СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО ИЗ КИСЛОГО ГУДРОНА Российский патент 2006 года по МПК C10C3/04 

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 получения битумного вяжущего путем обработки прудового кислого гудрона нейтрализующим агентом с последующим окислением продуктов нейтрализации и смешением их с асфальтами деасфальтизации нефтяного гудрона пропаном. Данный способ характеризуется возможностью получить битумное вяжущее, соответствующее требованиям ГОСТа на дорожный битум, но данным способом не представляется возможным перерабатывать кислый гудрон, так как асфальты деасфальтизации являются товарным продуктом и имеют высокую стоимость и в настоящее время их запасы исчерпаны (А.с. СССР №910723, кл. С 10 С 3/04, бюл. №9, авт. А.Ф.Фролов, А.Н.Аминов, Н.М.Майорова).

Задача изобретения - получение битумных вяжущих на основе КГ с использованием в качестве модифицирующей добавки отхода заводов синтетического каучука (каогулюм).

Поставленная задача решается путем термоокисления кислого гудрона с применением модифицирующей добавки - регенерата из отхода заводов синтетического каучука (каогулюма).

Каогулюм - полимерный отход от производства бутадиен-стирольных латексов, образующихся в процессе коагуляции латексосодержащих сточных вод и зачистки оборудования.

Методика процесса получения пастообразного регенерата из каогулюма автоклавным способом.

1. Смешение каогулюма с агентом набухания в соотношениях 1:1 или 1:0,75. Характеристика агентов набухания представлена в табл.1, 2.

2. Введение в смесь активатора регенерации. Набухание смеси в агентах набухания при 110°С в течение 3 часов в термостате.

3. Регенерирование коагулюма при прогреве автоклава в масляной рубашке в течение 6 часов, температура регенерирования - 185°С.

Полученный регенерат оценивался по хлороформенному экстракту, по количеству летучих компонентов, также определялась зольность.

Таблица 1.
Характеристика отработанного масла - агент набухания.ПоказательОтработанное масло (ОАО "Автодизель")ГОСТ 21046-86Вязкость условная при 20°С58>40Кинематическая при 50°С47>65Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже134120Содержание фракций, выкипающих до 340°С1010Температура застывания фракций-10-10Массовая доля механических примесей, %, не более1,11,0Массовая доля воды, %, не более0,42,0

Таблица 2.
Характеристика нефтемаслошлама - агент набухания.Наименование показателяСодержание компонента, мас.%нефтемаслошлампастообразныйжидкийСодержание воды5,60-13,0016,10-42,00Органические соединения (при экстракции)28,60-38,4022,10-40,00Минеральный остаток48,60-71,8028,00-40,00Состав минерального   остатка7,60-14,408,00-16,10Fe₂О₃18,20-42,4020,00-42,00СаО0,02-0,050-0,035CuO0,13-0,180-0,16ZnOне обнаруженоне обнаруженоCr общ.остальное до 100%остальное до 100%Песок (SiO₂)  

В табл.3 приведены данные хлороформенного экстракта регенерата, полученного с данными агентами набухания. (Температура регенерации - 185°С, время - 6 часов).

Таблица 3.
Хлороформенный экстракт (%) пастообразного регенерата, полученного автоклавным (а/к) способом с применением данных агентов набухания.№Наименование мягчителяКоагулюм (завод СК) (а/к)1Отработанное масло 1:1252Нефтемаслошлам 1:1213Отработанное масло 1:0,75314Нефтемаслошлам 1:0,7527

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, модифицирующая добавка - 5% регенерата, (1:0,75), регенерат - коагулюм в маслоотработке, вводимого в начале процесса окисления. Окисление кислого гудрона 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% регенерата, (1:1), регенерат - коагулюм в нефтемаслошламе, вводимого в начале процесса окисления. Окисление кислого гудрона в битум 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 - 5% регенерата (1:0,75), регенерат - коагулюм в нефтемаслошламе, вводимого в начале процесса окисления. Окисление кислого гудрона в битум 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 - 10% регенерата (1:0,75), регенерат - коагулюм в нефтемаслошламе, вводимого в начале процесса окисления. Окисление кислого гудрона в битум проводится кислородом воздуха в течение 1,5 часа, при постоянном перемешивании и температуре процесса 95°С.

Результаты проведенных экспериментов представлены в табл.4.

Таблица 4.
Результаты эксперимента получения битума кровельного с различным содержанием модификаторов.Наименование показателяРегенерат - коагулюм в маслоотработкеРегенерат - коагулюм в нефтемаслошламеБитум нефтяной кровельный БНК-45/190КГ+5% регенерата (1:0,75)КГ+5% регенерата (1:1)КГ+5% регенерата (1:0,75)КГ+10% регенерата (1:0,75)1. Глубина проникания иглы, мм170160172183160-2202.Температура размягчения по кольцу и шару, °С4144444940-503. Масс. доля водорастворимых соед.0,310,360,320,330,304. Массовая доля воды, %0,350,290,260,22Следы5. Температура вспышки °С, не ниже242245244247240

Таким образом, использование регенерата из коагулюма в качестве модифицирующей добавки позволяет получить битумное вяжущее, по своим показателям соответствующее кровельному битуму. (Битум нефтяной кровельный БНК-45/190).

Использование: нефтеперерабатывающая и строительная отрасли промышленности. Сущность: нейтрализованный кислый гудрон подвергают термоокислению кислородом воздуха в присутствии дополнительно вводимой модифицирующей добавки - регенерата из коагулюма, полученного автоклавным способом в количестве 5-10% на 100% окисляемого сырья. Технический результат: использование полимерного отхода производства. 4 табл.

Способ получения битумного вяжущего из кислого гудрона путем термоокисления нейтрализованного кислого гудрона кислородом воздуха, отличающийся тем, что дополнительно вводится модифицирующая добавка - регенерат из коагулюма, полученный автоклавным способом в количестве 5-10% на 100% окисляемого сырья.