Битумная композиция



Битумная композиция
Битумная композиция

 


Владельцы патента RU 2614026:

Шуверов Владимир Михайлович (RU)

Изобретение относится к битумным композициям и может быть использовано для получения битумных композиций, применяемых в дорожном строительстве. Битумная композиция включает в себя смесь окисленного битума с неокисленным нефтепродуктом. При этом в качестве окисленного битума используют битум с температурой размягчения по КиШ 51-53°C, полученный окислением утяжеленного гудрона с ВУ80 123-158 сек, а в качестве неокисленного нефтепродукта используют остаточный экстракт селективной очистки масел растворителями или смесь остаточного и вязкого экстрактов селективной очистки масел, содержащую не более 40 мас.% вязкого экстракта селективной очистки масел, при соотношении окисленный битум : неокисленный нефтепродукт 95-89:5-11 мас.%. Техническим результатом является обеспечение возможности получения битумов марок БНД 70/100 и БНД 100/130, соответствующих требованиям Межгосударственного стандарта. 2 табл., 11 пр.

 

Изобретение относится к битумным композициям и может быть использовано для получения битумных композиций, применяемых в дорожном строительстве.

Известен способ получения компаундированного битума путем смешения окисленного битума с нефтяными неокисленными нефтепродуктами, в качестве которых используют гудрон - фракцию с началом кипения 500°C, дистиллятную фракцию 480-610°C - «слоп» и экстракт селективной очистки остаточной масляной фракции при следующих соотношениях компонентов, % мас.: гудрон - 1-5, «слоп» - 4-20, экстракт - 5-25, окисленный битум - остальное до 100. Компоненты смешивают в последовательности - гудрон, «слоп», экстракт и к полученной 3-х компонентной смеси добавляют окисленный битум (Патент РФ №2302447, 2007 г.).

Недостатком композиции является многокомпонентность смеси, т.к. поддержание состава четырехкомпонентной смеси в оптимальных пределах (особенно при варьировании параметров качества сырьевых компонентов) сопряжено со значительными технологическими трудностями.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является битумная композиция, включающая в себя смесь окисленного битума с неокисленным нефтепродуктом, отличающаяся тем, что в качестве неокисленного нефтепродукта используют тяжелый газойль каталитического крекинга при соотношении соответственно - окисленный битум : тяжелый газойль каталитического крекинга 95-99 : 5-1% мас., причем окисленный битум имеет температуру размягчения, равную или большую, чем температура размягчения конечного продукта (Патент РФ №2556925, 2015 г.).

Однако в последнее время в связи с модернизацией блоков вакуумной перегонки мазута произошло утяжеление гудрона (сырья для окисленного битума) с показателей условной вязкости ВУ80 70-80 сек (Патент РФ №2476580, 2013, стр. 5, 20-25, 45-50) до ВУ80 120-160 сек.

На ряде установок атмосферно-вакуумной перегонки нефти (ABT) были выполнены работы по модернизации блоков вакуумной перегонки мазута, включая не только понижение остаточного давления наверху вакуумной колонны до 20-30 мм рт.ст., но и совершенствование вакуумной насадки, введение горячей промывки паров, оптимизацию узла ввода парожидкостной смеси, трансферной линии, потоков и диаметров труб вакуумной печи, а также поддержание пониженной до 340°C температуры куба вакуумной колонны, что и привело к увеличению выхода ценного вакуумного газойля и, как следствие, утяжелению гудрона с показателей условной вязкости ВУ80 70-80 сек до ВУ80 120-160 сек.

В то же время введенная по Межгосударственному стандарту ГОСТ 33133-2014 «Дороги автомобильного общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические требования» (Москва. Стандарт информ. 2015 г.), марка дорожного битума БНД 70/100 в замен марки БНД 60/90 по предыдущему ГОСТ 22245-90 имеет значительно более высокие требования по качеству по минимальной пенетрации 71⋅0,1 мм против 60⋅0,1 мм и температуре хрупкости -18°C вместо -15°C при сохранении температуры размягчении по КиШ на прежнем уровне не ниже 47°C.

Задачей изобретения является разработка битумной композиции, применяемой в дорожном строительстве, с использованием утяжеленного гудрона, полученного из нефтей типа «Юролс» с ВУ80 123-158 сек с возможностью получения дорожного битума БНД 70/100 по Межгосударственному стандарту ГОСТ 33133-2014 «Дороги автомобильного общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические требования» и одновременно дорожного битума БНД 100/130 для более холодных районов.

Поставленная задача решается разработкой битумной композиции, применяемой в дорожном строительстве, включающей в себя смесь окисленного битума с неокисленным нефтепродуктом, которая отличается тем, что в качестве окисленного битума используют битум с температурой размягчения по КиШ 51-53°C, полученный окислением утяжеленного гудрона с ВУ80 123-158 сек, а в качестве неокисленного нефтепродукта используют остаточный экстракт селективной очистки масел растворителями или смесь остаточного и вязкого экстрактов селективной очистки масел, содержащую не более 40% мас. вязкого экстракта селективной очистки масел, при соотношении окисленный битум : неокисленный нефтепродукт 95-89:5-11% мас.

Для подтверждения поставленной задачи было проведено исследование по возможности получения дорожных битумов из появившегося более утяжеленного гудрона как сырья для его производства.

Для исследования использовались промышленно полученные утяжеленные гудроны из балансовой смеси нефтей «Юролс» со следующими показателями (Таблица 1).

При этом упор в исследовании был сделан на возможность получения дорожного битума БНД 70/100 по Межгосударственному стандарту ГОСТ 33133-2014 «Дороги автомобильного общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические требования» (Москва. Стандарт информ. 2015 г.) как одному из наиболее рекомендуемых к применению (Приложение A данного ГОСТ) и одновременно дорожного битума БНД 100/130 для более холодных районов.

Исследования проводили путем получения окисленного промышленного гудрона в лабораторных условиях с последующим получением композиции с неокисленным нефтепродуктом и анализом полученного таким путем дорожного битума.

Окисленный битум получали в лабораторной установке, представляющей собой круглодонную трехгорлую колбу объемом 2 дм3, установленную на колбонагреватель. В два горла колбы вставляли две трубки с оттянутым концом для ввода воздуха. В третье помещался термометр и мешалка.

Сырье в количестве 1200 г помещали в колбу и далее колбу нагревали в сушильном шкафу при температуре 180°C в течение 1 часа. После этого колбу перемещали на колбонагреватель, устанавливали термометр и мешалку. Включали мешалку с колбонагревателем и доводили температуру гудрона до необходимой. Температура в колбе поддерживалась с точностью ±2°C. Расход воздуха поддерживался в объеме 4 дм3/мин (или 0,2 м3/ч⋅кг гудрона).

При этом периодически проводились анализы окисляемого гудрона на температуру размягчения по КиШ.

При достижении температуры размягчения по КиШ требуемого значения прекращали подачу воздуха и полученный образец окисленного битума использовался для смешения.

Битумную композицию готовили путем нагрева до 150°C исходного окисленного битума, введения в него неокисленного нефтепродукта и последующего перемешивания в емкости с мешалкой в течение 30 минут.

В таблице 2 представлены показатели качества полученных битумных композиций.

При исследовании утяжеленного гудрона с вязкостью ВУ80 123 сек в условиях прототипа (Патент РФ №2556925, 2015 г.) была получена композиция дорожного битума, полностью соответствующая БНД 70/100 (Пример 1). Однако использование более вязкого гудрона с ВУ80 139 сек в условиях прототипа (Пример 2) не позволило получить БНД 70/100 по показателю растяжимости при 0°C (2,5 см при норме не менее 3,7 см).

Опыт с наиболее вязким из гудронов (ВУ80 158) в условиях прототипа (Пример 3) показал дальнейшее ухудшение растяжимости при 0°C с ростом вязкости исходного гудрона (0 см при норме не менее 3,7 см).

Учитывая реальность массового появления высоковязких гудронов (с ВУ80 130-160 сек.), были предприняты дальнейшие исследования возможности получения на их базе дорожных битумов.

В качестве неокисленного продукта в композиции был использован маловязкий экстракт селективной очистки масел Уфимского НПЗ (Пример 4) с показателями:

Вязкость кинематическая при 100°C, мм2 4,5
Плотность при 20°C, кг/м3 945

Полученная композиция дорожного битума также не соответствовала БНД 70/100 по показателю растяжимости при 0°C (2,7 см при норме не менее 3,7 см).

В дальнейшем проводились исследования (Примеры 5, 6, 7, 8), где в качестве окисленного битума использовался битум, полученный окислением утяжеленного гудрона с ВУ80 123-158 сек, а в качестве неокисленного нефтепродукта использовался остаточный экстракт селективной очистки масел растворителями при соотношении окисленный битум: остаточный экстракт селективной очистки масел 95-89÷5-11% мас.

Остаточный экстракт имел следующие показатели:

Вязкость кинематическая при 100°C, 29,8 мм2
Плотность при 20°C 954 кг/м3

При этом при использовании гудрона с ВУ80 139 158 сек (Примеры 5, 6) были получены композиции дорожного битума, полностью соответствующие БНД 70/100 по всем показателям качества.

В примере 7 была исследована возможность получения композиции дорожного битума из гудрона с ВУ80 123 сек, которая показала, что полученный продукт полностью соответствует БНД 70/100 и находится на уровне прототипа по качеству.

В Примере 8, 9 показана возможность по данному изобретению получения битума БНД 100/130.

Полученная композиция полностью соответствует по показателям качества БНД 100/130.

В целях расширения сырьевой базы неокисленного нефтепродукта были выполнены исследования применения смеси остаточного и вязкого дистиллятного экстрактов (Примеры 10, 11), что позволило установить, что содержание в смеси до 40% вязкого дистиллятного экстракта также позволяет получить дорожный битум БНД 70/100 (Пример 10).

Вязкий дистиллятный экстракт селективной очистки масел имел следующие показатели:

Вязкость кинематическая при 100°C 13,9 мм2
Плотность при 20°C 965 кг/м3

Повышение содержания вязкого дистиллятного экстракта в смеси неокисленного нефтепродукта до 60% приводит к несоответствию конечного продукта БНД 70/100 по показателям пенетрации при 25°C при граничном показателе по температуре размягчения по КиШ (Пример 11).

Пример 1

Гудрон с показателем вязкости ВУ80 123 сек окисляли при 230°C до показателей качества:

КиШ 51°C
Пенетрация при 25°C 54⋅0,1 мм

Затем полученный окисленный битум смешивали с тяжелым газойлем каталитического крекинга в соотношении 96:4.

Качество полученного дорожного битума приведено в таблице 2. Битум полностью соответствует дорожному битуму БНД 70/100.

Пример 2

Гудрон с показателем вязкости ВУ80 139 сек окисляли при 230°C до показателей качества:

КиШ 52°C
Пенетрация при 25°C 49⋅0,1 мм

Затем полученный окисленный битум смешивали с тяжелым газойлем каталитического крекинга в соотношении 95:5.

Качество конечного продукта приведено в таблице 2.

Битум не соответствует БНД 70/100 по показателю растяжимости при 0° (2,5 см при норме не менее 3,7 см).

Пример 3

Гудрон с показателем вязкости ВУ80 158 сек окисляли при 225°C до показателей качества:

КиШ 52°C
Пенетрация при 25°C 49⋅0,1 мм

Затем полученный окисленный битум смешивали с тяжелым газойлем каталитического крекинга в соотношении 95:5.

Качество конечного продукта приведено в таблице 2. Битум не соответствует дорожному битуму БНД 70/100 по показателю растяжимости при 0° (0 см при норме не менее 3,7 см).

Пример 4

Гудрон с показателем вязкости ВУ80 139 сек окисляли при температуре 230°C до показателей качества:

КиШ 52°C
Пенетрация при 25°C 49⋅0,1 мм

Затем полученный окисленный битум смешивали с маловязким экстрактом селективной очистки масел в соотношении 96:4.

Качество полученного продукта приведено в таблице 2. Продукт не соответствует БНД 70/100 по показателю растяжимости при 0° (2,7 см при норме не менее 3,7 см).

Пример 5

Гудрон с показателем вязкости ВУ80 139 сек окисляли при температуре 225°C до показателей качества:

КиШ 52°C
Пенетрация при 25°C 52⋅0,1 мм

Затем окисленный битум смешивали с остаточным экстрактом селективной очистки масел в соотношении 95:5.

Качество полученного продукта приведено в таблице 2.

Битум полностью соответствует БНД 70/100.

Пример 6

Гудрон с показателем вязкости ВУ80 158 сек окисляли при 225°C до показателей:

КиШ 52°C
Пенетрация при 25°C 49⋅0,1 мм

Полученный окисленный битум смешивали с остаточным экстрактом селективной очистки масел в соотношении 93,5:6,5.

Качество полученного продукта приведено в таблице 2.

Битум полностью соответствует БНД 70/100.

Пример 7

Использовался окисленный битум из Примера 1 с показателями:

КиШ 51°C
Пенетрация при 25°C 54⋅0,1 мм

Данный окисленный битум смешивали с остаточным экстрактом селективной очистки масел в соотношении 95:5.

Качество полученного продукта приведено в таблице 2.

Битум полностью соответствует БНД 70/100.

Пример 8

Гудрон с показателями вязкости ВУ80 158 сек окисляли при 220°C с получением окисленного битума с показателями:

КиШ 52°C
Пенетрация при 25°C 51⋅0,1 мм

Полученный окисленный битум смешивали с остаточным экстрактом селективной очистки масел в соотношении 90:10.

Качество полученного продукта приведено в таблице 2. Битум полностью соответствует БНД 100/130.

Пример 9

Гудрон с показателями вязкости ВУ80 158 сек окисляли при 220°C с получением окисленного битума с показателями:

КиШ 53°C
Пенетрация при 25°C 48⋅0,1 мм

Полученный окисленный битум смешивали с остаточным экстрактом селективной очистки масел в соотношении 89:11.

Показатели качества полученного продукта приведены в таблице 2.

Продукт соответствует БНД 100/130, но показатели качества по температуре размягчения и пенетрации при 25°C (102 при норме не менее 101) находятся у граничных показателей, что показывает границы применения данного изобретения.

Пример 10

Использовался окисленный битум по Примеру 6:

КиШ 52°C
Пенетрация при 25°C 49⋅0,1 мм

Данный окисленный битум смешивали с заранее приготовленной смесью остаточного и вязкого дистиллятного экстрактов селективной очистки масел (60:40) в соотношении 94:6.

Качество полученного продукта приведено в таблице 2.

Полученный битум полностью соответствует БНД 70/100.

Пример 11

Использовался окисленный битум по примеру 6:

КиШ 52°C
Пенетрация при 25°C 49⋅0,1 мм

Данный окисленный битум смешивали с заранее подготовленной смесью остаточного и вязкого дистиллятного экстрактов селективной очистки масел (40:60) в соотношении 95:5.

Качество полученного продукта приведено в таблице 2.

Полученный продукт не соответствует БНД 70/100 по показателю глубины проникновения иглы при 25°C 0,1 мм (68 при норме не менее 71) при граничных показателях размягчения по КиШ.

Таким образом разработана битумная композиция, применяемая в дорожном строительстве, с использованием утяжеленного гудрона, полученного из нефтей типа «Юролс» с ВУ80 123-158 сек, с возможностью получения дорожного битума БНД 70/100 по Межгосударственному стандарту ГОСТ 33133-2014 «Дороги автомобильного общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические требования» и одновременно дорожного битума БНД 100/130 для более холодных районов.

Композиция дорожного битума, применяемая в дорожном строительстве, состоящая из смеси окисленного битума с неокисленным нефтепродуктом, отличающаяся тем, что в качестве окисленного битума используют битум с температурой размягчения по КиШ 51-53°C, полученный окислением утяжеленного гудрона с ВУ80 123-158 сек, а в качестве неокисленного нефтепродукта используют остаточный экстракт селективной очистки масел растворителями или смесь остаточного и вязкого экстрактов селективной очистки масел, содержащую не более 40 мас.% вязкого экстракта селективной очистки масел, при соотношении окисленный битум : неокисленный нефтепродукт 95-89:5-11 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установкам получения битума и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности для получения битума и углеводородных дистиллятов из парафинистых гудронов и полугудронов.

Изобретение относится к битумным композициям и может быть использовано для получения битумных композиций, применяемых в дорожном строительстве. Разработана битумная композиция, применяемая в дорожном строительстве, включающая в себя смесь окисленного битума с нефтяным неокисленным нефтепродуктом.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности, к способу получения полисульфидного битума. Для получения полисульфидного битума осуществляют подготовку сырья путем вакуумной перегонки мазута в вакуумной колонне при остаточном давлении верха колонны 15-25 мм рт.ст., полученный гудрон подают в буферную емкость, где смешивают его с битумным компаундом, представляющим собой переокисленный битум с температурой размягчения Тразм=50-60°С, поступившим из верхней части окислительного реактора, подают полученную смесь с температурой не ниже 170°С в среднюю часть окислительного реактора под решетчатую тарелку, куда одновременно с сырьем подают воздушную массу в объеме до 160 м3/т сырья, при этом реакцию окисления в зоне первичного окисления ведут при температуре 215-230°С в течение 8-35 мин с последующим ее понижением до 190-210°С с получением битума, смешивают охлажденный до температуры 135 - 140°С полученный битум с расплавом серы в количестве до 10% от массы битума с последующей термостабилизацией при температуре 135-140°С в течение 60 мин, затем смешивают полученный сульфидный битум с жидкой стеариновой кислотой в количестве до 8% от массы битума с последующей термостабилизацией в течение не менее 240 мин с получением полисульфидного битума.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения и подготовки электродного пека, предназначенного для производства анодной массы, угольной и графитированной продукции, конструкционных углеграфитовых материалов, и может найти применение в коксохимической или нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к способу и установке для получения битума из нефтяных остатков и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности для производства битумов различных марок.

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

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

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 области производства щебеночно-мастичных дорожных смесей и асфальтобетонов, применяемых для ремонтно-восстановительных работ и устройства новых слоев дорожных и аэродромных покрытий.

Настоящее изобретение относится к материалам для битумного дорожного покрытия. Материал для битумного дорожного покрытия, содержащий битумное вяжущее в количестве от приблизительно 3 до приблизительно 8 мас.% материала для битумного дорожного покрытия, содержащее базовый битум и полимер, представляющий собой гомополимер окисленного полиэтилена высокой плотности, где полимер присутствует в количестве от приблизительно 0,25 до приблизительно 10 мас.% базового битума; и заполнитель в количестве от приблизительно 92 до приблизительно 97 мас.% материала для битумного дорожного покрытия.

Изобретение касается дегтебетонных смесей для устройства и ремонта дорожек, тротуаров. Дегтебетонная смесь содержит, мас.%: песок кварцевый 40,0-50,0, щебень фракции 20-40 мм 41,0-51,0, каменноугольный деготь 6,0-8,0, цемент 1,0-3,0.

Изобретение относится к производству дорожно-строительных материалов; которые могут быть использованы в строительстве пешеходных, автомобильных дорог, преимущественно сельских, разных площадок и т.п.

Изобретение относится к дорожному строительству и касается способа получения составов на основе полимербитумных вяжущих, которые могут быть применены для защиты дорожных асфальтобетонных покрытий от негативных воздействий.

Изобретение относится к асфальтовым изделиям, включая модифицированные асфальтовые композиции. Описан способ изготовления модифицированных асфальтовых связующих композиций, который включает перемешивание асфальтового связующего материала и по меньшей мере одной асфальтовой добавки и/или асфальтового модификатора в шаровой мельнице-мешалке, что вызывает перемешивающее, сдвигающее, ударное и измельчающее воздействие на смесь.
Группа изобретений относится к полимерной химии и используется при производстве асфальтов для дорожных покрытий. Измельчают вулканизированный каучук с получением крошки с гранулометрическим составом меньше 0,4 мм.

Изобретение раскрывает привитой полимер, содержащий цепь основного полимера Р, содержащую сопряженные диеновые звенья; по меньшей мере одну боковую привитую цепь G, представленную следующей общей формулой (1)R-(OCH2CH2)m-S-, (1)где R представляет собой насыщенную, линейную или разветвленную углеводородную цепь, содержащую по меньшей мере 18 атомов углерода, а m представляет собой целое число, варьирующееся в диапазоне от 0 до 20, при этом указанная привитая цепь G связана с цепью основного полимера Р через атом серы из формулы (1); и по меньшей мере одну привитую цепь G’, представленную следующей общей формулой (4)-S-R’-S-, (4)где R’ представляет собой углеводородную группу, насыщенную или ненасыщенную, линейную или разветвленную, циклическую и/или ароматическую, содержащую от 2 до 40 атомов углерода, необязательно содержащую один или несколько гетероатомов, при этом указанная привитая цепь G’ связана с цепью основного полимера Р с использованием каждого атома серы из формулы (4).

Изобретение относится к битумным композициям и может быть использовано для получения битумных композиций, применяемых в дорожном строительстве. Разработана битумная композиция, применяемая в дорожном строительстве, включающая в себя смесь окисленного битума с нефтяным неокисленным нефтепродуктом.

Изобретение относится к области строительных материалов и изделий, а именно к способу приготовления асфальтобетонной смеси. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, содержащей битум в количестве 3-9 мас.%, гидролизный лигнин фракции от 0 до 2,5 мм влажностью 10-50% в количестве 3-10 мас.% и минеральный материал, включающий щебень в количестве 30-70 мас.% и песок из отсевов дробления - остальное, включает одновременную подачу гидролизного лигнина и разогретого до 130-150°С битумного вяжущего в смеситель с разогретым до 130-150°С минеральным материалом.

Изобретение относится к эластомерной композиции в виде гранул с хорошей сыпучестью для производства, хранения и применения. Сырая эластомерная композиция в гранулированной форме с сыпучестью содержит сырой эластомер с молекулярной массой от 50000 дo 400000 Да и 1-15 мас.% от общей массы антиадгезива, содержащего неорганические наполнители. Неорганические наполнители содержатся в композиции в сочетании с совместимым эмульгатором, способным образовывать эмульсии в воде. Сырая эластомерная композиция в виде гранул с сыпучестью может быть использована в качестве клеевой композиции при модификации асфальта и асфальтовой эмульсии. Изобретение позволяет улучшить эффективность хранения, применения и использования в производстве и обработке эластомерной композиции, обеспечивает усиление механических свойств модифицированных асфальтов. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил., 7 табл., 4 пр.
Наверх