. Выход других продуктов приведен в табл. 2. Дефицит растворителя в расчете на керогенсоставляет 14,6 мас.7 15П р и м е р 2. При проведениитермического растворения обогащенного прибалтийского горючего сланца(керогена) при давлении 7,5 МПапроцесс проводят без добавления раст ворителя.Выход продуктов в условиях примера 2 приведен в табл. 1, состав бензиновой фракции - в табл. 2П р и м е р 3. Проводят термическое растворение керогенавдвухлитровом вращающемся автоклавепри 410 С, давлении 6,5 МПа в течение 10 мин. На 100 мас. ч. керогена 70 берут, ма".ч.: фенольная смола ЗО(образец 2) 20; регенерированныйрастворитель т.кип, 200-320 С 70;обензин т.кип. до 200 С 40; образующийся в самом процессе, Используемая фенольная смола содержит,35мас.Х: фенол 9,3; ацетофенон 8,9;диметилфенилкарбинол 0,5; 2-фенил-(11 -оксифенил)-пропан 26,3; димеры Ж"метилстирола 28,7; высококипящие соединения неустановленногосостава - остальное, в том числеминеральные компоненты (эола) 1,4.Выходы продуктов в условиях примера 3 и химический состав бензиновойфракции даны в табл,. 1 и 2,45Термическое растворение керогена 70 в условиях примера 3 обеспечивает высокую растворимость его органической массы и выработку битума для дорожного строительства без введения в процесс свежей фракциисмолы полу- коксования или газификации прибалтийского сланца. Бензиновая фракция до 200 С состоит в основном из фенола, изопропилбензола и этилбензола.Часть этой фракции рециркулируют в процессе термического растворения.Битум для дорожного строительства 8599 4удовлетворяет требованиям ГОСТ нанефтяные битумы.Данные по примерам 4-10 сведеныв табл. 1 и 2.Как видно из табл, 1, количестводобавляемой дистиллатной фракциит.кип. 200-320 С смолы полукоксоваония или газификации прибалтийскогосланца по предлагаемому способу посравнению с известным резко снижается или полностью устраняется.Предлагаемый способ позволяет.также получить из фенольной смолыбензиновую фракцию, состоящую восновном из фенола, изопропилбензола и этилбензола (табл, 2), атакже утилизировать отход производства фенола, При температуре нижео400 С снижается растворимость органической массы сланца и процесс становится неосуществимым, при темпераотуре выше 430 С снижается выходжидких целевых продуктов из-за значительного газообразования и возникает опасность коксообразования в нагревательной и реакционной аппаратуре.При снижении давления в процессетермического растворения прибалтийского сланца ниже 5 МПа увеличиваетсяколичество добавляемого извне растворителя. Осуществление процесса придавлении выше 8 МПа не дает дополнительного положительного результата,но потребует дополнительные капиталовложения на аппаратуру и эксплуатационные затраты.Предлагаемый способ протекает сбольшой скоростью, поэтому увеличивать время реакции выше 20 мин нецелесообразно, а осуществлять ее завремя менее 5 мин (т.е. при объемнойскорости более 12 ч ) техническитрудно,Формула изобретения1. Способ получения сланцевого битума путем обработки исходного сырья растворителем при повышенных температуре и давлении с последующей его отгонкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, обработку ведут в присутствии кубового остатка производства фенола кумольным методом при массовом соотношении исходного сырья и кубового остатка 1:0,2-0,8.Таблица 1 каэатели по примеру Состав пасты, накероген, мас.7кероген0,0 10 0,0 100,0 00 регенерированныирастворительт.кип. 200-320 Сфенольная смола 80,50,80,0 50,0 кип. бензин т до 200 С свежий р 0,0 60)0 40,0 60,0 створи 4,6 6,50 а. ИПа ра, С ско 6,.20 6 12(избыток)фракция т.кип.200-320 С 40,5 11,5 0,8 4,2 39,1 О,(избыток)битум для дорожго строительствфракции т,кип, выше 320 С 119,5 2)3 105,9 98 Растворимость органической массыкеро гена, мас, 3 92)0 92)5 9 6)0 98,0 3 122. СпОсоб по п. 1, о т л и ч а ющ и йс я тем, что в качестве растворителя используют фракцию, полученную в процессе обработки сланца и выкипающую дэ 200 С, при массовом сооотношении исходного сырья и фракции 1:0,3-0,7 и фракцию, полученную в процессе обработки сланца и выкипаютельУсловия опытдавление,температуобъемнаярость, чдлительноопыта, миВыход продуккероген"70,газ 68599 Ьщую в интервале температур 200-320 С,при массовом соотношении исходногосырья и фракции 1;0,2-0,8.а 3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что обработку сланцаопроводят при 400-430 С и давлении 5-8 МПа в течение 5-20 мин. 100 500 200 20,0 20,0 50,07 1268599 Продолжение табл. Показатели по примеру Состав пасты, накероген, мас.Х,100,0+ 100,0(избыток)битум для дорожного строительства фракциит.кип. выше 320 С 92,5 169,7 126,4 106, 1 124,5 Растворимость ор"ганической массыкерогенамас.Х П р и м е ч а н и е. В примерах 1 и 2 используют проточнуюаппаратуру, в примерах 3-10 - автоклав. регенерированныйрастворительт.кип. 200-320 Сфенольная смолабензин т.кип.до 200 С1 О 1268599 Таблица 2 Содерканне компонентов, мас.Х, по примеруэ Состав бензиновойФракции т,киц. до200 С и его свойства Апифатнческие углеводороды 1,3 862 13 0,9 1,0 1,7 1,8 1,5 2,0 10,3 толуолэтнлбенэолизопропилбензолк -пропилбензолФенолы 3,5 в том числе: фенол Ацетофенон24 ю 5 Ов 5 21,5 1,0 23,0 23,0 0,9 0,9 240 240 235 0,8 0,7 1,0 23,2 1,3 23,7 1,0 иП сырой бензиновой фракции 1 в 50315029 1 э 4998 1 э 5020 1 э 5008 1 э 5023 15025 1 э 45005021 14993 мв нейтральный114844 Составитель Н. КоролеваТехред Л.Олейник Корректор С. екмар Редактор Н. Рогулич Заказ 5992/24 Тираж 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д. 4/5