Способ получения дорожного битума

 

Изобретение касается нефтехимии, в частности производства дорожных битумов, используемых в дорожном строительстве. Цель - восстановление физико-механических и эксплуатационных свойств битума. Его получение ведут введением в нагретый до 100-120°С состаренный битум добавки. В качестве последней используют (%) на массу исходного сырья: а) 6-7% кубового остатка ректификации синтетических душистых веществ, или б)13-14% 50%-ный раствор в нефтяном гудроне синтетических жирных кислот C<SB POS="POST">21</SB>C<SB POS="POST">24</SB>, или в) 4-5% 4%-ный раствор в кубовом остатке ректификации стирола атактического полипропилена или дивинилстрильного термоэластопласта. В этом случае полностью восстанавливаются требуемые свойства битума. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (S1)S С 1О С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ,/

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4404943/23-04 (22) 22.02.88 (46) 23.04.90. Бюл. 9 15 (71) Московский институт нефти и газа им, И.М.Губкина (72) С.В.Ступак, А.А.Гуреев, 3.И.Сюняев, Е.Н.Ефанова, Т.С.Голодная, Н.И.Маненкова, H.Ã.Ðóññêèõ, В.Н.Кононов, А.С.Случ,.В.А.Винокуров, Т.Н.Гаврилова, А.С.Садов, С.Б.Синельников и Е.А.Мякин (53) 665.637(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1289849, кл. С 04 В 26/26, 1985.

Ильев Э.Б. Восстановление монолитности асфальтобетона в дорожных покрытиях: Автореф. канд.дис. — Харьков, 1976.

Изобретение относится к способам получения нефтяного дорожного битума и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности.

Целью изобретения является восстановление физико-механических и эксплуатационных свойств битума.

В табл.1 представлены добавки, которые вводят индивидуально или комбинированно в состаренный битум.

Кубовый остаток ректификации син-. тетических душистых веществ содержит до 20 мас.X фракции 120-160 С. Эта легкоподвижная жидкость коричневого

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОРОЖНОГО БИТУМА (57) Изобретение касается нефтехимии, в частности производства дорожных битумов, используемых в дорожном строи. тельстве. Цель — восстановление физи ко-механических и эксплуатационных свойств битума. Его получение ведут о введением в нагретый до 100 — 120 С состаренный битум добавки. В качестве последней используют (7) на массу исходного сырья: а) 6-7% кубового остатка ректификации синтетических душистых веществ, или б) 13-147. 507-ный раствор в нефтяном гудроне синтетических жирных кислот С« -С 4, или в)

4-5Х 4Х-ный раствор в кубовом остатке ректификации стирола атактического голипропилена или дивинилстирольного термоэластопласта. В этом случае пол- С ностью восстанавливаются требуемые свойства битума. 3 табл. цвета с характерным запахом содержит альдегиды, кетоны и спирты. В ее высокосмолистой части находятся продукты осмоления и полимеризации индокса- о на. Температура вспышки !00 С, плотность 989 кг/м

Синтетические жирные кислоты Cgq— †. С вЂ” кубовый остаток ректификации

<4, жирных кислот. Это мазеобразное веще-, ство светло-желтого цвета, растворимое в нефтепродуктах, имеет среднюю мол.м. 352,4, т.пл. 62-87 С, плот.ность при 20 С 822 кг/м, кислотное число 1 67 .

1558954

19,1

Используемый нефтяной гудрон име-. ет следующие показатели: плотность при 20 С 989,7 кг/м ; содержание се J. о ры 2,35 7.; вязкость при 20 С

75 Па с; коксуемость 12,5 мас.%; темо пература вспышки 283 С; температура размягчения 39 С. При этом его групповой химический состав следующий, мас.7: 10

Парафина-нафтеновые соединения

Ароматические углеводороды моноциклические 13,2 15 бициклические 13,1 полициклические 29,1

Смолы 18,5

Лсфальтены 7,0

Атактический полипропилен — побоч- 20 ный продукт полимеризации пропилена в присутствии каталитического комплекса. Это вязкая, прозрачная масса желтого цвета, которая характеризует 3. ся .показателями: мол.м. 10-15 10; 25 т.пл. 75-90 C содержание изоатактичес-, кого пропилена не более 15 мас.%; зольность 1,5 мас.7.

Цивинилстирольный термоэластопласт — блоксополимер стирола и дивинила с .содержанием стирола 28-32%.

Твердое полимерное вещество белого цвета, растворимое в битуме через нао бухание при 100-120 С. Средняя мол.м.

90000, температура деструкции 23025(t С.

Кубовый остаток ректификации производства стирола представляет собой жидкость темно-коричневого цвета с характерным запахом. По своему хими- 40 ческому составу относится к компонентам ароматического основания. Плотность 1,060 кг/и, условная вязкость э при 50 С 24 с, содержание влаги не более О,l об.% температура застывао ния не более 35 С. Кубовый остаток содержит, мас.%: полистирол 30-35; стирол 21-28; о(.-метилстирол 5,5-8,0; этилбензол 0,08-0,24.

Комбинированную добавку РИНГ-2 готовят следующим образом.

В 50 г расплавленного гудрона, нагретого до 100-105 С, вводят предва рительно расплавленные синтетические жирные кислоты С, -С в количестве

50 г. Раствор тщательно перемешивают.

Комбинированные добавки МИНТ-3 и

МИНГ-4 готовят следующим образом.

В 100 г кубового остатка ректификации стирола вводят 4 г атактического полипропилена или дивинилстирольно— го термоэластолласта. Раствор нагревают до температуры плавления соответствующего полимера и тщательно перемешивают.

Пример. Стандартный нефтяной дорожный битум подвергают термостарению. Термостарение в тонком слое (1 мм) осуществляют при 160 C в течение 8 ч. В 100 r состаренного таким образом стандартного нефтяного дорожного битума, нагретого до 100-120 С, вводят добавки МИНГ в количестве 1 r (1 мас.%). Результаты приведены в табл.2.

Аналогичным образом получают битумы с другими концентрациями добавок (табл.2).

В табл.2 приведены испытания физико-химических свойств дорожных битумов, полученных предлагаемым способом, а в табл.3 — физико-химические свойства битума, полученного известным способом.

Как следует из приведенных в табл.2 и 3 данных, при введении в состаренный нефтяной дорожный битум

6-7 мас.% добавки МИНГ-1, 13-14 мас.7 добавки МИНГ-2, 4-5 мас.% добавки

МИНГ-4 и 4-5 мас.% добавки МИНГ-4 происходит наиболее комплексное восстановление структурно-механических и эксплуатационных свойств нефтяного вязкого дорожного битума.

Из приведенных данных также следует:; что введение добавок MHHI в концентрациях, выходящих за предлагаемые пределы, не позволяет получить стандартные битумы.

Известный способ по сравнению с предлагаемым имеет недостатки. Введение в состаренный нефтяной битум

6 мас.% мазута увеличивает количество дисперсионной среды в нем и восстанавливает соотношение среда:фаза. Таким образом, вследствие разжижения состарениого битума мазутом происходит уменьшение дисперсности структуры: уменьшается температура размягчения и увеличивается пенетрация при о

25 С. При этом из-за отсутствия новых дисперсных центров структурного каркаса не восстанавливаются такие основные эксплуатационные свойства, как

155895 растяжимость при 25 С, низкотемпературная пенетрация и когезия.

Введение в состаренный дорожный нефтяной битум вещества полимерного происхождения — дивинилстирольного

5 термоэластопласта (ДСЦ позволяет получить новые центры в дисперсной структуре старого битума, но при этом не увеличивает количества дисперсионной

10 среды, т. е. дисперсность остается постоянной. Это приводит практически к неизменной теплостойкости состаренного образца. При этом такие свойства, как растяжимость и температура хрупкости не улучшаются {табл.3}. !

Таким образом, предлагаемый способ с применением добавок в отличие от известного позволяет полностью восстановить структурно-механические и эксплуатационные свойства состаренного нефтяного вязкого дорожного битума. !

Способ получения дорожного битума путем введения в нагретый до 100о

120 С состаренный нефтяной битум добавки, отличающийся тем, что, с целью восстановления физикомеханических и эксплуатационных свойств битума, в качестве добавки используют кубовый остаток ректификации синтетических душистых веществ в количестве 6-7 мас.% на исходное сырье или 50%-ный раствор в нефтяном гудроне синтетических жирных кислот

С, -С в количестве 13- 14 мас.,% на . исходное сырье, или 4%-ный раствор в кубовом остатке ректификации стирола атактического полипропилена или дивинилстирольного термоэластопласта в количестве 4-5 мас. % на исходное сырье, Таблица 1

Концентрация добавки вводи мой в еостар енный битум, мас.%

ИИНГ-1

Кубовый остаток ректификации синтетических душистых веществ

6-7

50%-ный раствор синтетических жирных кислот Сд, -С в гудроне 13-14

ИИНГ-2

4%-ный раствор атакти— ческого -полипропилена в кубовом остатке ректификации стирола

МИН Г-3

4-5

4%-ный раствор дивинилстирольного термоэластопласта s кубовом остатке ректификации стирола

МИНГ-4

Таблица 2

Когезия, кг/см

ТемпераРастяжиГлубина проникновения иглы, х0,1 мм, при температуре, OC

Температура размягчения, ОС

Образец мость при 25 С, см хрупкости

a„„

25 0

Исходный битум

42

100

30 — 10

2,0

Состаренный битум

19

2,6

Добавка Состав добавки

Формула изобретения! 558954

Продолжение табл.2

Образец

Когезия, кг/см

БОИНГ-)

31

55

1,3

21 80

1 4

-10

83

22.l,6

80

-10

1,5

77

32

1,4

MHHI -2

50

1,8

-13

-!4

l,8

23

39

41

1,7

-12

24

-14

),9

24

-16

1,8

l5

МИНГ-3

32

58

),7

22

I S

40

35

-13

),7

1,7

25

59

53

l 7

МИНГ-4

27

)6

2,5

2,4

)6

-12

1,7

2,4

32

36

2,2

56

2 I

-l0

1,9

35

59

Состаренный би" тум + добавка, мас.Х:

Температура размягчения, С

Глубина проникновения иглы, кО,) мм, при температуре, Dc

25 0

Растяжимость при 25 С, см

Температура хрупкости, 0С!

1558954

Таблица 3

Образеп

Растяжи—

Температура

Когезия, кг/см хрупкости, С

Исходный битум 51

Састаренный би— — 10

2,0

100

-2,5 2,2

62,5 18

28 тум

Состаренньш битум + ДСТ, мас.7:

2,0

30

2,0

27

12

2,3

62

2,6

10

2,5

58 29

2,0

56, 32

55 35

1,6

44

53 38

Составитель Н.Королева

Редактор И.Дербак Техред A.Êðàí÷óê Корректор В.Кабаний

Заказ 819 Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,!01

Состаренный битум + мазут, мас. 7.:

Температура размягчения, ОС! лубина проникновения иглы при

25.С, х 0,1 мм масть при 25 С, см