Способ получения битума

 

Использование: нефтепереработка и нефтехимия. Сущность: нефтяные остатки окисляют в присутствии катализатора - цеолита в виде пыли в количестве 5-60 мас.% от исходного сырья. Возможно использование природного и искусственного цеолита. Возможно использовать отработанные цеолитсодержащие катализаторы нефтеперерабатывающих процессов. Указанным способом достигается упрощение процесса за счет использования доступного катализатора и исключения стадий приготовления катализатора. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам получения битума окислением нефтяных остатков и может быть использовано в дорожной и строительной промышленностях.

Известен способ получения битума путем совместного окисления нефтебитуминозных пород и нефтяного остатка. На основе продукта совместного окисления получают асфальтобетон, используемый при строительстве автомобильных дорог (SU 1778139, 1992).

Известны способы получения битума путем окисления нефтяных остатков воздухом в присутствии катализатора. В качестве последнего используют, например, карбонаты металлов (ЕР 053041, 1982), окись железа (SU 622833, 1978), отходы промышленных производств - мелкодисперсную железосодержащую пыль с электрофильтров мартеновской печи (SU 1532569, 1989), отходы титано-магниевого производства (SU1659092, 1991).

Более близким к изобретению является способ получения битума путем окисления нефтяных остатков, в частности гудрона, в присутствии катализатора, содержащего твердые хлориды - отходы титано-магниевого производства и кислородсодержащий компонент, в качестве которого используют мартеновский шлак, и/или окалину, и/или алюминиевый шлак, и/или алюминиевый шлам (SU 2098178, 1995).

При этом получают различные марки дорожных, строительных и кровельных битумов. Так при температуре 180°С в течение 75 мин окислением нефтяного гудрона в присутствии указанного катализатора получают нефтяной битум марки БНД 90/130 с температурой размягчения по КИШ 56°С и пенетрапией 110 мм·10^-1.

Недостаток способа заключается в необходимости наличия указанных отходов металлургических производств, а также в необходимости получения используемого катализатора, заключающегося в проведении стадий смешения и совместного помола, что усложняет процесс получения битума в целом.

Задачей изобретения является разработка способа получения битума с использованием доступного катализатора и упрощение процесса получения битума за счет исключения стадий приготовления катализатора.

Поставленная задача достигается описываемым способом получения битума окислением нефтяных остатков в присутствии катализатора, в качестве которого используют цеолит виде пыли в количестве 5-60 мас.% от исходного сырья. Возможно использовать как природные цеолиты, так и искусственные. В качестве цеолита возможно использовать отработанные цеолитсодержащие катализаторы нефтеперерабатывающих процессов.

Используемый цеолит наряду с функцией катализатора выполняет также роль наполнителя.

В способе согласно изобретению возможно использование цеолита, выбранного из группы, включающей, в том числе, фожазит, морденит, эрионит, их смеси. В качестве отработанных цеолитсодержащих катализаторов нефтеперерабатывающих процессов возможно использовать, например, отработанные цеолитсодержащие катализаторы каталитического крекинга, гидрогенизационных процессов.

Способ проводят следующим образом.

Исходный нефтяной остаток, например гудрон, мазут, смесь последних нагревают, добавляют цеолит в виде пыли в количестве 5-60 мас.% и подают в диспергатор, где при подаче воздуха и циркуляции смеси, при атмосферном давлении проводят процесс окисления. Температура процесса составляет 60-280°С.

За счет варьирования качества исходного нефтяного остатка, количества цеолита, выполняющего роль как катализатора процесса, так и наполнителя возможно получение окисленного битума различных качественных характеристик.

Способ иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1

В качестве нефтяного остатка используют гудрон, имеющий следующую характеристику: плотность 985 кг/м³; вязкость при 70°С 17,0 пз; при 90°С 4,9 пз; содержание асфальтенов 4,9%; серы 1,6%; начало кипения 238°С; выкипает 300°С 0,4%; до 400°С 4,9%; до 450°С 6,8%. Смесь подогретого гудрона и природного цеолита - фожазита в виде пыли, взятого в количестве 5 мас.% от исходного сырья загружают в диспергатор, через который пропускают воздух в течение часа при циркуляции смеси гудрона с цеолитом. Температура процесса опыта составляет 120°С. В результате получают битум марки БНД 200/300.

Пример 2

В качестве исходного сырья используют смесь гудрона, характеристика которого приведена в примере 1, и мазута марки 100. Процесс проводят аналогично примеру 1. В качестве цеолита используют отработанный микросферический катализатор каталитического крекинга, содержащий цеолит У, взятый в количестве 60 мас.% от смеси гудрона и мазута. Температура процесса составляет 90°С, время - 0,5 ч. В результате получают битум, отвечающий требованиям стандарта на битум БНД 90/130.

Пример 3

Способ проводят аналогично примеру 1. Используют искусственный цеолит типа Х в виде пыли, взятый в количестве 20 мас.%. Температура процесса составляет 80°С, время 1,0 ч. Получают битум марки БНД 130/200.

Аналогичные результаты получают при использовании и других вышеуказанных типов цеолитов.

Использование цеолита в количестве менее 5 и более 60 мас.% не приводит к желаемым характеристикам получаемых целевых продуктов.

Формула изобретения

1. Способ получения битума окислением нефтяных остатков в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют цеолит в виде пыли в количестве 5-60 мас.% от исходного сырья.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют природный и искусственный цеолит.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве цеолита используют отработанные цеолитсодержащие катализаторы нефтеперерабатывающих процессов.