СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА Российский патент 2002 года по МПК C10C3/06 

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения битума из нефтяных остатков, а именно из остатков атмосферно-вакуумной перегонки нефти, подвергавшихся дальнейшей переработке.

Известен способ получения битума путем висбрекинга нефтяных остатков (легкого термического крекинга при 430-490^oС) с последующей перегонкой продукта висбрекинга под вакуумом с получением в качестве целевого продукта остатка, выкипающего выше 455-540^oС (Патент Японии 56-114567, кл.С 10 С 3/02, 1983 г.).

Однако этот способ пригоден для получения дорожных битумов при использовании нефтяных остатков определенной глубины отбора, характеризующихся условной вязкостью при 80^oС на приборе с диаметром отверстия 5 мм ВУ⁵ ₈₀ до 60-70 с. При переработке таким способом более тяжелых нефтяных остатков получаемый продукт не соответствует по качеству требованиям ГОСТ на дорожные и строительные битумы.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения битума путем висбрекинга прямогонных нефтяных остатков с последующей перегонкой продукта висбрекинга с выделением битума в виде остатка, причем в качестве нефтяных остатков используют тяжелые нефтяные остатки с условной вязкостью ВУ⁵ ₈₀>75c c проведением перегонки при атмосферном давлении (атмосферной перегонкой) и в качестве битума выделяют остаток, выкипающий при температуре выше 330-360^oС (Патент РФ 2037510, кл. С 10 С 3/06, 1995 г. ).

Недостатком способа является недостаточно высокое качество битума вследствие вовлечения в битум тяжелых парафиновых углеводородов из-за применения чрезмерно тяжелого сырья - гудрона и дизельной фракции 330-360^oС и, как следствие, высокая вероятность карбидообразования и закоксовывания оборудования.

Задача изобретения - расширение сырьевой базы для получения дорожных битумов за счет использования в качестве сырья прямогонного нефтяного остатка - мазута в смеси с фракцией 340-420^oС тяжелого газойля, выделяемой атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга.

Поставленная задача достигается способом получения битума путем висбрекинга прямогонных нефтяных остатков с последующей атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга с выделением битума в виде остатка, причем в качестве прямогонных нефтяных остатков используют мазут в смеси с фракцией 340-420^oС тяжелого газойля, которую выделяют атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга при их соотношении 1:0,05-06, и в качестве битума выделяют остаток, выкипающий при температуре выше 370^oС.

Выбранное соотношение мазута и фракции 340-420^oС тяжелого газойля обосновано оптимальными показателями качества получаемого битума.

Отобранная из атмосферной колонны фракция 340-420^oС тяжелого газойля, направляемая на повторный висбрекинг в смеси с сырьем - мазутом, обеспечивает выделение дополнительно бензино-дизельной фракции, а выводимый остаток перегонки используется в качестве дорожных битумов.

Фракция выделяемого тяжелого газойля в своем составе содержит минимальное количество парафиновых углеводородов и значительное количество ароматических углеводородов, что препятствует осаждению и коксованию асфальтенов в трубах змеевика печи висбрекинга при повторном крекинге фракции 340-420^oС тяжелого газойля в смеси с исходным мазутом.

Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения обеспечивает достижение указанного технического результата.

Способ осуществляют следующим образом.

Прямогонный нефтяной остаток - мазут подают в печь, где при температуре 430-490^oС и давлении 0,05-1,5 МПа в течение 10-60 мин происходит его легкий термический крекинг - висбрекинг. Продукты подвергают атмосферной перегонке для отбора из них бензино-дизельной фракции и фракции 340-420^oС тяжелого газойля. Фракцию 340-420^oС тяжелого газойля направляют на повторный висбрекинг в смеси с мазутом при соотношении мазут:фракция 340-420^oС тяжелого газойля 1: 0,05÷0,6 с выделением остатка, выкипающего при температуре выше 370^oС. Этот остаток перегонки используется в качестве дорожных битумов и соответствует по качеству требованиям, предъявляемым вязким нефтяным дорожным битумам марки БН⁹⁰/₁₃₀ по ГОСТ 22245-90.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1
Прямогонный нефтяной остаток - мазут подают в печь, где при температуре 470^oС и давлении 0,05 МПа в течение 10 минут происходит его легкий термический крекинг - висбрекинг. Продукты висбрекинга подвергают атмосферной перегонке с разделением на бензино-дизельную фракцию и фракцию 340-420^oС тяжелого газойля. Фракцию 340-420^oС тяжелого газойля направляют на повторный висбрекинг в смеси с мазутом при соотношении мазут : фракция 340-420^oС тяжелого газойля 1:0,05 и в качестве битума выделяют остаток, выкипающий при температуре выше 370^oС. Полученный остаток соответствует по качеству требованиям, предъявляемым вязким нефтяным дорожным битумам марки БН⁹⁰/₁₃₀ по ГОСТ 22245-90.

Аналогичные опыты были осуществлены с использованием в качестве сырья висбрекинга смеси мазут:фракция 340-420^oС тяжелого газойля в соотношениях
а) 1: 0,1; б)1:0,3; в) 1:0,5; г) 1:0,6 (примеры 2-5). Данные о сырье и качестве получаемых битумов для всех опытов приведены в таблице.

Как видно из таблицы (примеры 1-5), остаток, полученный атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга, имеет температуру размягчения по кольцу и шару (КиШ) не ниже 41^oС, глубину проникания иглы при 25^oС (91-130)•0,1 мм, при 0^oС не менее - 15•0,1 мм, температуру хрупкости не выше -10^oС; температуру вспышки не ниже 240^oС, что соответствует требованиям по качеству вязким нефтяным дорожным битумам марки БН⁹⁰/₁₃₀ по ГОСТ 22245-90.

Полученный битум имеет повышенную адгезию (сцепление), чему способствует образование дополнительных количеств асфальтенов и их изменения при повторном висбрекинге фракции 340-420^oС тяжелого газойля в смеси с мазутом. Асфальтены, введенные в состав битума по предлагаемому способу, способствуют повышению адгезионных свойств битума, что в конечном итоге приводит к улучшению качества асфальтобетонного покрытия. Полученный битум не содержит фракции дизельного топлива вследствие высокой температуры выкипания остатка - 370^oС.

Снижается вероятность закоксовывания оборудования за счет использования тяжелого газойля.

Использование предлагаемого способа позволит:
- расширить сырьевую базу для получения битума, соответствующего по качеству вязким нефтяным дорожным битумам марки БН⁹⁰/₁₃₀ ПО ГОСТ 22245-90;
- получить битум, не содержащий фракции дизельного топлива, т.к. легкоиспаряющиеся фракции дизельного топлива не попадают в битум, вследствие чего улучшается экология и дополнительно выделяются ресурсы дизельного топлива;
- снизить вероятность закоксовывания оборудования, поскольку углеводороды тяжелого газойля повышают растворяющую способность дисперсионной среды по отношению к асфальтенам и повышают агрегативно-кинематическую устойчивость сырья и продуктов его превращения в условиях висбрекинга.

Образование дополнительных количеств асфальтенов при повторном высбрекинге фракции 340-420^oС тяжелого газойля в смеси с мазутом способствует повышению адгезионных свойств битума.

Использование: нефтепереработка. Сущность: битум получают путем висбрекинга прямогонных нефтяных остатков с последующей атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга с выделением битума в виде остатка. В качестве прямогонных нефтяных остатков используют мазут в смеси с тяжелым газойлем фракции 340-420^oС, который выделяют атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга при их соотношении 1:0,05-06, и в качестве битума выделяют остаток, выкипающий при температуре выше 370^oС. Технический результат: расширение сырьевой базы для получения битума, повышение его качества, упрощение технологии процесса. 1 табл.

Способ получения битума путем висбрекинга прямогонных нефтяных остатков с последующей атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга с выделением битума в виде остатка, отличающийся тем, что в качестве нефтяных остатков используют мазут в смеси с фракцией 340-420^oС тяжелого газойля, выделяемого атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга, при их соотношении 1: 0,05-0,6 и в качестве битума выделяют остаток, выкипающий при температуре выше 370^oС.