Способ получения битума нефтяного дорожного



Способ получения битума нефтяного дорожного

 


Владельцы патента RU 2552468:

Открытое акционерное общество "Газпромнефть-Омский НПЗ" (RU)

Изобретение относится к способу получения битумов нефтяных дорожных и может быть использовано в дорожной, строительной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Способ включает окисление сырья битумного с условной вязкостью с получением глубокоокисленного продукта с температурой размягчения в интервале 80÷110°C с последующим его компаундированием с прямогонным гудроном в концентрации 45-60 мас.% с получением целевого дорожного битума с уровнем эластичности не менее 35%, т.е. повышенной долговечности. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к способу получения битумов нефтяных дорожных с повышенной эластичностью и может быть использовано в дорожной, строительной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Следует отметить, что отличительной особенностью нефтяных дорожных битумов с повышенной долговечностью является их высокий уровень эластичности (выше 30%), т.е. способность к проявлению обратимых деформаций после снятия с них приложенных напряжений, что способствует повышению сроков службы асфальтобетонных дорожных покрытий (статья «О долговечности и эластичности дорожных битумных материалов, «Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний, 2013, №9, с. 35-37»). Вместе с тем эти нефтяные дорожные битумы должны отвечать всем требованиям ГОСТ 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие» и национального предстандарта ПНСТ «Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия».

Известен способ получения дорожных битумов, при котором проводят окисление утяжеленного гудрона с условной вязкостью (при 80°C) от 60 до 200 с с получением строительных битумов с температурой размягчения не ниже 90°C и последующее компаундирование полученного окисленного продукта с исходным сырьем - утяжеленным гудроном - с получением дорожных битумов (пат. РФ №2258730, 2005).

Недостатками способа являются:

1. Предложение авторов вводить в строительный битум разбавитель, а именно нефтяную фракцию, выкипающую в пределах 450-480°C в количестве 5-15% мас. на смесь, не позволяет достигнуть поставленной цели: повышение эластичности и морозостойкости конечного продукта. Это связано с тем, что данный разбавитель не повышает растворяющую способность дисперсионной среды целевого продукта, т.е. не изменяет его дисперсность и, следовательно, не влияет на эластичность и морозостойкость материала.

2. Ограничение температуры размягчения компаундируемого строительного битума 90°C также снижает морозостойкость конечного продукта.

3. Использование прямогонных гудронов в заявленных авторами концентрациях более 50% мас. требует использования строительных битумов с температурами размягчения более 110°C, что является технологически, экологически и экономически неэффективным процессом. Кроме того, при содержании гудронов в смесях с битумами строительных марок более 50% мас. полученные компаунды не соответствуют требованиям ГОСТ 22245-90 по значениям изменения температуры размягчения по методу КиШ после прогрева.

Наиболее близким является способ получения битума, согласно которому мазут подвергают вакуумной перегонке с получением утяжеленного гудрона. Утяжеленный гудрон смешивают с модифицирующими добавками и проводят окисление подготовленного гудрона (оптимизированного фракционного и группового химического составов) с получением окисленного продукта. Затем последний смешивают с утяжеленным гудроном и получают целевой продукт. В качестве модифицирующих добавок используют концентраты полициклических ароматических соединений, являющиеся полупродуктами переработки нефти. Окисление подготовленного гудрона проводят при температуре 240÷270°C. (Пат. РФ №2235109, 2004 г.).

Недостатком описанного способа является длительность процесса получения подготовленного гудрона из-за недостаточно высокой температуры компаундирования (120°C), а также использование в качестве модифицирующих добавок только концентратов полициклических ароматических соединений, что не может обеспечить его оптимальный фракционный состав, т.е. высокую концентрацию парафино-нафтеновых компонентов, и, следовательно, необходимые низкотемпературные свойства конечного продукта.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения битумов нефтяных дорожных марок БНД-Э 70/100, БНД-Э 100/130, соответствующих требованиям ГОСТ 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие» и требованиям ПНСТ «Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия», одновременно обладающих степенью эластичности не менее 35%, т.е. с повышенной долговечностью.

Поставленная задача решается предлагаемым способом получения битума нефтяного дорожного путем окисления битумного сырья с условной вязкостью 60÷100 с с получением глубокоокисленного гудрона с температурой размягчения в интервале 80÷110°C с последующим компаундированием глубокоокисленного продукта с прямогонным гудроном в диапазоне концентраций 45-60% мас. на смесь с получением целевого битума требуемого качества.

В предлагаемом способе используют следующее сырье.

Гудрон - традиционный остаток вакуумной перегонки мазутов товарных нефтесмесей, выкипает при температурах выше 470°C. Он имеет следующие характеристики: температуру размягчения по КиШ - не менее 35°C, вязкость условную при 80°C - не менее 60 с, содержание серы - в пределах 2,0÷3,0% мас., абсолютную плотность при 20°C - 980÷1020 кг/м3.

Сырье битумное с условной вязкостью 60÷100 с, в качестве которого используют смеси гудрона с мазутом, прямогонными и вторичными газойлями, кубовыми остатками процессов висбрекинга, деасфальтизации, пиролиза и др. В качестве примера использовали сырье битумное ОАО «Газпромнефть-Омский НПЗ» с условной вязкостью 60÷100 с, полученное компаундированием прямогонных гудронов с «затемненной» вакуумной фракцией (5-м вакуумным погоном) установки ВТ.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Сначала методом компаундирования при температурах 160÷180°C получают сырье битумное, которое далее направляют на стадию окисления. Технологически этот процесс проводят в обогреваемых резервуарах при 160÷180°C путем закачки компонентов дозировочными насосами в сырьевой резервуар для смешения и затем постоянной 3÷6-кратной суточной циркуляцией полученного компаунда.

Полученное однородное сырье битумное подвергают окислению в стандартных условиях промышленных технологических установок окисления гудронов в битумы с получением глубокоокисленного продукта с температурой размягчения в интервале 80÷110°C (при температуре в колонне 250÷270°C в течение 5÷10 часов и расходе воздуха до 120 нм3/т сырья).

Глубокоокисленный продукт (I компонент) смешивают с прямогонным гудроном (, II компонент) в соотношениях 45÷60 (I компонент) = 55÷40% мас. (II компонент) с получением целевого продукта требуемого качества. Причем на первом этапе компаундирования путем варьирования концентраций компонентов необходимо добиться удовлетворения всех нормативных требований стандартов, а на втором этапе тем же подбором концентраций - обеспечить необходимую степень эластичности продукта.

Технологически после установления в лабораторных условиях требуемого компонентного состава процесс производства товарного битума ведут смешением глубокоокисленного продукта с прямогонным гудроном в обогреваемых товарных резервуарах при 160÷180°C путем их закачки дозировочными насосами и дальнейшей постоянной 3+6-кратной суточной циркуляцией продукта.

Ниже представлены примеры конкретной реализации способа при получении битумов нефтяных дорожных, позволяющие получить битумы нефтяные дорожные с повышенной долговечностью и уровнем эластичности не менее 35% марок БНД-Э 70/100 и БНД-Э 100/130, соответствующие требованиям ГОСТ 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие» и требованиям ПНСТ «Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия».

Пример 1

Полученное при 160°C методом компаундирования гудрона с 5-м вакуумным погоном (газойлем) однородное битумное сырье (с ) подвергают окислению с получением глубокоокисленного продукта с температурой размягчения 80°C. Процесс окисления проводят в соответствии с Технологическим регламентом по эксплуатации битумной установки при температуре 250°C в течение 7 часов и расходе воздуха до 120 нм3/т сырья. Глубокоокисленный продукт битумной установки смешивают с прямогонным гудроном (с ) в соотношении 60:40% мас., соответственно, с получением целевого продукта. Установленное соотношение компонентов указанного качества позволило достичь и необходимой степени эластичности.

В таблице приведены показатели качества полученного битума (вяжущего) нефтяного дорожного (образец №1), из которых следует, что он полностью соответствуют нормам, предъявляемым к битуму нефтяному дорожному марки БНД 60/90 по ГОСТ 22245-90 и к битуму нефтяному дорожному марки БНД 70/100 по ПНСТ «Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия».

По приведенным в таблице данным полученный битум (образец №1) обладает высокой эластичностью (41%), которая сохраняется даже после ускоренного старения как по методикам ПНСТ (26%), так и по методикам ГОСТ (39%), что свидетельствует о его долговечности.

Пример 2

Полученное компаундированием при 160°C гудрона с вакуумным прямогонным газойлем однородное сырье (с ) подвергают окислению с получением глубокоокисленного продукта с температурой размягчения 84°C. Процесс окисления проводят в соответствии с Технологическим регламентом битумной установки при температуре 260°C в течение 8 часов и расходе воздуха - до 120 нм3/т сырья. Глубокоокисленный продукт битумной установки смешивают с прямогонным гудроном (с ) в соотношении 55:45% мас. соответственно с получением целевого продукта. Отметим, что лабораторный подбор качества и количества компонентов смешения (особенно повышение глубины окисления окисленного компонента) потребовал увеличения концентрации прямогонного компонента для обеспечения необходимой эластичности смеси.

В таблице приведены показатели качества полученного битума нефтяного дорожного (образец №2), из которых следует, что он полностью соответствует нормам, предъявляемым к битуму нефтяному дорожному марки БНД 90/130 по ГОСТ 22245-90 и к битуму нефтяному дорожному марки БНД 70/100 по ПНСТ «Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия».

По приведенным в таблице данным, полученный битум (образец №2) обладает высокой эластичностью (43%), которая сохраняется даже после ускоренного старения как по методикам ПНСТ (28%), так и по методикам ГОСТ (36%), что свидетельствует о его долговечности.

Пример 3

Полученное однородное битумное сырье подвергают окислению с получением глубокоокисленного продукта с температурой размягчения 110°C. Процесс окисления проводят в соответствии с Технологическим регламентом по эксплуатации битумной установки при температуре 270°C в течение 10 часов и расходе воздуха до 120 нм3/т сырья. Глубокоокисленный продукт битумной установки смешивают с прямогонным гудроном (с ) в соотношении 45:55% мас. соответственно с получением целевого продукта, также обладающего высокой эластичностью (55%). Проведенный лабораторный подбор компонентов позволил повысить концентрацию прямогонного компонента (за счет значительной температуры размягчения окисленного компонента смешения) и добиться такой существенной эластичности битума.

В таблице приведены показатели качества полученного битума нефтяного дорожного (образец №3), из которых следует, что он полностью соответствует нормам, предъявляемым к битуму нефтяному дорожному марки БНД 90/130 по ГОСТ 22245-90 и к битуму нефтяному дорожному марки БНД 100/130 по ПНСТ «Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия».

Аналогичные результаты были получены при использовании в качестве битумного сырья смесей гудрона с мазутом, с тяжелым газойлем каталитического крекинга и с висбрекинг-остатком с условной вязкостью 60100 с.

Таким образом, разработанный способ получения битумов нефтяных дорожных позволяет получить нефтяные дорожные битумы марок БНД-Э 70/100 и БНД-Э 100/130, соответствующие требованиям ГОСТ 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие» и ПНСТ «Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия», обладающие степенью эластичности не менее 35% и высокими низкотемпературными свойствами, т.е. с повышенной долговечностью.

Способ получения битума нефтяного дорожного путем окисления сырья битумного с условной вязкостью с получением глубокоокисленного продукта с температурой размягчения в интервале 80÷110°C, который затем компаундируют с прямогонным гудроном в концентрации 45-60 мас.% с получением целевого битума.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения компаундированного битума из остатков перегонки нефти (гудрон/полугудрон) и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, дорожной или строительной отраслях промышленности.
Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения модифицированного олигомерно-сернистого битума. Для получения модифицированного битума осуществляют подготовку сырья путем вакуумной перегонки мазута в вакуумной колонне при остаточном давлении верха колонны 15-25 мм рт.ст.

Изобретение может быть использовано в области получения углеродных материалов, используемых в атомной энергетике, авиационной и космической технике, машиностроении.
Изобретение относится к способам получения пека-связующего для электродных материалов и может быть использовано в электродной промышленности. Проводят обработку воздухом смеси каменноугольного пека с нефтяным пеком или с тяжелыми нефтяными остатками в поле гидроударно-кавитационных импульсов.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения битума путем окисления. Способ включает обработку исходного сырья с получением целевого продукта и последующим его компаундированием с получением дорожного битума.

Изобретение относится к области нефтехимического аппаратостроения, а именно к установкам для получения олигомерного наноструктурированного битума. Установка содержит приемную емкость нефтяного сырья, соединенную через нагревательное устройство с вакуумной колонной, один выход которой по линии отвода отходящих газов соединен с системой обработки отходящих газов, а другой - по линии отвода сырья соединен через буферную емкость с насадочно-тарельчатой окислительной колонной, снабженной патрубками подвода воздуха, один выход которой по линии отвода отходящих газов соединен с системой обработки отходящих газов, а другой - по линии отвода готового битума соединен с емкостью для целевого продукта.
Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения олигомерного битума. Для получения олигомерного битума осуществляют подготовку сырья путем вакуумной перегонки мазута в вакуумной колонне при остаточном давлении верха колонны 15-18 мм рт.ст., полученный гудрон с содержанием парафино-нафтеновых углеводородов 12-23 мас.% подают в буферную емкость, где смешивают его с 10-30% битумного компаунда из окислительного реактора.

Изобретение предназначено для получения различных видов битумов и производных продуктов на их основе, например водно-битумных эмульсий, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности, в строительстве, в том числе дорожном.
Изобретение относится к сульфоаддукту нанокластеров углерода, представляющему собой растворимую в полярных растворителях фракцию продукта взаимодействия размолотого каменноугольного пека с серной кислотой с последующим отмыванием непрореагировавшей кислоты водой.

Изобретение относится к области нефтепереработки. .
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для дорожных, кровельных, изоляционных, герметизирующих работ. В способе приготовления резинобитумной композиции смесь резиновой крошки и битума активируют ультразвуком при соотношении, мас.%: резиновая крошка - 13-50, битум - остальное.
Изобретение относится к добавкам, которые предназначены для применения в битуме и модифицированном полимером битуме. Добавка получена путем смешивания друг с другом: (a) серы, (b) вулканизированного каучука, например отходов из вулканизированного каучука; (c) жирной кислоты и (d) битума.
Изобретение относится к области производства дорожно-строительных материалов и может быть использовано для ремонта аэродромных и дорожных покрытий, в частности, для выполнения оперативного, аварийного восстановления разрушенных участков асфальтобетонных покрытий.

Изобретение относится к способу получения поперечно-сшитых композиций полимера и битума без использования какого-либо сшивающего агента. В способе получения поперечно-сшитых композиций полимера и битума без использования какого-либо сшивающего агента по меньшей мере один битум и по меньшей мере одну полимерную композицию, содержащую по меньшей мере 80 мас.%, относительно массы полимерной композиции, диблок-сополимера моновинилароматического углеводородного блока и сопряженного диенового блока, обладающего молекулярной массой большей или равной 80000 г/моль и содержанием звеньев с двойными связями в положении 1-2, происходящих из сопряженного диена, большим или равным 15 мас.% относительно общей массы сопряженных диеновых звеньев, приводят в контакт при температуре от 180°C до 220°C, в течение периода времени от 8 ч до 48 ч.
Изобретение относится к составу и способу получения мастичной композиции, применяемой для защиты металлических поверхностей, резервуаров, бетонных и кирпичных поверхностей, а также в качестве компонента для производства антикоррозионных мастик, лаков, эмалей.
Изобретение относится к способу получения битумных композиций и может найти применение в дорожном строительстве, производстве кровельных материалов и гидроизоляции.

Изобретение относится к новым композициям для железнодорожных шпал и к способам их производства. Способ изготовления шпалы, включающей первую часть, изготовленную из первой композиции, и вторую часть, изготовленную из второй композиции, причем первая композиция включает 15-75 мас.% первого асфальтового компонента и 85-25 мас.% первого полимерного компонента, и вторая композиция включает 20-85 мас.% второго асфальтового компонента и 80-15 мас.% второго полимерного компонента, и каждый из полимерных компонентов включает смесь пригодной для переработки пластмассы и волокнистого армирующего материала, включает стадии: (i) отдельное приготовление и смешивание выбранных количеств асфальта и пластмассы для получения первой и второй смеси; (ii) отдельное плавление и переработка указанной первой и второй смеси в процессорах, способных нагревать и подавать указанные смеси отдельно в виде сложной асфальтово-пластмассовой композиции на насосные устройства, связанные с соэкструзионной фильерой; и (а) перекачивание первой композиции в первую секцию формы для образования внутренней части железнодорожной шпалы и одновременное введение второй композиции во внешнюю часть формы для образования внешней части железнодорожной шпалы или (b) перекачивание второй композиции в первую секцию формы для образования внутренней части железнодорожной шпалы и одновременное введение первой композиции во внешнюю часть формы для образования внешней части железнодорожной шпалы.

Изобретение относится к изоляционной композиции, включающей мастику, содержащую тяжелую нефтяную фракцию, абсорбент и окислитель. Причем композиция дополнительно содержит тяжелую нефтяную фракцию и зольные микросферы, взятые в соотношении, масс.%: тяжелая нефтяная фракция 42,5 - 45, мастика 42,5-45, зольные микросферы 10 - 15.
Изобретение относится к технологии защиты дорожных покрытий и может быть использовано при строительстве и ремонте дорожных покрытий различного типа. Смесь для защиты дорожных покрытий включает черное органическое вяжущее, модификатор отверждения и растворитель в соотношении, мас.%: черное органическое вяжущее пек 45-55%; модификатор отверждения ацетон 4-6%; адгезионная присадка СТАРДОП 130П 1-3 мас.%; растворитель сольвент остальное.
Изобретение относится к дорожно-строительным материалам и может быть использовано в качестве вяжущего материала цветного асфальтобетонного покрытия. Вяжущее для цветных асфальтобетонов включает нефтеполимерную смолу, индустриальное масло, синтетический полибутадиеновый каучук и дополнительно содержит вторичный полимер, представляющий собой смесь полиэтилена низкой плотности, частиц алюминиевой фольги и полиолефина с активными функциональными группами.

Изобретение относится к способу получения битумов нефтяных дорожных и может быть использовано в дорожной, строительной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Способ осуществляют путем окисления кислородом воздуха смеси гудрона или продукта смешения гудрона с 5-м вакуумным погоном установки вакуумной перегонки мазута (ВТ) с асфальтитом процесса пропановой деасфальтизации гудрона при соотношении гудрон или продукт смешения гудрона с 5-м вакуумным погоном установки (ВТ): асфальтит от 30:70 до 50:50 мас.% с последующим компаундированием окисленной асфальтитсодержащей смеси с прямогонным гудроном при соотношении окисленная смесь:гудрон от 55:45 до 40:60 мас.% с получением целевого продукта требуемого качества. Способ позволяет получить высококачественные битумы нефтяные дорожные различных марок, а также утилизировать асфальтит - побочный продукт процесса пропановой деасфальтизации гудрона. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.
Наверх