Способ получения битума из кислого гудрона
Владельцы патента RU 2372377:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к производству строительных материалов путем переработки отхода нефтемаслозаводов. Изобретение относится к способу получения битума из кислого гудрона, включающему его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемое электрохимическим способом, на стадии окисления дополнительно вводится модифицирующая добавка - нефтесодержащий отход в количестве 5-30 мас.%, включающий следующие компоненты: парафин, сырую нефть. Благодаря электропроводности кислого гудрона и с применением модифицирующей добавки в течение 60 мин удается получить окисленный битум с показателями, соответствующими битуму нефтяному строительному БН 70/30 (ГОСТ 6617-76*). 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. С10С 3/04, А.Д.Рудковский и др., 1982 г.).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения битума из кислого гудрона, включающий его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемые электрохимическим способом с проведением разогрева кислого гудрона, нейтрализации и окисления в одном аппарате. (Патент РФ №2005106623, Способ получения битума из кислого гудрона электрохимическим способом. Кл. С10С 3/04, 2006 г.).
Задача изобретения - получение битума из КГ с характеристиками строительного битума.
Поставленная задача решается путем электрохимического окисления КГ с применением модифицирующей добавки - нефтесодержащего отхода, образующегося после зачистки нефтепроводов, в количестве 5-30 мас.%, которая вводится на стадии окисления.
За счет использования электропроводящих свойств кислого гудрона и проведения разогрева КГ, нейтрализации и окисления в одном аппарате с использованием модифицирующей добавки получаем битум с характеристиками строительного битума.
Электроды помещаются непосредственно в массу кислого гудрона, на них подается напряжение переменного (50 В) или постоянного (24 В) тока. Сила тока составляет 12 А. Температура проведения процесса окисления 97°С. Данный процесс сопровождается интенсивным выделением водорода на поверхности катода, который выполняет роль флотирующего газа. Таким образом, за счет диффузии водорода происходит перемешивание кислого гудрона и осуществляется нейтрализация кислых компонентов. На аноде происходит выделение атомарного кислорода, который является сильнейшим окислителем. В качестве модифицирующей добавки на стадии окисления вводится нефтесодержащий отход, образующийся после зачистки нефтепроводов и содержащий в своем составе:
| Парафин | 50-60%; |
| Сырая нефть | 50-40%. |
Модифицирующая добавка на основе нефтесодержащего отхода позволяет получить продукт, стойкий к многократному термическому воздействию (разогрев-остывание), сократить процесс электрохимического окисления КГ и расширить эксплуатационные характеристики получаемого битума. В итоге благодаря электропроводности кислого гудрона и с применением модифицирующей добавки в течение 60 мин удается получить окисленный битум с показателями, соответствующими битуму нефтяному строительному БН 70/30 (ГОСТ 6617-76*) (табл.1).
ПРИМЕР 1. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона без добавок нефтесодержащего отхода, в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
ПРИМЕР 2. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - нефтесодержащего отхода - в количестве 5 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
ПРИМЕР 3. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - нефтесодержащего отхода - в количестве 10 мас.% (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
ПРИМЕР 4 В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - нефтесодержащего отхода - в количестве 15 мас.% (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
ПРИМЕР 5. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - нефтесодержащего отхода - в количестве 20 мас.% (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 98°С.
ПРИМЕР 6. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - нефтесодержащего отхода - в количестве 30 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 1.
| Таблица 1. | |||||||
| Результаты эксперимента получения битума строительного с различным содержанием модифицирующей добавки - нефтесодержащего отхода (н/о) | |||||||
| Наименование показателя | Битум из кислого гудрона, модифицированный н/о (мас.% добавляемого нефтесодержащего отхода) | Битум нефтяной строительный БН 70/30 ГОСТ 6617-76* | |||||
| 0% | 5% | 10% | 15% | 20% | 30% | ||
| 1. Глубина проникания иглы при 25°С, 0,1 мм | 244 | 34 | 31 | 29 | 23 | 21 | 21-40 |
| 2. Температура размягчения по кольцу и шару, °С | 43 | 71 | 74 | 76 | 78 | 80 | 70-80 |
| 3. Масовая доля водорастворимых соед., % | 0,33 | 0,35 | 0,33 | 0,36 | 0,31 | 0,33 | 0,30 |
| 4. Массовая доля воды, % | Следы | ||||||
| Температура вспышки, °С, не ниже | 232 | 243 | 246 | 245 | 244 | 243 | 230 |
| Растяжимость при 25°С, см, не менее | - | 11,4 | 11,2 | 11,3 | 8,8 | 6,4 | 3 |
Таким образом, использование нефтесодержащего отхода в качестве модифицирующей добавки в количестве 5-30 мас.% позволяет получить битум, по своим показателям соответствующий строительному битуму (Битум нефтяной строительный БН70/30 ГОСТ 6617-76*).
Способ получения битума из кислого гудрона, включающий его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемое электрохимическим способом, отличающийся тем, что на стадии окисления дополнительно вводится модифицирующая добавка - нефтесодержащий отход в количестве 5-30 мас.%, включающий следующие компоненты: парафин, сырая нефть.
