СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА Российский патент 1999 года по МПК C10C3/04 

Изобретение относится к способам получения битума и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности, в частности при производстве дорожного битума.

Известен способ получения битума путем глубокого окисления тяжелого нефтяного остатка с последующим смешением (компаундированием) образующегося переокисленного продукта с неокисленными нефтяным остатком, после чего полученную смесь подвергают вакуумной перегонке (см. авторское свидетельство СССР N 446531 M⁶кл. C 10 C 3/04 Опубл. 15.10.74).

Недостатком данного изобретения, взятого нами в качестве прототипа, является сложность процесса, обусловленного вакуумной перегонкой.

Задачей изобретения является упрощение процесса компаундирования и расширение сырьевой базы.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения битума путем глубокого окисления тяжелого нефтяного остатка с последующим компаундированием образующегося переокисленного продукта с неокисленным нефтяным остатком в качестве переокисленного продукта используют продукт окисления остатка атмосферно- вакуумной перегонки высокосмолистой, малопарафинистой нефти нафтенового основания (лаковый битум марки "Г", а в качестве неокисленного нефтяного остатка используют нефтяные гудроны из группы нефтей, например, Ярегской, Западно-Сибирской и Котуртепинской при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, малопарафинистой нефти нафтенового основания (лаковый битум марки "Г") - 17 ^oC 46
Нефтяные гудроны из группы нефтей, например: Яргской, Западно-Сибирской, Котуртепинской - остальное.

Задача также достигается тем, что процесс компаундирования проводят при температуре 145-170^oC в течение 10 мин.

Существенными отличительными признаками заявленного изобретения являются:
- в качестве переокисленного продукта используют продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, малопарафинистой нефти нефтяного основания (лаковый битум марки "Г");
- в качестве неокисленного нефтяного остатка используют нефтяные гудроны из группы нефтей, например: Ярегской, западно-Сибирской и Котуртепинской при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, малопарафинистой нефти нафтенового основания (лаковый битум марки "Г" - 17- 46
Нефтяные гудроны из группы нефтей, например, Ярегской, Западно-Сибирской, Котуртепинской - остальное;
- процесс компаундирования проводят при температуре 145- 170^oC в течение 10 мин.

Вышеприведенные существенные отличительные признаки нам были известны из патентной и научно-технической информации и соответствуют критерию "Новизна", т.е. существенные отличительные признаки являются "Новыми".

Для сведения, известно, что способ переокисления разбавления дает битумы с повышенной температурой размягчения, но с пониженной дуктильностью. В то же время в заявленном нами способе получаем неожиданный эффект: повышенную дуктильность, кроме того, нельзя было предсказать и повышенную стойкость к старению (остаточная пенетрация после прогрева).

Учитывая, что вышеуказанные существенные отличительные признаки в совокупности с известными позволили получить неожиданный эффект и являются неочевидными для среднего специалиста в этой области знаний, то мы считаем, что заявленное изобретение соответствует критерию "Изобретательский уровень".

Что же касается критерию "Промышленная применимость", то изобретение соответствует и этому критерию, так как проведенные промышленные испытания прошли успешно.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, малопарафинистой нефти нафтенового основания, например, Ярегской нефти (лаковый битум марки "Г") в количестве 17- 46 мас.% на нефтяные гудроны из группы нефтей, например, Ярегской, Западно-Сибирской и Котуртепинской тщательно перемешивают при температуре 145 - 170^oC в течение 10 мин.

Рекомендуемый выше интервал температур обосновывается следующим образом:
- нижняя граница обеспечивает текучесть применяемой смеси, а верхняя граница ограничивает загрязнение атмосферы органическими парами.

Время перемешивания в ламинарном и переходном режимах не превышает 10 мин и обеспечивает получение однородной массы.

Характеристика исходного сырья продукта окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, малопарафинистой нефти нафтенового (лакового битума марки "Г"), получаемого фирмой "Биртан", и нефтяного гудрона Ярегской нефти приведена ниже.

Характеристика сырья:
В качестве одного из компонентов используют лаковый битум марки "Г", продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, малопарафинистой нефти, например, Ярегской нефти, получаемой фирмой "Битран". Свойства лакового битума марки "Г":
пенетрация при 25^oC - 4,5-единицы
температура размягчения - 131,5^oC по КИШ
В качестве жидких компонентов использованы гудроны:
Гудрон тяжелой Ярегской нефти, полученный на Ухтинском НПЗ. Свойства гудрона:
температура размягчения - 31^oC по КИШ;
вязкость условная при 80^oC - 78 с.

Гудрон Западно-Сибирской нефти, полученный на Уфимском НПЗ. Свойства гудрона:
вязкость условная при 80^oC - около 25 сек;
температура вспышки - 280^oC;
разгонка по Богданову - до 500^oC выкипает 30 мл.

Гудрон Котуртепинской нефти, полученный на Красноводском НПЗ. Свойства гудрона:
температура размягчения - 36^oC;
пенетрация при 25^oC - примерно 360 единиц.

Пример 1.

Компаундированию подвергались продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") в смеси ярегским гудроном в количестве 22 мас.%.

Компаундирование проводилось при температуре 145- 170^oC. Время перемешивания компонентов составляло не менее 10 мин.

Пример 2.

Компаундированию подвергались - продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") в смеси с ярегским гудроном в количестве 28 мас.%.

Процесс проходил при температуре 145 - 170^oC. Время перемешивания компонентов составляло не менее 10 мин.

Пример 3.

Компаундированию подвергались - продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") в смеси с ярегским гудроном в количестве 35 мас.%.

Процесс проводил при температуре 145 - 170^oC. Время перемешивания компонентов составляло не менее 10 мин.

Пример 4.

Компаундированию подвергались - продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") в смеси с гудроном Западно-Сибирской нефти в количестве 35 мас.%.

Процесс проходил при температуре 145 - 170^oC. Время перемешивания компонентов составляло не менее 10 мин.

Пример 5.

Компаундированию подвергались продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") в смеси с гудроном Западно-Сибирской нефти в количестве 40 мас.%.

Процесс компаундирования проводили при температуре 145 - 170^oC. Время перемешивания компонентов составляло не менее 10 мин.

Пример 6.

Компаундированию подвергались продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") в смеси с гудроном Западно-Сибирской нефти в количестве 46 мас.%.

Процесс компаундирования проводили при температуре 145 - 170^oC. Время перемешивания компонентов составляло не менее 10 мин.

Пример 7.

Компаундированию подвергались продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") в смеси с гудроном Котуртепинской нефти в количестве 17 мас.% .

Процесс компаундирования проводили при температуре 145 - 170^oC. Время перемешивания компонентов составляло не менее 10 мин.

Пример 8.

Компаундированию подвергались продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") в смеси с гудроном Котуртепинской нефти в количестве 25 мас.% .

Процесс компаундирования проводили при температуре 145 - 170^oC. Время перемешивания компонентов составляло не менее 10 мин.

Пример 9.

Компаундированию подвергались продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") в смеси с гудроном Котуртепинской нефти в количестве 33мас.%.

Процесс компаундирования проводили при температуре 145 - 170^oC не менее 10 мин.

Анализ проведенных лабораторных испытаний показал, что улучшение дорожных битумов (БДУ) во всем диапазоне пенетраций при 25^oC обеспечивается при содержании лакового битума марки "Г" в смеси с Ярегским гудроном в пределах 22 - 35 мас.% (см. фиг. 1 и табл. 1). Что же касается компаундирования лакового битума марки "Г" в смеси с гудроном Западно-Сибирской нефти, то для получения битумов с пенетрацией при 25^oC 100±40 необходимо вовлекать в компаунд 35-46 мас.% лакового битума марки "Г". Свойства компаундированных битумов, как это видно из фиг. 2 и табл. 2, соответствуют требованиям стандарта БНД.

Для получения с использованием утяжеленного гудрона Котуртепинской нефти компаундированных битумов с пенетрацией при 25^oC 120±60 необходимо вовлекать в компаунд 17-30 мас.%, лакового битума марки "Г" (см. фиг. 3 табл. 1 и 3).

Сравнительная характеристика битума, полученного путем окисления и компаундирования гудрона различных нефтей и лакового битума марки "Г", приведена в табл. 3 и фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3.

Анализ вышеприведенного материала показывает, что заявленный нами способ позволил получить неожиданный эффект, повышенную дуктильность (табл. 3) в сравнении с обычным компаундированием битума, а также повышенную стойкость к старению (табл. 1 и 2).

Кроме того, заявленный способ получения битума позволяет в сравнении с прототипом упростить процесс получения битума, а также расширить сырьевую базу.

Высококачественный битум теперь можно получать непосредственно на объектах добычи и переработки нефти.

Способ применим при получении битума и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности, а также при производстве дорожного битума. Способ получения битума осуществляют следующим образом. Продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, малопарафинистой нефти нафтенового основания, например Ярегской нефти (лаковый битум марки "Г"), в количестве 17-46 мас.% на нефтяные гудроны из группы нефтей, например, Ярегской, Западно-Сибирской и Котуртепинской тщательно перемешивают (компаундируют) при 145-170^oC в течение не менее 10 мин. Достигается упрощение процесса компаундирования и расширение сырьевой базы. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 ил.

1. Способ получения битума путем глубокого окисления тяжелого нефтяного остатка с последующим компаундированием образующегося переокисленного продукта с неокисленным нефтяным остатком, отличающийся тем, что в качестве образующегося переокисленного продукта используют продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г"), а в качестве неокисленного нефтяного остатка используют нефтяные гудроны из группы нефтей, например Ярегской, Западно-Сибирской и Котуртепинской при следующем соотношении компонентов, мас.%: продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой, низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") 17 - 46; нефтяные гудроны из группы нефтей, например, Ярегской, Западно-Сибирской и Котуртепинской - остальное. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс компаундирования проводят при 145 - 170^oC, причем время перемешивания компонентов составляет не менее 10 мин.