Способ получения битума

 

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к получению битума, применяемого в дорожном строительстве, гидротехнике , строительстве зданий. Цель упрощение технологии процесса, сокращение времени окисления и повышение качества целевого продукта. Способ ведут путем окисления кислородом воздуха смеси отработанных нефтепродуктов и нефтяного гудрона , с нагревом отработанных нефтепродуктов до 180-210°С и удалением из них воды и низкокипящих углеводородов. Нагрев отработанных нефтепродуктов и удаление воды проводят в присутствии нефтяного гудрона противоточным контактированием сработанных нефтепродуктов и гудрона, подвергнувшихся предварительному диспергированию с дымовыми газами. 1 ил.,1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 10 С 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4705481/04 (22) 24.05.89 (46) 15.05.91. Бюл. ЬЬ 18 (75) А.В. Пушмынцев (53) 665.637,88 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 899632, кл. С 10 С 3/04, 1980.

Печеный Б.Г. и др. Получение битумов на основе нефтеотходов. — Химия и технология топлив и масел, 1987, Гя 11, с. 45-47. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА (57) Изобретение относится к нефтехимии, в частности к получению битума, применяемого в дорожном строительстве, гидротехнике, строительстве зданий. Цель—

Изобретение относится к способу получения битума и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности при получении битума, применяемого в дорожном строительстве, гидротехнике, строительстве зданий.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса, сокращение времени окисления и повышение качества целевого продукта.

На чертеже представлена принципиальная схема проведения способа.

Способ осуществляется следующим образом, Отработанные нефтепродукты подают по линии 1 через теплообменник 2 в распылительную насадку 3, размещенную в верхней части контактного аппарата 4. Нижняя часть аппарата 4 снабжена средством 5 для ввода и распределения дымовых газов и сливным приспособлением 6 с гидрозатвором для отвода подготовленного сырья, По,, Я2„, 1648959 А1 упрощение технологии процесса, сокращение времени окисления и повышение качества целевого продукта. Способ ведут путем окисления кислородом воздуха смеси отработанных нефтепродуктов и нефтяного гудрона, с нагревом отработанных нефтепродуктов до 180-210 С и удалением изних воды и низкокипящихуглеводородов.

Нагрев отработанных нефтепродуктов и удаление воды проводят в присутствии нефтяного гудрона противоточным контактированием оработанных нефтепродуктао в и гудрон а, подвергнувшихся предварительному диспергированию с дымовыми газами. 1 ил,,1 табл, линии 7 с верхней части аппарата 4 отводят дымовые газы, воду и легкие углеводороды.

Снизу по линии 8 отводят подготовленное сырье. Часть подготовленного сырья рециркулируют по линии 9 в аппарат 4. Изменяя соотношение отводимого и рециркулируемого продуктов, регулируют среднее время пребывания сырья в зоне подготовки, обеспечивая необходимую полноту отделения низкокипящих углеводородов и воды. По ли-- нии 10 подают второй сырьевой компонент — нефтяной гудрон (альтернативные точки подачи гудрона показывают пунктиром).

Возможно подавать гудрон в аппарат 4, в специальную насадку для ввода гудрона (не показана), аналогично распылительной насадке 3. Нагрев и испарение влаги из сырья осуществляют за счет тепла дымовых газов.

Последние подают в контактный аппарат 4 с температурой 500 — 650 С, В качестве топлива в печи дожига газов окисления целесообразно использовать легкие горючие продукты, выходящие иэ окислителя, Обыч3

1648959 способом), г-тонна: Са 1500; Ва 420; Pb 2350;

55 но дымовые газы содержат 0,6-1,57 кислорода. При необходимости содержание кислорода в дымовых газах может быть повышено за счет увеличения коэффициента избытка воздуха или разбавления дымовых газов воздухом. При контакте распыленного сырья, содержащего смолы, асфальтены и соединения металлов, с газами, содержащими кислород. а также некоторое количество активных соединений, при

180-210 С происходит формирование надмолекулярных связей с образованием сложных структурных единиц(ССЕ), содержащих соединения металлов, асфальтенов и смол.

Окисление при этом протекает незначительно, однако формирование ССЕ на стадии подготовки сырья приводит к ускорению окисления на последующей стадии и получению битумов улучшенного качества. Окисление подготовленного сырья можно проводить в известных аппаратах, трубчатых колоннах, кубах и т.п. при известных условиях, предпочтительно при

230-300 С, оптимальное массовое соотношение гудрон — отработанные нефтепродукты (1 — 6): 1.

Изобретение иллюстрируется примерами, согласно которым используют гудрон, характеризующийся следующими показателями: НК490 С; плотность р30 =996 кгlм; вязкость условная BY-2; содержание серы

3 мас. ; азота 0,4 мас.7; коксуемость

14,3 ; температура застывания 45 С; температура вспышки 312 С; содержание ванадия 250 г/мас, никеля 60 г/мас. Отработанное моторное масло содержит

4 мас.% воды. Данное масло характеризуется вязкостью 14,2 при 100 С, кислотным числом 8,6 мг КОН/r, плотностью 927 кг/м, Оно содержит 6,1 мас,3(легких фракций, выкипающих при температуре до 300 С, и

35 мас.7 остаточного компонента. Масло содержит металлы и прочие компоненты (определены рентгенофлюоресцентным

P 980; CI 25; Вг 320; Fe 2700, Содержание механических примесей 1,8 мас.%.

В качестве отработанных нефтепродуктов используют отработанные нефтяные масла и нефтяные промывочные жидкости, а также смеси нефти и нефтепродуктов, образующиеся при зачистке резервуаров, трубопроводов цистерн и т.д.

Нефтяной гудрон — остатки от перегонки нефти С температурой начала кипения более 400 С, предпочтительно более 4900С, называемые обычно гудроном или полугудроном, 5

Во всех примерах окисление проводят в окисленном кубе емкостью 1,5 мз. снабженном мешалкой, которую вращают со скоростью 12 об/с, В кубе поддерживают температуру

250 + 50C и заканчивают окисление при достижении температуры размягчения битума 40-SS C. Фиксируют время окисле- ния и определяют основные качественные показатели битума по стандартным методикам, Затем определяют индекс старения.

Методика определения индекса старения заключается в нанесении на стеклянные пластинки битумных пленок толщиной 5 мм и выдерживание образцов в термошкафу при 107-110 С в течение 2 ч. До и после испытания измеряют вязкость битума при помощи микровискозиметра со скользящей пластиной. Отношение вязкости после испытания и вязкости до испытания определяют как индекс старения.

Пример 1. В куб загружают 1 м гудрона, нагретого до 210 С, включают мешалку и через маточник подают воздух, расход которого регулируют так, чтобы обеспечить постоянную температуру окис-. ления 290 — 300 С. При достижении температуры размягчения битума 40-45 С подачу воздуха прекращают и продукт выгружают и анализируют. Свойства продукта и время окисления приведены в таблице.

Пример 2 (известный способ). Отработанное масло подают в теплообменник, затем 1 нагреватель и с температурой

180-210 С подают в сепаратор. Расход отработанного масла 5 л/ч. Массовое соотношение расходов потока. рециркулируемого в сепаратор, и потока, подаваемого в теплообменник, 5:1. В куб загружают 0,2 м подготовленного отработанного масла и 0,79 м гудрона и смесь окисляют в условиях примера 1. Массовое соотношение гудрон — отработанное масло 4:1. Свойства продукта и время окисления приведены в таблице, Пример 3. Повторяют пример 2, но в куб загружают 0,480 м гудрона и 0,520 м подготовленного отработанного масла.

Пример 4 (предлагаемый способ).

Способ проводят по схеме, представленной на чертеже.

Используют установку для подготовки сырья производительностью 200л/ч. Масло подают в теплообменник и затем в аппарат 4, Гудрон, нагретый до 180 С, подают в линию 1 непосредственно перед подачей в колонну 4. Для нагрева отработанного масла до 180-210 Ñ используют дымовые газы печи, в которой сжигают черный солар. Температура газов 600-630 С. Расход гудрона

1648959

На окисьение

154 л/ч,расход отработанного масла 46л/ч.

Отбирарают 186 л/ч подготовленного сырья (массовое соотношение гудрона и отработанного масла 4;1). Подготовленное сырье загружают в куб и проводят окисление по примеру 1. Результаты приведены в таблице.

Пример 5. Повторяют пример 4, но при этом на подготовку подают гудрон с расходом 90 л/ч и отработанное масло с расходом 110 л/ч. Получают 182 л/ч подготовленного сырья (массовое соотношение гудрон и отработанное масло 1:1). Результаты приведены в таблице.

Из таблицы видно, что при использовании предлагаемого способа ускоряется npr цесс окисления (время снижается с 78 до 54 мин), улучшаются низкотемпературные свойства битумов (температура хрупкости снижается до -26 С, повышается его устойчивость к старению (индекс старения снижается до 1,16). Ускорение скорости окисления и повышение устойчивости к старению достигаются тем, что образование

ССЕ тормозит процесс диффузии кислорода иэ атмосферы в битум при относительно с низкой температуре испытания на старение, а при температуре окисления наличие

ССЕ способствует лучшему диспергированию газа в массе окисляемого сырья, что и

5 приводит к увеличению поверхности раздела фаз воздух — окисляемая жидкость и, как следствие, к интенсификации процесса окисления.

10 Формула изобретения

Способ получения битума путем окисления кислородом воздуха смеси отработанных нефтепродуктов и нефтяного гудрона, включающий нагрев отработанных нефте15 продуктов до 180 — 210 С и удаление иэ них воды и низкокипящих углеводородов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения процесса, сокращения времени окисления и повышения качества целевого продукта, на20 грев отработанных нефтепродуктов и удаление воды и ниэкокипящих углеводородов проводят в присутствии нефтяного гудрона противоточным контактированием отработанных нефтепродуктов и нефтяного гудро25 на, подвергнувшихся предварительному диспергированию. с дымовыми газами.

1648959

So Sc

* — Фактор скорости определяется как соотношение где to " время окисления гудрона. a Sc — время окислвния смешанного сырья.

Составитель Н. Королева

Редактор Л. Веселовская Техред М.Моргентан К орректор . Кравцова

О.

Заказ 1499 Тираж 345 П

ВНИИПИ Гос а ственн одписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент" г. У т, г. жгород, ул.Гагарина, 101