Способ получения сланцевого битума

 

Изобретение касается производства битумов, в частности получения сланцевого битума, используемого в дорожном строительстве. Битум получают термообработкой смеси сланца с бурым углем в присутствии регенерированного растворителя, шлама обогащения никелевой или медной руды, взятого в количестве 0,2-1% от массы смеси сланца с углем, и циркулирующей ароматизированной фракции с т.кип. до , взятой в количестве 30-50% от массы смеси сланца с углем. Процесс целесообразно вести при 410--- 430°С, давлении 3-10 МПа и массовом соотношении органических масс сланца и угля, равном 1:ХО,7-1). Способ позволяет .снизить расход нерегенерированного растворителя до 0-5,8% от массы смеси сланца и угля и этим самым повысить эффективность процесса, 1 з.п. ф-лы, 3 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИН

30 1 402605 A 1 (51)4 С 10 G 1/04 С 10 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4169887/23-04 (22) 10. 11. 86 (46) 15.06.88. Бюл. 1Ф 22 (71) Институт горючих ископаемых и Институт высоких температур АН СССР (72) А.Б.Воль-Эпштейн, В.Г.Липович, М. Б.Шпильберг, В.В.Земсков, О. Н. Сергеева, В. Г. Жилин, Э.Э.Шпильрайн и А.В.Руденский (53) 665. 7. 032. 56 (088. 8) (56) Воль-Эпштейн A.Á. и др. Термическое растворение прибалтийских горючих сланцев на проточной установке. — Химия твердого топлива, 1980, Ф 2, с.67-70.

Авторское:свидетельство СССР

В 1281584, кл. С 10. G 1/04, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛАНЦЕВОГО

БИТУМА (57) Изобретение касается производства битумов, в частности получения сланцевого битума, используемого в дорожном строительстве. Битум получают термообработкой смеси сланца с бурым углем в присутствии регенерированного растворителя, шлама обогащения никелевой или медной руды, взя- того в количестве 0,2-1Х от массы смеси сланца с углем, и циркулирующей ароматизированной фракции с т.кип. до 200 С, взятой в количестве 30-50Х от массы смеси сланца с углем. Процесс целесообразно вести при 410 - "

430 С, давлении 3-10 МПа и массовом соотношении органических масс сланца и угля, равном 1:(О,?-1). Способ позволяет .снизить расход нерегенерированного растворителя до 0-5,8Х от массы смеси сланца и угля и этим самым повысить эффективность процесса, 1 3 п. ф-лы, 3 табл.

1402605

Изобретение относится к способу получения битума для дорожного строительства и может быть использовано в сланце-и углеперерабатывающей про5 мышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса sa счет снижения использования в последнем растворителе, не подвергающегося реген эрации °

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Предлагаемый способ проводят во вращающемся 2-литровом автоклаве, в который загружают кг пасты, в течение 10-40 мин. Время нагрева автоклава до рабочей температуры составляет 1 ч 50 мин. Процесс проводят при 410-430 С, давлении 3-5 ИПа, при массовом соотношении органической массы сланца к органической массе угля (ОИС:ОИУ) =1:(0,7-1,0), при массовом соотношении смеси сланца и угля к регенерированному растворите- 25 лю 1:(1,3-2,0) и в присутствии катализатора и ароматизированной бензиновой фракпии.

В процессе используют катализаторы: катализатор N - 1 — шлам обогащения 0 никелевой руды среднего состава, 7.:

ИiS 0,16-0,66; CoS 0,017-0,055; CuS

0,12-0,40; CaSOp 5,2-28,3; сера элементная 0,5-3,0; Fe O> остальное; катализатор Ф 2 — шлам обогащения медной руды среднего состава, 7.:

CuS 0,5-0,6; NiS 0,01- 0,1; СаS 0,001

0,002; Na@S 0,05-0,10; V 0,005-0,01

MSg 0,03-0,05; Fe qOь остальное. Количество катализатора составляет 0,21,0 мас.7. от смеси сланца и угля.

Жидкие продукты процесса, содержащие в своем составе нерастворившееся органическое вещество сланца и бурого угля и их минеральную часть, дистиллируют при нормальном давлении для отгона ароматизированвого бензина с о, температурой кипения .Ф 200 С, затем под вакуумом при остаточном давлении

50 мм рт.ст. для отбора фракции с 50 т,кип 200-320ОС. Остаток с температурой кипения выше 320 С является целевым продуктом — сланцевым битумом для дорожного строительства.

Ароматизированный бензин с темпе- 55 о ратурой кипения до 200 С и регенерированный растворптель с т.кип 200—

320 С возвращают в начало процесса в качестве компонента растворителя для приготовления новой порции пасты.

Состав пасты, условия проведения процесса и получения результаты приведены в табл.1.

Пример 1. Пасту готовят смешением рядового прибалтийского сланца 264 r, 6yporo угля 106 г (массовое соотношение ОИС:ОКУ = t:1,0), катализатора N 2 1,8 г, регенерированного растворителя с т.кип. 200-320 С

302,2 r и ароматизированной бензиновой фракции с температурой кипения до 200 С 148 г, массовое соотношение смеси сланца и уголь к ароматизированному бензину составляет 1:0,5.

Рядовой прибалтийский сланец (сланцевая мелочь) имеет следующую характеристику, мас.7: W О, °

Бурый уголь имеет следующ м показатели, мас.7: А 3,55; С 71,62;

0 20 N 0 66 W

Регенерированный растворитель с т.кип. 200-320 С, имеет плотность

J ä 989 кг/м, элементный состав, 20 мас.X: С 83,00; Н 9,52; S 0,52;

N 0,9, содержание фенолов 29,5 об.X.

Выход сланцевого битума с температурой кипения выше 320 С в расчете на 370 г смеси прибалтийского рядового горючего сланца и бурого угля, составляет 365 г.

Пример 2. Сырье и условия процесса термического растворения аналогичны примеру 1, за исключением температуры процесса — 418 С и количества ароматизированного бензина—

50Х от смеси сланца и угля.

Пример 3. Проводят процесс термического растворения рядового прибалтийского сланца и бурого угля в условиях примера 1 с использованием катализатора @ 1 (0,5 мас.7 на смесь сланца и угля).

Количество ароматизированного бензина в условиях примера 3 составляет

30 мас. от смеси сланца и угля.

Пример 4. Сырье и условия процесса аналогичны примеру 3, за исключением количества ароматизированной фракции с температурой кипения до 200 С вЂ” 20 мас.X от смеси сланца и угля.

Пример 5. Пасту готовят смешением рядового прибалтийского горючего сланца 264 r, бурого

1402605 угля 106 г (массовое соотношение

ОМС:ОМУ = 1:1,0), регенерированного ,растворителя 302,2 r массовое соотношение смеси сланца и угля: растворитель 1:1,3), массовое соотношение смеси и сланца и угля: ароматизированный бензин составляет 1:0,6, ко" личество катализатора У 2 (1 мас.7 от смеси сланца и угля) 2,7 r. Процесс ведут при 525 С и продолжительности 40 мин.

Пример 6. Пасту готовят смешением выборочного образца сернистого сланца и бурого угля при массовом соотношении 0,7-0,3, массовое соотношение смеси сланца и угля к растворителю составляет 1:1,45.

Сланец имеет следующую характеристику, мас.7.: У 5 87; А 44,25;

S< 5, 10; N 1,41. Используют катализатор У 2. Процесс проводят при

425 С и времени 40 мин.

Пример 7. Сырье и условия процесса аналогичны примеру 6 за исключением времени реакции — 10 мин.

Пример 8. Сырье и условия: опыта аналогичны примеру 5 за исключением количества катализатора N -2—

0,2 мас.Ж на смесь сланца с углем.

Химический состав исходного ароматизированного бензина с температурой кипения до 200 С и ароматизированного бензина с температурой кипения до

200 С, полученного в условиях примера 2, практически не изменяются (табл. 2) .

Результаты испытаний образцов би40 тумов (табл. 3) свидетельствуют о том, что битумы на основе продуктов термического растворения в присутствии катализаторов рядового, прибалтийского или сернистого сланцев в смеси с бурым углем удовлетворяют требованиям

ГОСТа 22245-76 на нефтяные битумы, используемые в качестве вяжущего для дорожного строительства.

Анализ табл. 1 показывает, что оптимальньм количеством вводимой в процессе фракции с температурой кипения до 200 С является 30-50 мас.X от смеси сланца и угля. При снижении этого количества до 20 мас.Х увеличивается дефицит растворителя до 13, 3 мас. Е, а увеличение до 60 мас. K не приводит к изменению показателей процесса и экономически нецелесообразно.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет проводить процесс термической обработки рядового прибалтийского сланца или сернистого сланца в смеси с бурью углем практически без использования нерегенерированного растворителя, т.е. снизить расход этого растворителя до 0—

5,8 мас.7 от смеси сланца и угля.

Формула изобретения

1. Способ получения сланцевого битума путем термической обработки сланца в смеси с бурым углем при повышенных температуре и давлении в присутствии регенерированного растворителя с последующей перегонкой полученных продуктов с выделением целевого продукта, о т л и ч а юшийся тем что, с целью упрощения технологии процесса, термическую обработку сланца в смеси с бурым углем ведут в присутствии шлама обогащения никелевой руды или медной руди, взятого в количестве 0,2-1,0 мас.Ж от смеси сланца с углем, полученную при перегонке ароматизированную фракцию с температурой кипения до 200 С, в количестве 30-50 мас.X от смеси сланца с углем возвращают на термическую обработку.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что процесс проводят при температуре 410-430 С, давлении 3-10 ИПа и массовом соотношении органической массы сланца и органической массы угля 1:(0,7-1,0).

1402605 со а о сч сч » « о о

° . М Ф ССЪ о о

° I I л сч оь .а

М

И о в в

И сч сч о ьо а а о со

О л . I I сч сч

P о а о

ЗСЪ сч а! о

В ССЪ сч o

М а» ее о в

И сф

ФЪ а

И ° а о о

О е

О л сч о в а о

С "1 М с Ъ а

00 сч о а

СР\ а о о

И в а О о и о о в СЧ О

f °

О л о а а о сеЪ се) I

1 и ь а о сеЪ о а о ьо

О О а

D л сч

О С1 а а

I D СО м сч

° - D И

° е сч О

И (!

t л а ьо

° е о о сч о о а а

О л сч

О о

М сеЪ а со сч сеЪ а

: ) сч е.в а» О

Ф СеЪ

И

» о

° »

° е сч а

»е сч

О О а а о л о

°, С1

Се\

М а И

Ю а сч о о о

° - C«C ССЪ

° е а еа О

° М . се1 о о

М о

О с Ъ И а! а а о

О CO о . и с"ъ сч м о

° ь а сч О

° СеЪ Ф М

О о а а

О л сч о о а с1 И а сф о !о о сч ф . сьЪ о

° а о л сеЪ «ф Я

I » 39

3 б ) ill (Ф ! t» ф

Ф ф С о

:ь

О

5 р и о

Ф Оь

Ц

v х 3

СС I о

g x о х ! о щ О

1 л

1 (— — ) !

1.М о g

-1

Я 19,:

6«х ! al

Д

>х д о и

Х

Ф ьй

5 М се I I I ьоа л

% .%

f»

9 ее ф

М Ю

5 ф С»ь

Q х

Оь о с (е ф ь х х

Ф о

Ч

Ф о а ы

53 д

Ф и о а Д ф !»

o, v о

Й

f»C Д

1402605

° о ьР

° \ а л л фь

ФьЪ аР

Ю ьь

cv ф Ф

Ф В Ч

Оь

) () 1ь

Ф л о а е Ь ьЪ ФьЪ (Ч

ОО л

Оь ьР1

СЧ СЧ л в л

8 л

OI

° ь о

4Ч CV

Ch Ф

O ° ь ф 41ь

Ф (о

Ю Ю

N Ф4 ьЮ Ю

Фь

Ы СЧ

ct A

МВВ Л

A м ф lO

М о ф 3ф ь

° ь Ф

I Ф к) о л а

s. В

I ф Ю о л

Ж

Ю ФьЪ м

Ю

В В В о Ф

МьЪ CV 4 л

° \ Ф! Ф . ОО фЪ

1 мо а л

Е СЧ О С.

1402605

Ароматизированные бензины с температурой кипения до

200 С

Регенерированный в примере 2

Исходный

1,7

71,5

71,0 в том числе

Бензол

0,6

1,0

1,6

Толуол

Этилбензол

10,4

10,0

55 ° 1

54,7

3,3

° 26,5

24,0

26,0

24,0

0,7

0,8

Показатель

105

250

145

Температура размягчения, С

36

Изменение температуры размягчения после прогрева, С

63

5,1

Показатели бензинов

Содержание углеводородов, мас.Х

Алифатические углево дороды

Ароматические углеводороды

Изопропилбензол н-Пропилбензол

Фенолы в т.ч. Фенол

Другие углеводороды

Глубина проникновения иглы при 25 С (100 г, 5 с), мм

Глубина проникновения иглы при 0 С (200 r, 60 с), мм

Испытание на сцепление

Растяжимость при 25 С, см

Растяжимость при 0 С, см

Таблица2

ТаблицаЗ й

Битум по примеру (6

Выдерживает Выдерживает.