Способ получения битума из кислого гудрона
Владельцы патента RU 2372376:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к производству строительных материалов путем переработки отхода нефтемаслозаводов. Изобретение касается способа получения битума из кислого гудрона, включающего его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемые электрохимическим способом, на стадии окисления дополнительно вводится модифицирующая добавка - омагниченный нефтепродукт в количестве 1-10 мас.%, включающий следующие компоненты: магнетит Fe3O4, керосин и олеиновую кислоту. Благодаря электропроводности кислого гудрона и с применением модифицирующей добавки в течение 60 мин удается получить окисленный битум с показателями, соответствующими битуму нефтяному строительному БН 70/30 (ГОСТ 6617-76*). 2 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. С10С 3/04, авт. А.Д.Рудковский и др., 1982 г.).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения битума из кислого гудрона, включающий его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемые электрохимическим способом с проведением разогрева кислого гудрона, нейтрализации и окисления в одном аппарате (Патент РФ №2005106623. Способ получения битума из кислого гудрона электрохимическим способом. Кл. С10С 3/04, 2006 г.).
Задача изобретения - получение битума из КГ с характеристиками строительного битума.
Поставленная задача решается путем электрохимического окисления КГ с применением модифицирующей добавки - омагниченного нефтепродукта в количестве 1-10 мас.%, которая вводится на стадии окисления.
За счет использования электропроводящих свойств кислого гудрона и проведения разогрева КГ, нейтрализации и окисления в одном аппарате с использованием модифицирующей добавки получаем битум с характеристиками строительного битума.
Электроды помещаются непосредственно в массу кислого гудрона, на них подается напряжение переменного (50 В) или постоянного (24 В) тока. Сила тока составляет 12 А. Температура проведения процесса окисления 97°C. Данный процесс сопровождается интенсивным выделением водорода на поверхности катода, который выполняет роль флотирующего газа. Таким образом, за счет диффузии водорода происходит перемешивание кислого гудрона и осуществляется нейтрализация кислых компонентов. На аноде происходит выделение атомарного кислорода, который является сильнейшим окислителем. В качестве модифицирующей добавки на стадии окисления вводится омагниченный нефтепродукт (о/н), содержащий в своем составе маслоотход, после очистки воды с помощью магнитной жидкости. Состав данной модифицирующей добавки представлен в таблице 1 (соотношение магнитная жидкость: поглощенный маслоотход - 20:80 мас.%).
| Таблица 1. | |
| Состав о/н | Показатель |
| Магнитная жидкость: | |
| Магнетит Fe3O4, мас.% | 15 |
| Керосин, мас.% | 80 |
| Олеиновая кислота, мас.% | 5 |
| Намагниченность насыщения о/н, кА/м | 2,4 |
| Поглощенный маслоотход, мас.% | 80 |
Модифицирующая добавка на основе о/н позволяет сократить процесс электрохимического окисления КГ и расширить эксплуатационные характеристики получаемого битума. В итоге благодаря электропроводности кислого гудрона и с применением модифицирующей добавки в течение 60 мин удается получить окисленный битум с показателями, соответствующими битуму нефтяному строительному БН 70/30 (ГОСТ 6617-76*)(табл.2).
ПРИМЕР 1. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона без добавок о/н, в течение 60 мин, при температуре процесса 97°C.
ПРИМЕР 2. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 1 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 97°C.
ПРИМЕР 3. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 3 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 97°C.
ПРИМЕР 4. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 5 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 97°C.
ПРИМЕР 5. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 7 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 98°C.
ПРИМЕР 6. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 10 мас.% (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 97°С.
Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 2.
| Таблица 2. | |||||||
| Результаты эксперимента получения битума строительного с различным содержанием модифицирующей добавки - омагниченный нефтепродукт (о/н) и без нее. | |||||||
| Наименование показателя | Битум из кислого гудрона, модифицированный о/н (мас.% добавляемого о/н) | Битум нефтяной строительный БН 70/30 ГОСТ6617-76* | |||||
| 0% | 1% | 3% | 5% | 7% | 10% | ||
| 1. Глубина проникания иглы, при 25°С, 0,1 мм | 244 | 24 | 5 | 29 | 30 | 32 | 21-40 |
| 2. Температура размягчения по кольцу и шару, °С | 43 | 71 | 74 | 54 | 53 | 52 | 70-80 |
| 3. Мас. доля водорастворимых соед., % | 0,33 | 0,35 | 0,33 | 0,36 | 0,31 | 0,33 | 0,30 |
| 4. Массовая доля воды, % | Следы | ||||||
| Температура вспышки °С, не ниже | 232 | 243 | 246 | 245 | 244 | 243 | 230 |
| Растяжимость при 25°С, см, не менее | - | 11,4 | 11,2 | 11,3 | 8,8 | 6,4 | 3 |
Таким образом, использование омагниченного нефтепродукта в качестве модифицирующей добавки в количестве 1-10 мас.% позволяет получить битум, по своим показателям соответствующий строительному битуму (Битум нефтяной строительный БН70/30 ГОСТ 6617-76*).
Способ получения битума из кислого гудрона, включающий его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемые электрохимическим способом, отличающийся тем, что на стадии окисления дополнительно вводится модифицирующая добавка - омагниченный нефтепродукт в количестве 1-10 мас.%, включающий следующие компоненты: магнетит Fe3O4, керосин и олеиновая кислота.
