Способ получения битума

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН осз САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О й.йМТйл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государственный дорожный научноисследовательский институт(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМАпутем обработки нефтяного сырья приповышенной температуре окислителем,80,1008235 разлагающимся при нагреве с выделением двуокиси азота и кислорода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьааения качества битума и эффективности процесса, в нефтяное сырье, нагретое до 80-100 С, вводят ингибитор окисления - амин в количестве 0,5-5,0 вес. и окислитель в количестве 2-16 вес.Ъ,на сырье, затем нагревают полученную смесь до 110-160 С с выдерживанием ее при этой температуре в течение 1-4 ч.2.Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что окислитель вводят в виде 10-90-ного раствора в кислой смолке ат ректификации бен.зола или в кислом гудроне. еФИзобретение относится к способамполучения битумов и может быть использовано в нефтеперерабатывающейпромышленности.Известен способ получения битумов путем окисления остатков переработки нефти кислородом воздуха при180 300 о С 1Наиболее близ ким к предлагаемомуявляется способ получения битума путем обработки нефтяного сырья приповышенной температуре окислителем,разлагающимся при нагреве с выделением двуокиси азота и кислорода 21 .Однако полученный битум имеетнеширокий интервал пластичности ипри этом наблюдаются потери сырья,отдуваемого в виде легколетучих компонентов и большие затраты энергиипри окислении.Цель изобретения - повышение качества битума, заключающееся в расширении интервала пластичности до120 С и снижение при этом потерьсырья и энергии на процесс.Поставленная цель достигаетсятем, что в предлагаемый способ получения битума путем нагрева нефтяногосырья до 80-100 С, вводят в негооингибитор окисления - амин в количестве 0,5-5,0 вес., с последующимвведением окислителя, Разлагающегося при нагреве с выделением двуокисиазота и кислорода, в количестве2-16 вес. на сырье с дальнейшимнагревом смеси до 110-160 С с ныдерживанием ее при этой температурев течение 1-4 ч,Окислитель предпочтительно вводить в виде 10-90-го раствора вкислой смолке ректификации бензолаили в кислом гудроне.Отличительные признаки способазаключаются в проведении процессав описанной последовательности сприменением указанных ингибитораокисления и окислителя, вводимых вуказанных количествах.В качестве окислителя может бытьиспользована 40-60-ная азотная кислота, смесь азотной с серной кислотпри весовом соотношении их от 10:1до 10:5, раствор аммонийной, натриевой или кальциевой селитры в серной кислоте, при весовом соотношении их от 10:4 до 10."8.Основным окислителем являетсяазотная кислота, которая при нагревании разлагается на двуокись азотаи кислород.В смесях с серной кислотой окислительные процессы усиливаются,поскольку серная кислота, связываявыделяющуюся воду, повышает концентрацию азотной кислоты.Окисление солями азотной кислоты(селитрами) основано на разложении их сильными кислотами, с выделениемокислов азота и кислорода.Окисляющийся эффект азотной кислоты становится практически заметнымуже при 2 вес окисляемого сырья.5 При 17 вес. наблюдается сильноепереокисление, снижающее показателихрупкости и растяжимости.Предварительный нагрев сырья дотемпературы менее 80 оС нежелателен,10 так как при этом преобладают процессы нитрования, а при температуребольше 100 оС наблюдается вспениваниеи.увеличиваются потеря массы (снижение выхода сырья),Последующий прогрев при температуре меньше 110 С не приводит к нужному эффекту окисления, а подъемтемпературы выше 160 С ведет к полуочению переокисленного продукта (повышению темпеРатуРы хРупкости) иувеличению потери массы. Аналогично сказывается и увеличение временипоследующего прогрева, в связи счем оно ограничивается в пределах1-4 ч.Применение ингибиторов окисления,аминов, тормозит окисление, снижаетперекисную деструкцию получаемогобитума, Оптимальная область концентрации ингибиторов окисления, соответствующая наибольшему выходу продукта, лучшим показателям температуры хрупкости и прилипания битума кгранитному щебню находится в пределах 0,5-5,0 вес. окисляемого сырья.35 Окисляющая смесь азотной кислотыс серной наиболее эффективна привесовом соотношении их от 10:1 до10:5, а смесь селитры с серной кислотой - при весовом соотношении от40 10:4 до 10:8. За пределами этихсоотношений или сильно снижаетсяэффект окисления или преобладаютдеструктивные процессы с потерейсырья,45 То же наблюдается и при сниженииконцентрации окислителя за пределы2-16 вес. окисляемого сырьяПрименение окислителя в нидераствора в кислой смолке ректификации бензола или в кислом гудроне,благодаря наличию в их составе битумоподобных органических соединений, позноляет значительно увеличитьвыход битума при одноврефнном обеспечении необходимых качественных55 показателей, по которым и ограничиваются пределы концентраций окислителя в этих растворах.П р и м е р 1, 520 г нефтяногогудрона (глубина проникновения иглы60 при 25 С более 300 см, температураразмягчения 28 С, температура хрупкости - 24 С) нагревают в металличесоком сосуде с лопастной мешалкой до95 С, вводят в него ингибитор окис-,оления 15,6 г (3 вес.) карбоксилами-(65на (моноэфир триэтаноламина и синте- Полученный битум имеет следующйе тических жирных кислот), а затемсвойства:температуру размягчения окислитель 78 г (15 вес.) 52-ной 48 С, температуру хрупкости -27 СРазотной кислбты, после чего темпера- растяжимость при 25 С 31 см. интер- туру поднимают до 145 С и выдержиОРал пластичности 75 С, прилипаниеоУ вают смесь при этой температуре 5 к гранитному щебню хорошее.2,5 ч.Полученный битум имеет следующие П р и м е р 4. 250 .г нефтяного свойства: температуру размягченияо огудрона имеющего свойства описанЮ 47 С, температуру хрупкости - 27 С, ные в примере 1, нагревают в металрастяжимость при 25 оС 82 см, интер лическом сосуде с лопастной мешалкойвал пластичности 74 С, прилипание до 94 С, вводят в него ингибиторО ок гранитному щебню отличное (по пяти- окисления 5 г (2 вес,) карбоксилами-бальной системе). на, а затем окислитель (аммонийнуюселитру, смешанную в соотношенииП р и м е р 2, 330 г нефтяного 15 10:б с серной кислотой) в количестве гудрона, имеющего свойства, описан г (16 вес. гудрона) растворенный ные в примере 1, нагревают в метал- в 50 г (44-ный раствор) кислой смоллическом сосуде с лопастной мешал- ки ректификации бензола после чегоо1 кой до 870 С, вводят в него ингиби- температуру поднимают до 155 С и вы" тор окисления 6,6 г кубовых остат держивают смесь при этой температуков алкиламинов (2 вес.), а затем ре 3 ч.окислитель 39,6 г (12 вес.) смеси. Полученный битум имеет следующие азотной и серной кислот, взятых свойства: температуру размягчения в весовом соотношении 10:5, после 70 С, температуру хрупкости -24 С чего температуру подниМают до 150 С 25 растяжимость при 25 С .13 см интеро оУоР и выдерживают массу при этой темпе- вал пластичности 94 С, прилипание . ратуре 3 ч. к гранитному щебню отличное.Полученный битум имеет следующие Результаты других исследований свойства: температуру размягчения битумов, полученных предлагаемым 94 С, температуру хрупкости -27 С, способом, сведены в таблицу из коо орастяжимость при 25 С 40 см, интер- торой видно, как меняются свойствао 30У вал пластичности 121 оС припипание получаемого продукта при средних и к гранитному щебню отличное. предельных значениях концентрациейокисляющих ингредиентов в зависимосП р и м е р 3270 г нефтяного ти от типа окислителя, в присутствии гудрона, имеющего свойства, описан ингибиторов окисления и без них, при ные в .примере 1, нагревают в метал- изменении температуры и времени про- лическом сосуде с лопастной мешалкой ведения процесса окисления. до 97 оС,. вводят в него ингибиторИспользование предлагае окйсления 10,8 г алкиламииа АНПсоба получения битума пспользование предлагаемого спосо а получения битума позволяет по (4 вес,), а затем окислитель 27 г 40 сравнению с существующими получить (10 вес.) раствора аммонийной се- битумы с лучшими эксплуатационными литры в серной кислоте, взятых в свойствами и на 10-15 вес. умень- весовом соотношении 10:б, после че-шить потери сырья, а при использоваго температуру смеси поднимают до нии смолообразных отходов (кислых 130 С и выдерживают массу при этой 45 смолок и гудронов) увеличить выходотемпературе в течение 3,5 ч, ф битума до 140 вес10082 35 Температранагрева, С Окислитель последующего 1., 5 НН 0 145 2,5 КарбоксиламинТо же То же 2,0 То же То же и 6,0 и 10,0 и и 15,0 и 16,0 и 17,0 20,0 и,и 15,0 80 и 15,0 15,0 и 100 102 и 15,0 Алкиламин АНПТо же 15,0 80 105 15,0 НН 08 То же 110 То же 15,0 160170 15,0 15,0 150 и 85 0,5 15,0 и То же То же 15,0 4,0 15,0 и 90140 3,515,0 То ае То же То же То же 15,0 15,0 15,0 2,5 То жеКоличество окислителяот весасырья предварительного Время после- дующего на-. грева, ч Ингибитор окис- ления1008235 10 Выходбитума,вес.%сырья Количество ингибитора,вес,Фсырья Свойства полученного битума Растяжимостьпри25 С,см Прилипаниек граниту,баллы Интервалпластич новости,С Т размягчения, оС Т хрупкости ОС Окислитель 3 991008235 Продолжение таблицы Свойства полученного битума Траэмяг- чения Окислитель 100 5 30 -26 5686 т 25 111 25 96. 95 94 -20 0 60 т 20 80 МН 4 К 04 Н 804 То же74 т 2440 т 25. 98 65 100 ЙаНО+ н 504Ю 40 -21 61 17 9833 44 -.25 69 67 38 т 25 63 50 -20 70 КНО,Н,504 46 -28 74 99 40 т 23 63 МН 4 М 04 Н 250410 в кислойсмолке 61 .26 87 70 -24 94 110 4 То же 50 - ф 87 -19 106 5128 1106 55 25 18066 -24 90 10 115 50 91 -17 108 0 90 123тттттФ Составитель Е. ГорловРедактор Е. Кинив Техред,м,тепер Корректор Ю.МакаренкоЭакаэ .2269/34 Тираж 501 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 90 - ф.То жев кисломгудроне Количест-во ингибитора, вес. сырья Т Интер-:, хруп-. вал кости плас- еС ности,фСе Растяжимость при25 РС, см Прилипание. к граниту, баллы Выходбитума,вес.сырья