Способ получения битума

 

Изобретение касается производства битума, используемого в дорожном строительстве. Для снижения времени окисления нефтяного остатка используюг другую углеводородную Добавку - полиалкилбензольную смолу (ПАБС) при массовом отношении 10-50: 1 . ПАБС является отходом процесса алкилирования бензола пропиленом в присутствии каталитического комплекса на основе AlClj после отделения отгонкой полиалкилбензолов. Этот способ позволяет снизить время окисления с 16-20 до 2 ч, улучшить качество битума и утилизировать указанный отход . 5 табл. (С (/

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1Ю (ll) (5g 4 С 1О С 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPblTHA

П

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4123955/23-04 (22) 19.06.86 (46) 30.07.88. Бюп. У 28 (71) Казанский химико-технологический институт им.С.M.Êèðoâà (72) А.Ф.Кемалов, И,Н.Дияров, Н.Л.Солодова, В.П.Прокопьев, Б ° Г.Печеный, P.Г ° Галеев, И.А.Санников, В.П.Тихонов, Ю.В.Гусев, Н.М.Зайнуллин, Т.Г.Насретдинов и P.3.Фахрутдинов (53) 665.637(088.8) (56) Патент США Ф 3338813, кл. 208-6, 1967.

Гун P.Á. Нефтяные битумы. M.:

Химия, 1973, с. 171-172., (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА (57) Изобретение касается производ.ства битума, используемого в дорожном строительстве. Для снижения времени окисления нефтяного остатка используют другую углеводородную добавку — полиалкилбензольную смолу (ПАБС) при массовом отношении 10-50: 1.

ПАБС является отходом процесса алкилирования бенэола пропиленом в присутствии каталитического комплекса на основе А1С1З после отделения отгонкой полиалкилбензолов. Этот способ позволяет снизить время окисления с 16-20 до 2 ч, улучшить качество битума и утилизировать указанный отход. 5 табл, 1413115

2-2,2

Изобретение относится к способу получения битума окислением нефтяных остатков и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, дорожном строительстве и дру5 гих отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является снижение. времени окисления, Пример. В окислительный аппа- 10 рат периодического действия, снабженный электрообогревом, устройством для подачи и равномерного распределения воздуха, пробоотборным краном, контролирующими приборами темйературы и расхода воздуха, а также устройствами для конденсации сбора жидких продуктов окисления и замера количества газообразных продуктов реакции, загружают 100 мас.ч. нефтяного 20 остатка — гудрона, со следующей характеристикой:

Относительная плотность, г/см 0,979

Содержание серы, 25 мас.X

Условная вязкость

ВУЬо 64-66

Коксуемость, мас.X 18,5

Групповой состав, мас,X

Масла 38,0

Смолы 54,0

Асфальтены 8,0 и 15 мас.ч. полиалкилбензольной смолы (ПАБС) доводят температуру реако ционной массы до 49 С

IIABC образуется в производстве изопропилбензола при взаимодействии бензола с пропиленом в присутствии треххлористого алюминия в виде комплекса в качестве катализатора. Из продуктов реакции полиалкилбензольную смолу отделяют на стадии отгонки полиалкилбензолов (главным образом диизопропилбензола) из тяжелых фракций процесса. ПАБС имеет плотность

g4 = 0,9 — 1,0 г/см .

Использованная в опытах ПАБС имеет следующий фракционный состав, 50 мас.%:

НК 238 С

238-300 С 20,65

300-370 С 54, 35

370-440 С 12, 00

Остаток выше 440 С 13,00

Затем осуществляют подачу воздуха из расчета 1,5-2 л/ " ч кг сырья.

Окисление проводят в течение 2,5 ч, Процесс контролируют анализом отбираемых проб через определенные промежутки времени окисления. По эавер. шению опыта конечный продукт выгружают из окислительного аппарата и подвергают анализу.

В табл, 1 приведен материальный баланс примера, Условия окисления других опытов приведены в табл. 2-5.

Как следует из данных табл, 2 и 3, окисление смеси нефтяного остатка с полиалкилбензольной смолой при

200 С и массовом соотношении 30:1 приводит к улучшению свойств битума, полученного окислением нефтяного остатка без участия использования

ПАБС. При данных условиях окисления значения пенетрации и растяжимости повышаются с 68 до 160 и с 41 до 72 соответственно. Аналогично окисление смеси нефтяного остатка с ПАБС при

200 С и массовых соотношениях 15: 1 и 10:1 также приводит к повышению свойств битума. В этих условиях проведения процесса температура размягчения увеличивается с 45 до 48 и 51 С, пенетрация с 68 до 98 и 74, растяжимость с 4 1 до 54 и 44 соответственно.

Изменение количества ПАБС в массовом соотношении нефтяной остаток

ПАБС до 5:1 при температуре окисления 200 С ведет к уменьшению температуры размягчения с 45 до 35 0, растяжимости с 41 до 104С, при этом заметно увеличивается значение пенетрации с 68 до 240. !

Таким образом, снижение соотношения нефтяной остаток:ПАБС от 10:1 до 5;1 уже не приводит к положительному эффекту при одинаковых условиях проведения процесса (см. опыты

1, 6 табл. 3). При изменении массовоГО COOTkIOIIIÅHHII НЕфтяной остаток, : ПАБС до 60; 1 свойства окисленного битума с добавкой и свойства битума, полученного без использования добавки, практически не отличаются (см. опыты 19, 20 табл. 3), Повышение температуры процесса окисления смеси нефтяной остаток и

ПАБС до 230 С также показывает улучшение свойств битума в сравнении с битумом, полученным окислением нефтяного остатка без использования

Таблица 1

Получено

Взято

Содержание

Содержание

Продукты окисления

Исходные реагенты г

Т мас.7

Гудрон

1032,8

96,8

1000

93,7

Битум

19,2

1,8

Черный соляр

ПАБС

Газы окисления 15 и потери

1,4

1067

100

1067

100

Итого

3 14131

ПАБС при той же температуре процесса.

Так, результаты проведенных анализов показывают, что температура размягчения увеличивается с 45 до 49 С

У значения пенетрации и растяжимости увеличиваются с 80 до 86 и с 33 до

64 соответственно.

Иэ данных табл. 2, 3 видно, что при уменьшении продолжительности 10 окисления смеси нефтяной остаток и

ПАБС с 2,5 до 2 ч при 230 С приводит к увеличению температуры размягчения о с 44 до 45 С. При этом также значительно возрастают значения показателей пенетрации и растяжимости с 85 до 125 и с 30 до 64 соответственно по сравнению с образцом битума, полученного окислением нефтяного остатка без использования ПАБС. 20

Окисление смеси нефтяной остаток и ПАБС и окисление нефтяного остатка без использования ПАБС при 250-300 С показывают, что повышение температуры окисления до 250 С при массовом соотношении смеси нефтяной остаток:

: ПАБС 3:1 приводит к увеличению температуры размягчения с 79 до 99 С, значений пенетрации с 18 до 31, растяжимости с 3 до 6 в сравнении с битумом, полученным в этих условиях без использования ПАБС (табл, 4, 5). данные по окислению смеси нефтяного остатка с ПАБС в массовом соотношении

10: 1 при температуре процесса окисления 300 С показывают увеличение температуры размягчения с 98 до

126 С при сохранении значений пснетрации и растяжимости на уровне требований ГОСТ на битумы нефтяные специальные.

Окисление смеси нефтяного остатка с ПАБС в массовом соотношении 10: 1 о при 180 С не приводит к изменению, свойств исходной смеси ввиду отсутствия процесса окисления сырья.

Таким образом, использование

ПАБС в качестве модифицирующей добавки к нефтяному остатку и проведение совместного окисления позволяет снизить время окисления до 2 ч (в известном способе 16-20 ч), улучшить качество битума и утилизировать

ПЛБС отход нефтехимического проиэводства.

Формула изобретения

Способ получения битума путем окисления нефтяного остатка с углеводородной добавкой кислородом воздуха при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью снижения времени окисления, в качестве углеводородной добавки используют полиалкилбензольную смолу— отход производства процесса алкилирования бенвола пропиленом в присутствии катализаторного комплекса на основе треххлористого алюминия и процесс проводят при массовом соотношении нефтяной остаток : полизлкилбензольная смола 10-50:1.

1413115

Таблица 2:

Соотиовеиие веф.иной остаток!МВС 5t 10!1

II p tt и е t а и и в. Расмор, воздума во всем примерац 1,5"2 л/мив-нг.

Продолжение табл. 2

Условия получения битумов

Температура про" цесса, С

230 230 230 230 . 230 230 230 230 230 230

Соотношение нефтяной остаток:IIABC

50:t 60: 1 ВеЮ BABC

40!! 50:1 Без ПАБС 5: 15:1 30:1 40t

Пр одолжит ел b Ho cT ь процесса, ч

3,0 2„0 2,0 2,5 2,5 2,5 2у5

2,5 2,.5 2,5 и Ф и б Ь

Та блица 3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1О

Показатели

Температура аразмягчения по КиЩ, С

35 51 48 46 45 45 30 46 43 45

Глубина проникания иглы при 90 С х 0,1 мм 240 74 98 160 130 68 До диа 105 150 125

Растяиимость прн

90 С, см

10 44 54 72 61 41 Запада- 80 57 64 иие ви ти

Температура процесса, С . . 200 200

200 200 200 300 180 230 230. 230 !

15!!. 30.*1 40!! Вез ПАВС t0t l 5t! 15t! 30t1

1, 4 4, 4 4 4 2,0 2,0 2,0

1413115

Продолжение табл.3

Показатели

45 43 44 53 49 48 46 45 45 45

Температура !размягчения по,КиЩ, С

Глубина проникания иглы при 90 С м О, 1 мм

120 95 85 80 86 90 86 83 80 80

Растяжимоста при

90 С, см

57 51 30 23 64 48 79 70 40 33

Таблица 4

Условна получение бутунов х is и 2> is is io з1 зг

Температура процес са, С

300 300 300 300 300 300 300 250 250 250 250 150

Э!! 10:1 15:1 30с! 40:1 50:1 . Без 3:1 5:1 10:1 30:1 Без

ПАБС ПАВС

Соотнонение нефтяной остаток: OABC

Продолнительнастъ процесса, ч 2 О 2,О 2 О 2 0 2 О 2 О 2 О 3 5 Э 5 3 ° 5 3 S 3 S

П р и и е ч а н и е. Расход воздуха so всех примерах 1,5-2 л/мин кг

Таблица 5

Показатели

Теипература размягчения по КиШ, С 101 126 !21 111 106 103 98 99 86 83 80 79

Глубина прониканиа нгли прн

20 СхО 1 в!

20 4 б 11 18 20 21 31 28 21 25 18

Растяаииость орн ,20 С, си

4 2 2 2 4 5 S б, 5,5 4 4 3

Составитель Н. Королева

Техред M.Õoäàíè÷ Корректор А. Обручар

Редактор О. Спесивых

Заказ 3736/26 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4