Способ получения кровельного битума
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5D 4 С 10 С 3/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3802116/23-04 (22) 17. 10. 84 (46) 30.05.86. Бюл. М 20 (71) Физико-химический институт им. А.В.Богатского (72) Г.Л.Камалов, Ю.В.Гавсевич, Г.А. Кипера, В.И.Шелехов, В.Д.Биенко и В.Ю.Кричевский (53) 665.64(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 362041, кл. С 10 С 3/04, 1973.
Розенталь Д.А. и др. Каталитическое окисление нефтяного битума.
Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-техн. сборник, 1964, У 12, с.26-28. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРОВЕЛЬНОГО БИТУМА путем окисления нефтяного
„„SU„„1234415 А1 остатка с температурой размягчения
32-37 С по КиШ кислородом воздуха в присутствии катализатора — хлорида металла переменной валентности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения процесса окисления и улучшения качества битума, в качестве катализатора используют хлорид железа или хлорид кобальта, или хлорид марганца в смеси с кубовым остатком производства синтетических жирных кислот при массовом соотношении компонентов в смеси соответственно 1-3:3,3-22 в количестве 1,1
17,3 мас.Х на нефтяной остаток и процесс проводят при скорости подачи воздуха 0,1-10 л/мин на кг остатка.
34415
1О
20
1 12
Изобретение относится к способу получения окисленных битумов, находя. щих широкое применение в кровельной промышленности.
Цель изобретения — ускорение процесса окисления и улучшение качества битума.
Пример 1. В лабораторный окислительный реактор загружают 3 кг нефтяного остатка с температурой размягчения 32-37 С по КиШ. Нагревают до 200 С.При расходе воздуха 5,0л/мин на 1 кг исходного битума загружают
22,5 г хлорного железа и 495 г кубового остатка синтетических жирных кислот, содержащего монокарбоновые жирные кислоты Cz, (СЖК), в виде пасты, замешанной на исходном битуме.
Кубовый остаток имеет кислотное число 99,8, число омыпения 13,2, содержит неомыляемых 10,2мас.X и оксикислот 3, 1 мас .%. Затем окисление ведут о до температуры размягчения 90 С по
КиШ. Через 8 мин окисленный битум о при температуре размягчения 90 С ло
КиШ имел пенетрацию п = 4 1,2 мм х х 10 (таблица).
Пример 2. Осуществление способа без катализатора.
Результаты указаны в таблице.
Пример ы 3-44. Использование в качестве катализаторов различных добавок и соотношения хлорид металла: СЖК при различной скорости продувки воздуха, Результаты представлены в таблице. за, полученные из кубового остатка
СЖК, оказались более активными каталитическими добавками, чем соответствующие стеараты.
Кроме того, согласно ОСТ 38.01182-80 использованный кубовый остаток
СЖК содержит не только жирные насыщенные монокарбоновые кислоты, но и неомыляемые вещества и смолистые продукты конденсации и полимеризации.
Как видно иэ таблицы (пример 4), добавка этого кубового остатка в окисляемый битум приводит к незначительному изменению как скорости процесса, так и качества получаемого битума, но смесь хлоридов марганца или кобальта, или железа с кубовым остатком СЖК проявляет эффект гораздо более сильный, чем индивидуальный хлорид либо индивидуальная соль указанных металлов с СЖК (примеры 12-44), Таким образом, налицо синергетический эффект совместного влияния соответствующего хлорида переходного металла и содержащихся в кубовом остатке СЖК веществ. В результате не только сокращается длительность процесса и улучшается качество получаемого битума, но и отпадает необходимость специально получать смесь солеь высших жирных предельных монокарбоновых кислот, которая проявляет меньший положительный эффект в сравнении со смесью хлорид переходного металла кубовый остаток СЖК.
Из данных таблицы следует, что различные добавки способствуют сокращению времени достижения необходимой температуры размягчения и повьппению качества получаемых бимутов. В зависимости от качества исходного сырья и качества получаемого битума режимы процессов, а также природа и количество каталитических добавок в известЯ ных способах получения окисленных битумов могут быть самыми различными.
Как видно из таблицы (примеры 5, 6, 7 и 8), стеараты меди, марганца, кобальта и особенно железа в заметной степени ускоряют процесс повьппения температуры размягчения и понижения пенетрации.
Такой эффект может быть получен при использовании солей .более доступных гомологов стеариновой кислоты.
Как видно из таблицы (примеры 9, 10 и 11), соли кобальга марганца и желеНаблюдаемый положительный эффект может бьггь объяснен результирующим влиянием таких факторов, как: образование смешанных (разнолигандных) комплексов переходного металла, эффективно проводящих (катализирующих) не только реакцию окисления углеводо родов, но и такие важные процессы, как дегидратация, конденсация, полимериэация и т.п., возможность образования гидропероксидов и пероксидов из неомыпяемых и смолистых веществ кубового остатка СЖК, более эффективно (чем аналогичные соединения, образующиеся из углеводородов окисляемого битума) проводящие инициирование перечисленных реакций, активирующее влияние компонентов кубового остатка СЖК, способствующих протеканию реакции на поверхности твердого хлорида металла либо его нерастворимого комплекса.
Зависимость длительности процесса получения окисленных битумов, их температуры размягчения и пенетрации от характера, состава и количества катализатора и скорости продувания воздуха
Коли- Массовое чество соотношеПенетраСкорость воздуха, л/мин кг
Время процесса, мин
Катализатор
Пример ция ю мм ° 10 каталиwe хлорид металла:СЖК окисленного бизатора, мас. Х окисленного био тума, С тума
41,2
5,0
3:22
24,0
300 5 0
FeC1>
1,0
10,0
108
5,0
180
13,0
300
5 0
СЖК
19,0
102
5,0
120
30,0
5,0
150
1,0
18,0
102
5 0
150
1,0
17,0
5 0
180
1,0
102
29,5
5,0
Fe (СЖК) 1, 0
31,0
5,0
120
10 Со(СЖК), 1,0
25,8
5,0 120
Ип(СЖК) 1,0
28,3
0,1
150
1:3,3
FeC13 + СЖК
То же
1:9,4
27,0
0,1
150
2,6
1:22
27,5
0,1
135
5,8
27,3
0,1
150
2:3,3
2:9,4
27,8
142
0,1
5,2
27,0
0,1
140
2:22
11,5
26,5
0,1
130
3:3,3
3,3
28,8
0,1
3:9,4
7,8
27,5
0,1
120
3:22
17,3
3 12344
Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить длительность процесса до 8 мин вместо 12-20 ч по известной технологии, улучшить качество целевого продукта (показатель
ГеС1 + СЖК 17,3
Без катализатора е В э
CoSt„
CuSt
Mn St
15 4 пенетрации достигает 41,2 мм 10 ), применить в качестве добавок отход нефтеперерабатывающей промышленности — кубовый остаток
СЖК.
Температура размягчения по КиШ
1234415. Продолжение таблицы
Пенетрация мм ° 10
Катализатор КолиПример
Массовое соотношеВремя Скорость процес- воэдуха, са, мин л/мин кг чество каталиние хлорид металла: С)КК окисленного бизатора, мас.Х окисленного битума, С т ума
1:3,3
100
5,0
27,2
1:9,4
1:22
2,6
100
5,0
26,5
5,0
5,8 I 00
25 3
2:3,3
2,2
105
5,0
30,0
5,0
2:9,4
102
31,8
94
100
30,2
2:22
1.1, 5
5,0
92
3 3
30,8
5 0
5,0
95
29,5
7,8
5,0
27,8
17,3
26,9
10,0
1:3,3
1:9,4
70.30
26,5
2,6
27,4
10,0
1:22
10,0
10,0
32,2
30,1
2:3,3
2:9,4
2,2
93
5,2
28,8
40
10,0
2:22
11,5
29,5
10,0
36
35,4
10,0
7,8
37,2
10,0
17,3
19,3
90 l0,0
240
0,92
17,8
145
5,0
1:20
21,0
32,5
10,0
1:3,3
СоС1 + С%К 1,1
34,9
35
3:22
17,3
35,8
94 f0,0
1:3,3
ИпС 1. +CNK l 1
37,2
10,0
17 3
Л:
3:22
ВШ9И1И Заказ 2952/30 Тираж 482 Подписйое!
1ро!!зв.-полпгр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4
3:з,з
3:9,4
3:22
3:3,3
3:9,4
3:22
1:8,26
Температура размягчения по КиШ
