Способ переработки кислого гудрона
Использование: производство строительных материалов. Сущность: кислый гудрон нейтрализуют щелочью. Продукты нейтрализации подвергают термоокислению в присутствии модифицирующей добавки - элементарной серы в количестве 5-10% на 100% окисляемого сырья. Технический результат: упрощение технологии процесса. 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. С 10 С 3/04, авт. А.Д.Рудковский и др., 1982 г.).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ переработки кислого гудрона путем нейтрализации щелочью, с последующим термоокислением продуктов нейтрализации в битумное вяжущее при температуре 160-190°С, в течение 4-5 часов. Данный способ характеризуется длительностью, высокими энергозатратами на процесс и высоким содержанием воды в получаемом продукте (а.с. СССР №617937, кл. С 10 С 3/04, 1976 г, авт. А.Ф.Фролов и др.).
Задача изобретения - получение битумных вяжущих на основе КГ с характеристиками строительного битума. Поставленная задача решается путем термоокисления кислого гудрона с применением модифицирующей добавки - элементарной серы. Элементарная сера может оказывать существенное влияние на эксплуатационные характеристики битумов из кислого гудрона, являясь химическим сореагентом и наполнителем. Небольшие добавки серы к кислому гудрону (до 10%) повышают пластичность получаемого битумного вяжущего, а добавки более 10% повышают их жесткость за счет более высокой структурированности и химического взаимодействия с компонентами получаемого битума.
ПРИМЕР 1. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 30-70 мг КОН/г гудрона, в качестве нейтрализующего агента используем воздушную гашеную известь (гидроксид кальция), соответствующую ГОСТ 9179-77, без добавок элементарной серы. Окисление продуктов нейтрализации в битум проводится кислородом воздуха в течение 1,5 часа при постоянном перемешивании и температуре процесса 95°С.
ПРИМЕР 2. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 30-70 мг КОН/г гудрона, в качестве нейтрализующего агента используем воздушную гашеную известь (гидроксид кальция), соответствующую ГОСТ 9179-77, модифицирующая добавка - 5% элементарной серы. Окисление продуктов нейтрализации в битум в присутствии модифицирующей добавки проводится кислородом воздуха в течение 1,5 часа при постоянном перемешивании и температуре процесса 95°С.
ПРИМЕР 3. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 30-70 мг КОН/г гудрона, в качестве нейтрализующего агента используем воздушную гашеную известь (гидроксид кальция), соответствующую ГОСТ 9179-77, модифицирующая добавка -10% элементарной серы. Окисление продуктов нейтрализации в битум в присутствии модифицирующей добавки проводится кислородом воздуха в течение 1,5 часа при постоянном перемешивании и температуре процесса 95°С.
ПРИМЕР 4. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 30-70 мг КОН/г гудрона, в качестве нейтрализующего агента используем воздушную гашеную известь (гидроксид кальция), соответствующую ГОСТ 9179-77, модифицирующая добавка -15% элементарной серы. Окисление продуктов нейтрализации в битум в присутствии модифицирующей добавки проводится кислородом воздуха в течение 1,5 часа при постоянном перемешивании и температуре процесса 95°С.
Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице.
| Таблица Результаты эксперимента получения битума строительного с различным содержанием модифицирующей добавки и без нее. | |||||
| Наименование показателя | Битум из продуктов нейтрализации (ПН). | Битум нефтяной строительный БН 70/30 ГОСТ 6617-76* | |||
| ПН | ПН + 5% серы | ПН + 10% серы | ПН + 15% серы | ||
| 1. Глубина проникания иглы, при 25°С, 0,1 мм | 170 | 60 | 40 | 41 | 21-40 |
| 2. Температура размягчения по кольцу и шару, °С | 45 | 57 | 70 | 70 | 70 |
| 3. Мас. доля водорастворимых соед., % | 0,37 | 0,36 | 0,31 | 0,33 | 0,30 |
| 4. Массовая доля воды, % | 0,35 | 0,21 | 0,1 | 0,1 | Следы |
| Температура вспышки °С, не ниже | 232 | 245 | 244 | 243 | 230 |
| Растяжимость при 25°С, см, не менее | - | 11,3 | 8,8 | 6,4 | 3 |
Таким образом, использование элементарной серы в качестве модифицирующей добавки в количестве (10-15%) позволяет получить битумное вяжущее по своим показателям соответствующее строительному битуму. (Битум нефтяной строительный БН 70/30 ГОСТ 6617-76*)
Способ переработки кислого гудрона путем его нейтрализации щелочью с последующим термоокислением продуктов нейтрализации в битумное вяжущее, отличающийся тем, что термоокисление продуктов нейтрализации проводят в присутствии модифицирующей добавки - элементарной серы в количестве 5-10% на 100% окисляемого сырья.
