Способ получения битума

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА путем окисления нефтяного сырья при ,240-260 С кислородом воздуха в присутствии добавки, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени окисления, в качестве добавки используют нефтяной высокоароматический концентрат, содержа-щий 46-72,3 мас.% полициклических ароматических углеводородов, взятый в количестве 1-4 мас.% на сырье.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NWVNO Е

РЕСПУБЛИК

4(51) С 10 С 3 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ азавуэ1 тс (21) 3647619/23-04 (22) 27.09.83 (46) 15.02.85. Бюл. У 6. (72) А.Ю. Серебряков, А.А.Гуреев, P.З. Сюняев, А.И. Самохвалов, Л.Н. Шабалина и И.Л. Кушнир (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промьппленности им. И.М.Губкина (53) 665.521.8(088.8) (56) 1. Патент ГДР У 74912, кл. 22 ?1 7/01, опублик. 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 899632, кл. С 10 С 3/04, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

9 740806, кл. С 10 С 3/04, 1979 (прототип)...SU.,» 1 743 А (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА путем окисления нефтяного сырья при .240-260©С кислородом воздуха в присутствии добавки, о т л и ч а ю .— шийся тем, что, с целью сокращения времени окисления, в -качестве добавки используют нефтяной высокоароматический концентрат, содержа-. щий 46-72,3 мас.Х полициклических ароматических углеводородов, взятый в количестве 1-4 мас.Х на сырье.

Таблица 1

1119,6

gO

ПЛОтнОстьр )у

1, 0955

0,9743

0,9863

3,6

0 8

0,39

23,2

17,8

11,5

0,5

1,7 парафино-нафтеновые

1 113974

Изобретение относится к получению . битума окислением нефтяных остатков и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ получения битума путем окисления смеси высокомолекулярных углеводородов (типа гудронов) при 240-260 С с предварительным введением в них компонентов нефтяного происхождения, в качестве кото- 10 рого используют вакуумные дистилляты (1 ).

Известеи способ получения битума путем окисления нефтяного гудрона кислородом воздуха при 240-260 С в присутствии мазута высокопарафинистой нефти 12 ).

Однако эти способы расширяют сырьевую базу и повышают качество целевого продукта, не интенсифици- 20 руя производство.

Наиболее близким к изобретению является способ получения битума путем окисления прямогонного гудрона при 240-260 С кислородом воздуха 25 в присутствии 10-20 мас ° X. тяжелой газойлевой фракции $ 3$.

Недостатком известного способа является длительное время окисления гудрона, составляющее 11 ч.

Цель изобретения — повышение времени окисления.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения битума путем окисления нефтяного cblpbR при 240-260 С кислородом воздуха в присутствии 1-4 мас.X на сырье нефтяI

Температура размягчения по КиШ, С

Содержание серы, мас.X

Коксуемость, 7.

Групповой углеводородный состав, мас.Ж: ного высокоароматического концентрата, содержащего 46-72,3 мас.X 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) можно регулировать изменением поверхностного натяжения системы, введением в нее различных добавок. При минимальном размере пузырьков система имеет максимальную межфазную поверхность, а следовательно, и большую скорость окисления. По способу согласно изобретению уменьшение концентрации добавки в смеси ниже 1 мас.7. и увеличение содержания добавки выше 4 мас.X 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.X на исходную смесь, тщательно перемешивают и подвергают продувке воздухом прй 240260 С. В качестве добавки используют, например, экстракт селективной очистки 3-й масляной фракции и крекинг-остаток.

Характеристики исходного гудрона и добавок приведены в табл. 1.

:Продолжение табл.1

1139743 ароматические углеводороды, 70

66

60 в том числе:

7 °

15,6 легкая ароматика

6,7.12,2

12 средняя ароматика тяжелая ароматика (полициклическая) 57

72,3

32,2

6,0

20

Смолы

Асфальтены

4,6

7,3

Таблица 2

Свойства битума при добавке экстракта, мас.X

Показатели

0 0 5

Температура размягения С

50 50 50 50 50 50 50 50 50

Глубина проникания иглы при 25 С» х 0,1 м

62 68 74 78 79 81. 82 83 84

Растяжимость при

25 ФС

50 51 58 68 64 62 60 58 57

Температура хруйкости, С

"15 -16 -19 - 22 . -20 -19 -17 -17 -16

Интервал пластичности, оС

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 8л/мин при 240 С до температуры размягчения.50 С по Кий.

Свойства полученного битума приведены в табл. 2.

Пример 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.Х добавки.

Свойства полученных битумов приведены в табл. 2, 1,0 1,5 2 ° 0 2,5 3,0 3 5 4,0

1139743

Пример 3 ° 300 r гудрона смешивают с 1,5 (0,5 мас.Ж) крекингостатка. Условия окисления такие же, как в примере 1, но температура процесса 260 С. 5

Пример 4. Условия осуществления аналогичны примеру З,с тем отТаблица 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 размяго чения, С

50 .50 50 50 50 50 50

Глубина проникания иглы при 25 С, х 0,1 м

64. 66 69 70 68 66 62

Растяжимость при

25 С, см

51 57 59 62 56 52 51

Температура хрупкости, OC

-16 — 17 — 17 — 18 -17 — 16 -15 -14

Интервал пластичности, С

66 67 67 68 67 66 65

Пример 5, Для сравнения получают битум из гудрона без добавки (см. табл. 2).

Таблица 4

1 1 10 6 10 3 9 8 9 1 8 6 9 4 9 8 1О 2

50 50 50 50 50 50 50 50 50

Температура хрупкости, С

-15 -15 -15 -16 -17 -18 -18 -17 -16

Интервал пластичности, С

65 65 65 66 67 68 68 67 66

Бремя окисления, ч

Температура размягчения по КиШ, С личем, что окисление проводят последовательно с 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 3,5 и 4 мас.% добавки.

Свойства полученных битумов по примерам 4 и 5 приведены в табл.3.

Зависимость скорости окисления и качества получаемых битумов из гудрона и смолыпиролиза представленыв табл.4. концентрации смолы пиролиза, ас.7, 2,0 2,5 3,0 3 5 4,0

1139743 (7.Продолжение табл.4

Показатели

Свойства битумов при концентрации смолы пиролиэа, мас.X

5 3,0 3,5

Растяжимость при

250С см

50 50 51 52 53 54 52 52 51

Глубина проникновения иглы при 25 С, х 0,1 мм

62 63 64 65 65, 66 64 62 60

Таблица 5

Свойства продуктов при концентрации, мас.7 л

Показатели крекинг-остатка экстракта

8,3 8,7 9,2 10,0 7,3 7,5 7,8 9,2

Время окисления, ч

Температура размягчения по КиШ, С

50 50 50 50 50 50 50

Температура хрупкости, Ос

-16 -15 -12 -9 -14 -12 -9

Интервал пластичности, С

66 65 62 59 64 62 59

Растяжимость при

25ОС, см

57 52 59 32 50 46 39

Глубина проникания иглы при 25 С, х 0,1 мм

84 81 78 52 60 58 54

Данные влияния количества добавки выше 5 мас.Х на время окисления

Из данных табл. 5 видно, что увеличение концентрации добавки выше

5 мас.X приводит к увеличению времени окисления с одновременным ухудшением качества получаемых продуктов. Таким образом, наиболее оптимальной является концентрация добавки 1-4 мас.X.

Полученные данные подтверждают теоретические 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

55 натяжение для данного типа добавок приходится на интервал 1-4 мас.X.

Дальнейшее повышение концентрации добавки приводит к увеличению по.10

ll39743

Таблица 7

Время окисления, ч, для

Добавка, Ж экстракта крекинг-остатка

Та блица 6

Гудрон беэ добавки

1150

11,0

10,8

0,5

10,9

9,4

8,2

1,5

6,9

7,3

8,6

6,3

7,0

2,5

8,9

6,9 3

9,4 3 5

1,5

Гудрон

Мазут

7ь1

8,7

8,4

1,0

7,2

;.Гудрон с асфальтом

7,3

8,3

6,2

ЗО

Мазут с асфальтом

7,8.

1,5

Составитель Е. Горлов

РедактоР Т. Веселова ТехРед П„Коцюбняк Корректор A. Ильин

Заказ 223/19 Тираж 546 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130М1, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Зависимость времени окисления от концентрации добавки представлены 35 в табл. 7.

Таким образом, предложенный способ позволяет в 1,59-1,75 раза сократить время окисления при одновременном улучшении качества получаемых продуктов.