Способ получения битумного вяжущего из кислого гудрона
Способ получения относится к производству строительных материалов путем переработки отходов нефтемаслозаводов, а именно битумного вяжущего из кислого гудрона путем его нейтрализации с последующим термоокислением кислородом воздуха продуктов нейтрализации отличающийся тем, что термоокисление продуктов нейтрализации проводят в присутствии модифицирующей добавки - элементарной серы в количестве 5-15% на 100% окисляемого сырья. 1 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов путем переработки отхода нефтемаслозаводов, образующихся при очистке дистиллятных масел концентрированной серной кислотой или олеумом. В настоящее время этот продукт, так называемый кислый гудрон (КГ), разной степени кислотности сбрасывают в пруды-накопители, где с течением времени происходит вымывание кислоты атмосферными осадками, а также выделение SO2 и SO3. В результате этого загрязняются водный и воздушный бассейны. Утилизация КГ решает важную задачу по созданию безотходного производства и охране окружающей среды.
Известен способ получения битума путем смешения кислых отходов нефтепереработки с нагретыми высококипящими нефтепродуктами, с получением реакционной массы и газобитумной пены, с последующим ее разрушением. Но данный способ не нашел применения из-за сложного и дорогостоящего аппаратурного оформления (А.с. СССР №973589, Кл. С 10 С 3/04, 1982, авт. А.Д. Рудковский и др.).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ переработки кислого гудрона путем нейтрализации щелочью с последующим термоокислением продуктов нейтрализации в битумное вяжущее при температуре 160-190°С, в течение 4-5 часов. Данный способ характеризуется длительностью и высокой температурой (А.с. СССР №617937, Кл. С 10 С 3/04, 1976, авт. А.Ф. Фролов и др.).
Задача изобретения - получение битумных вяжущих на основе КГ с характеристиками строительного битума при меньшем времени процесса и при более низкой температуре. Поставленная задача решается путем термоокисления кислого гудрона с применением модифицирующей добавки - элементарной серы. Элементарная сера может оказывать существенное влияние на эксплуатационные характеристики битумов из кислого гудрона, являясь химическим сореагентом и наполнителем. Небольшие добавки серы к кислому гудрону (до 10%) повышают пластичность получаемого битумного вяжущего, а добавки более 10% повышают их жесткость за счет более высокой структурированности и химического взаимодействия с компонентами получаемого битума, а также позволяют сократить время и понизить температуру процесса.
ПРИМЕР 1. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 30-70 мг КОН/г гудрона, в качестве нейтрализующего агента используем воздушную гашеную известь (гидроксид кальция), соответствующую ГОСТ 9179-77, после определения кислотного числа проводят дальнейшее термоокисление продуктов нейтрализации в битум без добавок элементарной серы, оно проводится кислородом воздуха в течение 1,5 часа при постоянном перемешивании и температуре процесса 95°С.
ПРИМЕР 2. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 30-70 мг КОН/г гудрона, в качестве нейтрализующего агента используем воздушную гашеную известь (гидроксид кальция), соответствующую ГОСТ 9179-77, после определения кислотного числа проводят дальнейшее термоокисление продуктов нейтрализации в битум в присутствии модифицирующей добавки - 5% элементарной серы, оно проводится кислородом воздуха в течение 1,5 часа при постоянном перемешивании и температуре процесса 95°С.
ПРИМЕР 3. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 30-70 мг КОН/г гудрона, в качестве нейтрализующего агента используем воздушную гашеную известь (гидроксид кальция), соответствующую ГОСТ 9179-77, после определения кислотного числа проводят дальнейшее термоокисление продуктов нейтрализации в битум в присутствии модифицирующей добавки - 10% элементарной серы, оно проводится кислородом воздуха в течение 1,5 часа при постоянном перемешивании и температуре процесса 95°С.
ПРИМЕР 4. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 30-70 мг КОН/г гудрона, в качестве нейтрализующего агента используем воздушную гашеную известь (гидроксид кальция), соответствующую ГОСТ 9179-77, после определения кислотного числа проводят дальнейшее термоокисление продуктов нейтрализации в битум в присутствии модифицирующей добавки - 15% элементарной серы, оно проводится кислородом воздуха в течение 1,5 часа при постоянном перемешивании и температуре процесса 95°С.
Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 1.
| Таблица 1. Результаты эксперимента получения битума строительного с различным содержанием модифицирующей добавки и без нее. | |||||
| Наименование показателя | Битум из продуктов нейтрализации (ПН). | Битум нефтяной строительный БН 70/30 ГОСТ6617-76* | |||
| ПН | ПН+5% серы | ПН+10% серы | ПН+15% серы | ||
| 1. Глубина проникания иглы, при 25°С, 0,1 мм | 170 | 42 | 40 | 31 | 21-40 |
| 2. Температура размягчения по кольцу и шару, °С | 45 | 67 | 70 | 70 | 70 |
| 3. Масс. доля водорастворимых соед., % | 0,37 | 0,36 | 0,31 | 0,33 | 0,30 |
| 4. Массовая доля воды, % | 0,35 | 0,21 | 0,1 | 0,1 | Следы |
| 5. Температура вспышки °С, не ниже | 232 | 245 | 244 | 243 | 230 |
| 6. Растяжимость при 25°С, см, не менее | - | 11,3 | 8,8 | 6,4 | 3 |
Таким образом, использование элементарной серы в качестве модифицирующей добавки до 15% позволяет получить битумное вяжущее, по своим показателям соответствующее строительному битуму (Битум нефтяной строительный БН70/30 ГОСТ6617-76*).
Способ получения битумного вяжущего из кислого гудрона путем его нейтрализации, с последующим термоокислением кислородом воздуха продуктов нейтрализации, отличающийся тем, что термоокисление продуктов нейтрализации проводят в присутствии модифицирующей добавки - элементарной серы в количестве 5-15% на 100% окисляемого сырья.
