СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО Российский патент 2011 года по МПК C10C3/02 C10G1/10 

Описание патента на изобретение RU2415172C2

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам получения вяжущего, которое может быть использовано в дорожном строительстве.

Из области техники известен способ получения вяжущего путем окисления тяжелого нефтяного остатка (гудрона) и резиновой крошки при 240°С («Повышение качества битумов, полученных из гудрона», реферативная информация «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог». №1, 1979, с.8). Однако качество полученного при этом вяжущего недостаточно вследствие низкого показателя сцепления вяжущего с минеральной частью, например с песком. Кроме того, технология процесса усложнена за счет применения специальных приспособлений для равномерного распределения резиновой крошки в массе гудрона.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, принятым за прототип, является способ получения вяжущего путем смешивания тяжелых нефтяных остатков, в виде прудового кислого гудрона, с резиновой крошкой и нагреванием полученной смеси до заданной температуры (Авторское свидетельство СССР №1402607, опубл. 15.06.88). Исходный гудрон имеет определенную кислотность, а перед смешиванием его разогревают горячей струей прямогонного гудрона или горячим рециркулятором кислого гудрона со скоростью 50-90°С в час. Резиновую крошку используют в заданном количестве.

Недостатком прототипа является недостаточно высокое качество вяжущего вследствие недостаточно равномерного растворения резиновой крошки в смеси тяжелых нефтяных остатков, т.к. нагревания недостаточно для полного разрушения резиновой крошки.

В основу изобретения положена задача разработать такой способ получения вяжущего, в котором за счет нагрева смеси тяжелых нефтяных остатков с резиновой крошкой путем термолиза и выполнения его в два этапа в присутствии дистиллятного растворителя и активирующей добавки, происходит активное разрушение резиновой крошки и химическое ее взаимодействие с тяжелыми нефтяными остатками, что повышает качество вяжущего битумных композитов и ускоряет процесс термолиза.

Задача решается тем, что предлагается способ получения вяжущего путем нагрева тяжелых нефтяных остатков в присутствии заданного количества резиновой крошки при заданной температуре и в течение заданного времени, в котором, согласно изобретению, нагрев ведут путем термолиза в два этапа, термолиз на первом этапе осуществляют при 100-250°С в присутствии дистиллятного растворителя, взятого в соотношении с резиновой крошкой 1:0,1-1, в течение 15-60 минут в присутствии активирующей добавки, затем термолиз осуществляют на 2-м этапе при 350-450°С в течение 10-60 минут в среде тяжелого нефтяного остатка при постепенном испарении дистиллятного растворителя.

В заявленном способе осуществление нагрева путем термолиза в два этапа при заданных температуре и времени в присутствии дистиллятного растворителя и активирующей добавки позволяет на первом этапе осуществить полное разрушение резиновой крошки и химическое соединение с тяжелыми нефтяными остатками, а на втором этапе - активировать процесс термолиза.

Использование активирующей добавки ускоряет как процесс термолиза, так и процесс испарения дистиллятного растворителя. В качестве активирующей добавки могут быть использованы горючие сланцы и/или природные или синтетические цеолиты.

Способ осуществляют следующим образом. Резинотехнические изделия, например автопокрышки, измельчают в ножевой дробилке до кусков размером 60 мм, затем в высокоскоростной молотковой дробилке с одновременным вытягиванием металлического и текстильного корда доводят до размера частиц менее 5 мм с удалением остатков металлокорда и текстильного корда. Полученную крошку смешивают с дистиллятным растворителем (фракция с точкой кипения 300-400°С от 2-й ступени термолиза, отработанные масла, вакуумный газойль, экстракт селективной очистки масел), активириующей добавкой, например с горючими сланцами и/или природными или синтетическими цеолитами, и при перемешивании проводят термолиз при температуре 100-250°С в течение 15-60 мин. Затем добавляют тяжелый нефтяной остаток (ТНО), в качестве которого используют мазут, гудрон, смолы пиролиза, асфальт деасфальтизации, крекинг-остатки, температуру повышают до 350-450°С и при барботаже воздуха, например кислородом, проводят термолиз при постепенном испарении дистиллятного растворителя в течение 10-60 мин. Получают вяжущее, используемое далее для получения высококачественных асфальтобетонных дорожных покрытий.

Заявленный способ можно продемонстрировать на примерах по получению вяжущего по заявленной технологии при различных соотношениях компонентов, различных температурных и временных диапазонах термолиза, различном соотношении дистиллятного растворителя и резиновой крошки.

Пример 1. В реактор загружают 100 кг экстракта селективной очистки масел, 100 кг резиновой крошки (соотношение растворитель: резиновая крошка 1:1), 20 кг горючего сланца (10% от реакционной смеси) и нагревают с перемешиванием 60 мин при температуре 100°С. Затем температуру реакционной смеси повышают до 350°С, добавляют 100 кг мазута и при барботаже воздуха нагревают еще 60 мин с отгонкой растворителя. Получают однородное битумное вяжущее без образования окатышей с температурой кипения более 360°С с выходом 80,9%.

Пример 2. В реактор загружают 100 кг отработанного моторного масла, 10 кг резиновой крошки (соотношение растворитель: резиновая крошка 1:0,1), 15 кг цеолита NaX (13,6% от реакционной смеси) и нагревают с перемешиванием 15 мин при температуре 250°С. Затем температуру реакционной смеси повышают до 450°С, добавляют 120 кг гудрона и при барботаже воздуха нагревают еще 10 мин. Получают однородное битумное вяжущее без образования окатышей с температурой кипения более 360°С с выходом 96,8%.

Пример 3. В реактор загружают 100 кг вакууммного газойля (фр. 380 -520°С), 15 кг резиновой крошки (соотношение растворитель: резиновая крошка 1:0,15), 15 кг горючего сланца (13% от реакционной смеси) и нагревают с перемешиванием 45 мин при температуре 150°С. Затем температуру реакционной смеси повышают до 425°С, добавляют 100 кг асфальта деасфальтизации и при барботаже воздуха нагревают еще 30 мин. Получают однородное битумное вяжущее без образования окатышей с температурой кипения более 360°С с выходом 88,8%.

Пример 4. В реактор загружают 100 кг фракции с точкой кипения 300-400°С от 2-й ступени термолиза, 20 кг резиновой крошки (соотношение растворитель: резиновая крошка 1: 0,2), 20 кг природного цеолита клиноптилолита (16,6% от реакционной смеси) и нагревают с перемешиванием 50 минут при температуре 180°С. Затем температуру реакционной смеси повышают до 415°С, добавляют 50 кг крекинг-остатка и 50 кг смолы пиролиза и при барботаже воздуха нагревают еще 40 мин с отгонкой растворителя. Получают однородное битумное вяжущее без образования окатышей с температурой кипения более 360°С с выходом 91,9%.

В таблице 1 приведены данные по условиям проведения опытов и качеству полученных при этом вяжущих.

Из таблицы 1 следует, что вяжущее дорожных битумов, полученное согласно настоящему изобретению, по всем показателям качества превосходит вяжущее битума БНД 90/130 по ГОСТ 9128-97.

В таблице 2 приведены характеристики асфальтобетона для верхнего слоя покрытия.

Таблица 2 Показатель Асфальтобетон на БНД 60/90(5%) Асфальтобетон на вяжущем по настоящему изобретению (5%) Требования ГОСТ 9128-97 Прочность при сжатии, МПа, при 50°С 1,3 2,2 1,3 при 20°С 4,5 5,7 2,5 при 0°С 13,7 10,0 9,0-11,0 Модуль упругости при - сжатии, МПа, при 50°С 120 200 при 0°С 2000 640 Прочность на сдвиг (раскол) при 0°С, МПа 3,6 3,7 - Водостойкость 0,8 1,00 0,85-0,95 Водостойкость при 0,65 0,98 0,75-0,9 длительном водонасыщении Водонасыщение, % 1,8 1,7 1,5-4,0 Коэффициент водостойкости 0,87-0,95 0,95-1 - Количество циклов нагружения до падения модуля упругости в 2 раза, тыс.цикл. 40-60 120-150 Коэффициент сцепления с колесом 0,27-0,29 0,40-0,45 -

Из таблицы 1 следует, что асфальтобетонное дорожное покрытие, полученное с использованием вяжущего материала, согласно заявленной технологии, по всем показателям превосходит асфальтобетон, полученный на БНД 60/90, а также требования ГОСТ 9128-97.

Анализ представленных результатов показывает, что заявленный способ позволяет получить вяжущее с повышенными физико-механическими свойствами, которые позволят использовать его для приготовления материалов, широко применяемых в дорожном строительстве.

Похожие патенты RU2415172C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО 2008
  • Нефедов Борис Константинович
  • Горлов Евгений Григорьевич
  • Горлова Евгения Евгеньевна
  • Олесик Федор Николаевич
  • Андриенко Владимир Георгиевич
  • Ольгин Артем Александрович
RU2415173C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ (ВАРИАНТЫ) 2016
  • Андриенко Владимир Георгиевич
  • Горлов Евгений Григорьевич
  • Горлова Евгения Евгеньевна
  • Донченко Валерий Анатольевич
  • Моисеев Валерий Андреевич
  • Моисеев Андрей Валерьевич
  • Омелюк Николай Михайлович
  • Дун Жуйкунь
RU2630529C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ 2006
  • Горлов Евгений Григорьевич
  • Головин Георгий Сергеевич
  • Нефедов Борис Константинович
RU2317316C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ 2006
  • Горлов Евгений Григорьевич
  • Головин Георгий Сергеевич
RU2317314C1
Способ получения битумного вяжущего 1990
  • Антонишин Василий Иванович
  • Лемко Николай Ильич
  • Сидорук Аделя Антоновна
SU1736996A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ 2005
  • Андрейков Евгений Иосифович
  • Диковинкина Юлия Александровна
  • Чупахин Олег Николаевич
RU2309973C2
Резино-полимерно-битумное вяжущее и способ его получения 2020
  • Степанов Валерий Федорович
  • Дубина Сергей Иванович
  • Жуков Сергей Николаевич
  • Джафаров Руслан Мамедсалимович
  • Сорокин Алексей Васильевич
  • Лобачев Владимир Александрович
  • Никольский Вадим Геннадиевич
  • Дударева Татьяна Владимировна
  • Красоткина Ирина Александровна
  • Кудрявцев Вячеслав Анатольевич
  • Безштанько Людмила Викторовна
RU2752619C1
АКТИВИРОВАННЫЙ МИНЕРАЛЬНЫЙ ПОРОШОК 2001
  • Щелков Ф.Л.
  • Хазипов Р.З.
  • Горбачев Н.Г.
  • Косоренков Д.И.
  • Лебедев И.Н.
RU2194679C1
ПОЛИМЕРНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МОДИФИКАТОР АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И БИТУМНЫХ ВЯЖУЩИХ 2023
  • Самойлов Максим Игоревич
RU2803598C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ГОРЯЧИХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ 2014
  • Бондарь Виталий Викторович
  • Алексеенко Виктор Викторович
RU2572129C1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЯЖУЩЕГО

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам получения вяжущего, которое может быть использовано в дорожном строительстве. Изобретение касается способа получения вяжущего, включающего нагрев тяжелых нефтяных, нагрев смеси ведут путем термолиза в два этапа. Термолиз на первом этапе осуществляют при 100-250°С в присутствии дистиллятного растворителя, взятого в соотношении с резиновой крошкой 1:0,1-1, в течение 15-60 минут в присутствии активирующей добавки, затем термолиз осуществляют на 2-м этапе при 350-450°С в течение 10-60 минут в среде тяжелого нефтяного остатка при постепенном испарении дистиллятного растворителя. Технический результат - повышение физико-механических свойств вяжущего. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 415 172 C2

1. Способ получения вяжущего путем нагрева тяжелых нефтяных остатков в присутствии заданного количества резиновой крошки, при заданной температуре и в течение заданного времени, отличающийся тем, что нагрев ведут путем термолиза в два этапа, термолиз на первом этапе осуществляют при 100-250°С в присутствии дистиллятного растворителя, взятого в соотношении с резиновой крошкой 1:0,1-1, в течение 15-60 мин в присутствии активирующей добавки, затем термолиз осуществляют на 2-м этапе при 350-450°С в течение 10-60 мин в среде тяжелого нефтяного остатка при постепенном испарении дистиллятного растворителя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термолиз 2-й ступени проводят при барботаже кислородом воздуха.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве активирующей добавки используют горючие сланцы, и/или природные, или синтетические цеолиты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дистиллятного растворителя используют фракцию с т.кип. 300-400°С от 2-й ступени термолиза, отработанные масла, вакуумный газойль, экстракт селективной очистки масел.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве тяжелых нефтяных остатков используют мазут, гудрон, смолы пиролиза, асфальт деасфальтизации, крекинг-остатки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2415172C2

Способ получения вяжущего 1986
  • Печеный Борис Григорьевич
  • Заманов Владимир Васильевич
  • Соловьев Анатолий Михайлович
  • Пономарев Геннадий Григорьевич
SU1402607A1
Способ приготовления резинобитумного вяжущего 1985
  • Орехов Игорь Александрович
  • Сергеева Наталья Максимовна
  • Жайлович Игорь Львович
  • Тумащик Петр Иосифович
SU1289872A1
Способ получения вяжущего для дорожного строительства 1988
  • Измайлова Людмила Сергеевна
  • Бусел Алексей Владимирович
  • Новицкая Татьяна Анатольевна
  • Шевчук Вячеслав Владимирович
  • Ратько Анатолий Иванович
  • Дьяконов Олег Михайлович
SU1595813A1
СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ 2005
  • Сыроежко Александр Михайлович
  • Проскуряков Владимир Александрович
  • Боровиков Геннадий Иванович
  • Маташкин Вадим Геогриевич
  • Петухова Оксана Николаевна
RU2288940C1
ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ 1997
  • Абросимов А.А.
  • Белоконь Н.Ю.
  • Шабалина Л.Н.
  • Компанеец В.Г.
  • Кочемасов А.М.
  • Серебровский Я.К.
  • Тимохин И.А.
RU2122555C1
DE 4034319 A1, 16.05.1991
1972
  • Изобретени С. С. Алейникова, В. П. Бармин, В. В. Васильев, А. Ф. Драенков, Ю. Ю. Дружинин, В. В. Ермолов, Н. М. Корнеев, А. А. Попое, Н. А. Сапрыкина А. П. Чемодуров
SU434159A1

RU 2 415 172 C2

Авторы

Нефедов Борис Константинович

Горлов Евгений Григорьевич

Горлова Евгения Евгеньевна

Андриенко Владимир Георгиевич

Ольгин Артем Александрович

Даты

2011-03-27Публикация

2008-10-02Подача