СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПАУНДИРОВАННОГО БИТУМА Российский патент 2002 года по МПК C08L95/00 C10C3/16 C10C3/10 C10C3/00 

Изобретение относится к области производства нефтяных битумов и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности при производстве компаундированных битумов путем смешения окисленного битума, полученного путем окисления при повышенной температуре остаточных продуктов переработки нефти кислородом воздуха, и неокисленных остаточных нефтепродуктов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В СЛЕДУЮЩЕМ:
Известен способ получения компаундированных битумов путем смешения окисленных битумов и остаточных продуктов переработки нефти (Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М. : Химия, 1973, с.265-283). Однако этот способ не позволяет получить битумы с пониженной температурой хрупкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения компаундированного битума (патент РФ 2130044, МПК6 С 10 С 3/04, опубл. 10.05.99), заключающийся в глубоком окислении тяжелого нефтяного остатка с последующим компаундированием образующегося переокисленного продукта с неокисленным нефтяным остатком, в качестве которого используют гудроны из группы нефтей (Ярегской, Западно-Сибирской, Котурженинской) при следующем соотношении компонентов (мас.%): продукт окисления остатка атмосферно-вакуумной перегонки высокосмолистой низкопарафинистой нефти (лаковый битум марки "Г") 17-46, нефтяные гудроны - остальное. При этом процесс компаундирования проводят при 145-170^oС при времени перемешивания не менее 10 минут.

Этот способ имеет следующие недостатки: получаемый компаундированный битум имеет повышенную температуру хрупкости по Фраасу, мал ассортимент получаемых товарных битумов, процесс его приготовления требует повышенной температуры компаундирования.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В СЛЕДУЮЩЕМ:
Изобретение направлено на решение задачи повышения качества производимого битума (снижения температуры хрупкости по Фраасу), расширения ассортимента получаемых товарных битумов, снижения температуры проведения компаундирования.

Решение данной задачи опосредовано новым техническим результатом. Данный технический результат заключается в оптимальном подборе неокисленных остаточных нефтепродуктов, добавляемых к окисленному битуму и очередности их внесения в него.

СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ заявляемого технического решения: получение компаундированного битума путем смешения битума и остаточных неокисленных нефтепродуктов при повышенной температуре.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ:
В качестве битума используют окисленный битум, а в качестве неокисленных остаточных нефтепродуктов используют гудрон -фракцию 500^oС - конец кипения и дополнительно отбираемую дистиллятную фракцию 480-610^oС - слоп, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гудрон 0,5 -16, слоп 1 - 18, окисленный битум - остальное до 100, смешиваемых в последовательности - гудрон, слоп и битум или гудрон, битум и слоп.

Окисленный нефтяной битум - высокосмолистый, высоковязкий или твердый нефтепродукт, получаемый окислением остаточных продуктов переработки нефти кислородом воздуха при повышенных температурах. (Р.Б.Гун, Нефтяные битумы, М. : Химия, 1973, с.104-105). Гудрон - остаточная фракция с пределами выкипания 500^o - конец кипения, получаемая в остатке при вакуумной перегонке мазута (остаточное давление вверху вакуумной колонны 40-50 мм рт.ст.), с получением в качестве верхних продуктов масляных дистиллятов. Температура размягчения гудрона по КиШ 20^oС. Вязкость условная при 80^oС 5 с. Температура вспышки в открытом тигле не ниже 220^oС. Плотность при 20^oС 980 кг/м³ [Стандарт предприятия. СТП ПР 7-2001. Гудрон. Технические требования. (Взамен СТП 010400-401023-96). Утвержден 29.08.2001 г. 000 "ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез"].

Слоп - дистиллятная фракция с пределами выкипания 480 - 610^oС, получаемая дополнительно из гудрона под глубоким вакуумом (остаточное давление вверху вакуумной колонны 10-20 мм рт.ст., колонна оборудована насадочными контактными устройствами с низким гидравлическим сопротивлением), с получением в остатке высоковязкого гудрона с пределами выкипания 610^oС - конец кипения. Температура вспышки слопа в открытом тигле 225^oС, вязкость условная при 80^oС 5 с. (Стандарт предприятия. СТП 010400-401105-97. Слоп. Технические требования. Утвержден 19.08.1997г. 000 "ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез". Технические условия. ТУ 0258-104-00148636-2000. Слоп. Утвержден 21.11.2000г. 000 "ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез").

Согласно предлагаемому способу, получение компаундированного битума проводят согласно следующей методике. Первоначально готовят смесь гудрона и слопа или гудрона и битума перемешиванием в течение 10-15 минут при температуре 120-140^oС. Далее полученную смесь гудрона и слопа или гудрона и битума смешивают с окисленным битумом или слопом в течение 20-25 минут при следующем соотношении компонентов, мас.%: гудрон 0,5÷16, слоп 1÷18, окисленный битум - остальное до 100. Температура приготовления компацндированного битума 120-140^oC.

Качество полученного битума оценивают по температуре размягчения по КиШ, пенетрации, индексу пенетрации, дуктильности и температуре хрупкости по Фраасу.

Сущность предлагаемого способа получения компаундированного битума иллюстрируется примерами.

Пример 1.

Приготовление компаундированных битумов проводят при 120-140^oC путем смешения исходного дорожного битума (БНД-60/90) со смесью гудрона и слопа в течение 20-25 минут, которую вводят в битум в количестве 2-20 мас.% (в расчете на окисленный битум). Смесь гудрона и слопа готовят перемешиванием при 120-140^oC в течение 10-15 минут. Содержание гудрона в смеси гудрона и слопа изменяют от 0 до 80 мас.%. Для полученных компаундов определяют температуру размягчения по КиШ и пенетрацию при 25^oC. Для образцов компаундов, показатели которых соответствуют значениям ГОСТа на различные марки битумов, дополнительно определяют пенетрацию при 0^oС, дуктильность при 25^oС, температуру хрупкости по Фраасу, рассчитывают индекс пенетрации.

Данные, характеризующие показатели компаундированных битумов, приведены в табл.1 и 2.

Пример 2.

В условиях примера 1 приготовление компаундированного битума, содержащего в своем составе окисленный битум (БНД - 60/90), гудрон и слоп, соответствующий по своим показателям марке БНД-90/130 (компаунд 6), проводят при 120-140^oС при перемешивании, вводя в окисленный битум, гудрон, а затем слоп.

Пример 3.

В условиях примера 1 приготовление компаундированного битума, содержащего в своем составе окисленный битум (БНД-60/90), гудрон и слоп, соответствующего по своим показателям марке БНД-90/130 (компаунд 6) проводят при 120-140^oС при перемешивании, вводя в окисленный битум, слоп, а затем гудрон.

Пример 4.

В условиях примера 1 приготовление компаундированного битума, содержащего в своем составе окисленный битум (БНД-60/90), гудрон и слоп, соответствующего по своим показателям марке БНД-90/130 (компаунд 6), проводят при 120-140^oС при перемешивании, вводя одновременно все компоненты.

Пропорции компонентов, входящих в состав компаундированного битума, определяются тем, что изменение содержания в нем остаточных компонентов (гудрона и слопа) свыше 16 и 18 мас.% или ниже 0,5 и 1 мас.% соответственно не позволяет получить ни одну из марок загостированных дорожных или кровельных битумов.

Анализ полученных результатов применительно к марке дорожного битума БНД-90/130 (Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник. И. Г.Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А.Бнатов и др. Под. ред. В. М. Школьникова. Изд.2-е перераб. и доп.-М.:Издательский центр "Техинформ", 1999 г. 596 с., ил.) показал, что использование предлагаемого способа получения компаундированного битума из смеси окисленного битума, гудрона и слопа в пропорции, мас.%: гудрон 0,5-16, слоп 1-18 и битум - остальное, перемешиваемых в последовательности гудрон, слоп и окисленный битум или гудрон, битум и слоп, обеспечивает следующие технико-экономические преимущества (по сравнению показателями битума по ГОСТ 22245-90):
- понижение температуры хрупкости по Фраасу с минус 17 до минус 34 - 35^oС;
- расширение ассортимента получаемых товарных битумов;
- снижение температуры приготовления компаундированного битума на 25-30^oС.

Изобретение относится к области производства нефтяных битумов и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности при производстве компаундированных битумов путем смешения окисленного битума, полученного путем окисления при повышенной температуре остаточных продуктов переработки нефти, и неокисленных остаточных нефтепродуктов. Согласно способу первоначально готовят смесь гудрона и слопа или гудрона и битума перемешиванием в течение 10-15 мин при температуре 120-140^oС. Далее полученную смесь смешивают с окисленным битумом или слопом в соответствии с составом в течение 20-25 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%: гудрон 0,5-16, слоп 1-18, окисленный битум - остальное до 100. Слоп - дистиллятная фракция из гудрона с интервалом кипения 480-610^oС, отбираемая при глубоком вакууме 10-20 мм рт. ст. Гудрон имеет температуру размягчения 20^oС. Использование изобретения (применительно к марке дорожного битума БНД 90/130) позволяет понизить с минус 17 до минус 34-35^oC его температуру хрупкости по Фраасу, расширить ассортимент получаемых товарных битумов и снизить на 25-30^oС температурный интервал приготовления компаундированного битума. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения компаудированного битума путем смешения битума с нефтяными остаточными неокисленными нефтепродуктами при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве битума используют окисленный битум, а в качестве остаточных неокисленных нефтепродуктов используют гудрон фракции 500^oС - конец кипения и дополнительно отбираемую дистиллятную фракцию 480-610^oС - слоп при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Гудрон - 0,5 - 16
Слоп - 1 - 18
Окисленный битум - Остальное до 100
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисленный битум и остаточные неокисленные нефтепродукты гудрон и слоп смешиваются в последовательности гудрон, слоп и битум или гудрон, битум и слоп.