Способ получения битума

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА путем окисления нефтяного остатка кислородом воздуха при нагревании в присутствии 1-5 мас.% на остаток катализатора, содержащего соединение железа и элементарную серу, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, в качестве катализатора .используют порошкообразный продукт образующийся в качестве отхода при очистке углеводородного газа от сероводорода и содержащий хелатный комплекс железа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NUI

РЕСПУБЛИК ае аи

4(51) С 10 С 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н *В ТОРСНОНУ СВНВВТВВЬСТВУ

1 "3

Остальное (21) 3646863/23-,04 (22) 29.07.83 (46) 07.01.85. Бюл. В 1 (72) А.М. Фахриев, А.Н. Садыков, A.È Мазгаров, Н.И. Зайнуллин и ВВА. Харламов (53) 665.637.88(088.8) (56) 1. Гун Р.Б. Нефтяные битумы.

М., "Химия" 1973, с. 157-159.

2. Там же, с. 166 (прототип) ° (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУИА путем окисления нефтяного остатка кислородом воздуха при нагревании в присутствии 1-5 масЛ на остаток катализатора, содержащего соединение железа и элементарную серу, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, в качестве катализатора ,используют порошкообразный продукт, образующийся в качестве отхода при очистке углеводородного газа от сероводорода и содержащий хелатный комплекс железа (11 t) с дннатриевой солью этнлендиаминтетрауксусной кислоты, бикарбонат натрия, смесь сульфата и тиосульфата натрия, элементарную серу при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Порошкообразный продукт, содеркащнй хелатный комплекс железа (111) с динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты 2-6

Бикарбонат натрия

Смесь сульфа" та и тиосульфата натрия 1-3

Элементарная сера

1133284

Изобретение относится к способам получения битумов путем окисления нефтяных остатков и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, дорожной и других отраслях 5 промьппленности.

Известный способ получения битума путем окисления нефтяных остатков кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализато.10 ра — сульфпдов фосфора )1j

Недостаткам этого способа являются дефицитность и высокая стоимость применяемых катализаторов, ограничивающие его применение в промыш- 15 ленности, а также относительно большая продолжительность проведения процесса, трудность приготовления однородной реакционной смеси и токсичность применяемых катализаторов. 20

Наиболее близким к изобретению является способ получения битума путем окисления нефтяного остатка кислородом воздуха при нагревании в присутствии катализатора-хлорного, Я железа и элементарной серы, взятой в количестве до 5 мас ° % на исходное сырье f2).

Однако известный способ имеет .недостаточно высокое качество целе- З0 вого продукта по растяжимости (дуктильности) и глубине проникания иглы (пенетрации).

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта по растя35 жимости и глубине проникания иглы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения битума путем окисления нефтяного остатка кислородом воздуха при 40 нагревании в присутствии 1-5 мас.X на остаток катализатора, содержащего соединение железа и элементарную серу в качестве катализатора используют порошкообразный продукт, образующий- 45 ся в качестве отхода при очистке углеводородного газа от сероводорода и содержащий хелатный комплекс железа (111) с динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты, бикар- 50 бонат натрия, смесь сульфата и тиосульфата натрия и элементарную серу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошкооб- 55 разный продукт, содержащий хелатный комплекс железа (111) с динатриевой солью этилен1-3

Эксперименты проведены при трех различных составах катализатора.

Содержание компонентов в составе 1, мас.%: хелатный комплекс железа с трилоном Б 6; бнкарбонат натрия 3; сульфат и тиосульфат натрия 3, элементарная сера 88. Состав 2, мас.%: диаминтетрауксусной кислоты 2-6

Бикарбонат натрия 1-3

Смесь сульфата и тиосульфата натрия

Элементарная сера Остальное

Предлагаемый предел добавки катализатора является оптимальным, так как при добавлении катализатора менее 1 мас.% не достигается существенного повышения качества битумов по растяжимости и глубине проникания иглы, а увеличение добавки более 5 мас.X экономически нецелесообразно из-за большого расхода катализатора.

Порошкообразный продукт образуется при очистке углеводородных raзов от сероводорода водно-щелочным раствором хелатного комплекса железа (111) с динатриевай солью этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Hp и м е р 1. В металлический лабораторный реактор емкостью 2 л, снабженный мешалкой и электронагрева. телем, при 150 С загружают 1 кг

0 остатка, выкипающего выше 350 С, о угленосной нефти Куакбашского месторождения Татарии и при постоянном перемешивании — 1-5 мас.% отхода процессе сероочистки попутного газа, содержащего хелатный комплекс железа с динатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилоном Б) (2-6 мас.X), бикарбонат натрия (1-3 мас.X), сульфат и тиосульфат натрия (1-3 мас.%) и элементарную серу (88-96 мас.X). Затем полученную смесь в течение 7 ч продувают воздухом со скоростью 2 л/мин и температуру окисления поддерживают с поo„ мощью терморегулятора прн 260 С.

1133284

Таблица 1

Количество катализатора, мас., в составе

Показатели

1 г 3 1 б ,05(1)2(3!50,511(23)5 0,5,12!15

Температура размягчения по кольцу и шару, С

Растяжи37 38 44 49 51 35 36 43 47 50 34 35 41 44 49 мость при

25 С, см

Глубина проникания иглы при

25 С, 0,1 мм, 123 112 100

)70 )70 67 58 24 )70 >70 61 55 18 >70 70 59 53 17

84 45 119 109 96 80 40 116 107 92 73 39 хелатный комплекс железа с трилоном

Б 5; бикарбонат натрия 2; сульфат и тиосульфат натрия 2; элементарная сера 91. Состав 3, мас. : хелатный комплекс железа с трилоном Б 2, 5 бикарбонат натрия 1> сульфат и тиосульфат натрия 1, элементарная сера 96.

В соответствии с требованиями

ГОСТа на окисленные битумы их ка- 10 чество характеризуется следующими основными взаимозависимыми показателями: температурой размягчения, растяжимостью и глубиной проникания иглы. Результаты проведенных экспе- 15 риментов приведены в табл.

Пример 2. В реактор нериодического действия загружают 48,5 т мазута, выделенного из угленосиой нефти Куакбашского месторождения Та- .20 тарии, и 1,5 т (3 мас. ) отхода процесса сероочистки попутного газа в качестве катализатора состава, мас., хелатный комплекс железа с трилоном

Б 2, бикарбонат натрия 1; сульфат 25 и тиосульфат натрия 1; элементарная сера 96. Условия окисления: начальная температура 203 С в ходе про0

У

0 цесса температура повышается до 285 С, начальное давление воздуха 0,07 ИПа, щ в ходе процесса давление повышается до 0,17 MIa, После проведения процесса окисления в течение 37 ч получен продукт с основными показателями качества: температура размягчения по кольцу и шару 43 С, растяжимость о о при 25 С более 100 см, глубина проникания иглы при 25 С (0,1 мм) 128 мм.

По этим показателям полученный продукт соответствует дорожному битуму марки БНД 90/130 по ГОСТУ

22245-76.

Для получения дорожного битума указанной марки из того же вида сырья и при тех же условиях проведения процесса, но без катализатора, требуемое время окисления составляет 59 ч.

В табл. 2 для сравнения приведены данные по окислению того же сырья в идентичных условиях известным способом с использованием в качестве катализатора смеси хлорного железа с элементарной серой в количестве 0,5-5 мас.% при следующих составах катализатора: состав 1

12 мас. хлорного железа и 88 мас.% элементарной серы; состав 11 — 9мас. хлорного железа и 91 мас.% элементарной серы, состав 111 — 4 мас.% хлорного железа и 96 мас. . элементарной серы.

Свойства битума, полученного при окислении того же сырья в идентичных условиях с использованием в качестве катализатора хлорного железа, приведены в табл. 3.

Из данных табл. 1 и 2 следует, что предлагаемый способ окисления нефтяных остатков позволяет по сравнению с известным получить битум с более высокой растяжимостью (на 3-10 см и выше) и глубиной проникания иглы (на 2-9,0.0,1 мм) и удешевить процесс за счет использования в качестве катализатора отхода сероочистки.

1133284

Таблица 2

Показатели

05 1 2 3 5 0 5 1 2 3 5 05 1 2 3 5

37 38 44 49 51 35 36 43 47 50 34 36 41 44 49

68 65 57 54 20 64 63 55 50 15 63 61 54 47 14

114 106 93 78 44 111 104 92 76 38 108 102 88 74 37

Таблица 3

Количество катализатора, мас.Х

Показатели

Температура размягчения по кольцу и шару, С

40

34

Растяжимость при 25 С, см

61

Глубина проникао ния иглы при 25 С, 0,1 мм

115

80

109

Составитель Е. Горлов

Редактор Н. Джуган Техред Т.Маточка Корректор С. Шекмар

Заказ 9920/24 Тираж 547 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Температура размягчения по кольцу и шару, C

Растяжимость о при 25 С, см

Глубина проникания иглы при

25 С 0,1 мм

Содержание компонентов, мас.Ж в составе

1 2 3

0,5 . 1 2 3