Способ получения битума Советский патент 1988 года по МПК C10C3/04 

00 СХ)

4

ел СО 00

Изобретение относится к производству окисленных нефтяных битумов и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатьшающей промьшшенности.

Цель изобретения - повьшзение качества битума и снижение расхода катализатора.

П р и м. е р 1 . В стеклянньгй реактор емкостью 2л, снабженньй внешним электронагревателем, при 100- 150 С загружают 1 кг нефтяного гудрона, туда же вводят 0,00005 мае.% катализатора 1 - отхода производства гидрохинона из анилина.

Катализатор представляет собой шлам в виде порошкообразного продукта стадии восстановления кино- на и имеет следующий состав, мас.%: двуокись марганца 3,32, сульфаты железа и марганца 1, олигохиноны остальное. стадий отгонки и вос0

становления хинона получают при производстве гидрохинона из анилина в количестве до 40 мас.%.

Шлам с указанных стадий имеет одинаковый качественный состав.

Температуру доводят до 250 С и включают подачу воздуха через барбо- тер с расходом I л/мин и проводят окисление в течение заданного времени. Для окисления используют гудрон; имеющий следующие показатели:

Плотность, г/см 0,98

Вязкость условная

при 80°С, сСт20

Температура вспьшгки, С, в открытом тигле 191

Температура застьюаония, с

10

Результаты, полученные в данном опыте, приведены в таблице, где приведены также результаты опытов по примерам 2-10.

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к получению битума (БМ). Цель - повышение качества ЕМ и снижение расхода катализатора (КТ). Получение БМ ведут окислением нефтяного гудрона кислородом во здуха в присутствии КТ. Последний имеет состав мас.%: двуокись марганца 3,32-13,0; сульфат железа и сульфат марганца 0,01-1,0; олигохиноны остальное, взятый в количестве 0,0001- 0,1 мас.%. В качестве КТ предпочтительно используют отход производства гидрохинона из анилина со стадии отгонки и восстановления хинона, снижение содержания соединений поливалентных металлов с 1-10 до 0,000013- 0,000032 мас.% в БМ ведет к повышенной стойкости БМ к окислительному старению. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. с со (Л

Катализатор

Количество катализатора, мас.%

0,50,Г 0,001 0,1 0,2 0,001 0,0001

Время опыта, ч

5 3

Пример

1 2

Глубина проникновения иглы

при 25°С 100 г, 5с ,мм

Температура размягчения по

кольцу и шару,с

Растяжимость при 25 С,см Сцепление с мрамором

Марка битума по ГОСТ

22245-76марган

0,15 . 0,32 0,323 0,646

0,3

0,4

235 8 522,5

3456 78 9

10

170 21 15 105 97 12855

39 70 85 92100 39 4353

66 8 - 3,5О - 6051

Хор.Хор.Хор.Уд. Хор.Хор.Уд.

4- БИ-5

- БНЯ БНД 90/130 60/90

0,15

-4

0,4542

В примерах 2-7 используют тот же катализатор 1, в примерах 8-9 используют катализатор 2, а в примере 10 -. 3.

Катализатор 2 - зто шламм из колонны отгонки хинона - содержащий, мас.%: двуокись марганца 5,17; сульфаты железа и марганца 0,05, олиго- хиноны остальное, а катализатор 3 шлам со стадии отгонки хинона,содержащий, мас.%: двуокись марганца .12,84- сульфаты железа и марганца 0,01, олигохиноны остальное.

Пример 11. В качестве катализатора используют модельную систему, содержащую, мас.%:

Двуокись марганца13

Сульфат марганца (II) 0,5 Сульфат железа (II) 0,5 ХингидронОстальное

представляют собой хингидрон молекулярный комплекс- п-бензохинона и гидрохинона, представляет из себя олигомер из чередующихся молекул окисленной и восстановленной формы.

При использовании катализатора данного состава в условиях примера 5 получают битум, имеющий. след5тощие показатели:

Глубина проникновения иглы при 25°С (100 г,5 с), мм

Температура размягчения по кольцу и шару,

Растяжимость при 25 С, см4

Сцепление с мрамором Хорошее Пример 12. Опыт проводят аналогично примеру 4, но окисление ведут в присутствии чистой двуокиси марганца в количестве, равном содержанию этого вещества в.катализаторе, введенном в реакционную смесь в примере 4 (0,000032 мас.% от сырья) Получают битум, имеющий, следзтощие характеристики:

Глубина проникновения иглы

при (100 г,5 с), мм 10

Температура размягчения о.

по кольцу и шару, С Сцепление с мрамором ГОСТ 22245-76

40

Хорошее Не соот- ветству ет

Из сравнения свойств битумов, олученных в примерах 4 и 12 следует

что чистая двуокись марганца обладает значительно меньшей каталитической эффективностью по сравнению с отходом, в состав которого она входит в количестве 3,23 мас.%. Такие же результаты получают при использовании других образцов катализатора.

П р и м ер 13. Опыт проводят ана- логично примеру 6, но окисление ведут без введения катализатора. Получают битум, имеющий следующие характеристики:

Глубина проникновения иглы при 25°С (100 г,5с),

мм 0 260

Температура размягчения по кольцу и шару, С 31 Растяжимость см, при

25°С43

Сцепление с мрамором Хорошее ГОСТ 22245-76Не соответствует

Проведение процесса окисления нефтяного сырья для получения битумов, отвечающих ГОСТу 22245-76, без катализатора требует значительно большего времени (до 12ч). При добавлении катализатора менее 0,000 мас.% не наблюдается достижения требуемого качества битумов в оптимальное время 2-3 ч , а увеличение количества катализатора бо- лее 0,1 мас.% приводит к получению за то же время продуктов с высокой вязкостью.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет резко сократить коли- чество соединений поливалентных металлов, вводимых в битум для сокращения времени его получения, Как показывают примеры 3,9,10 использование катализатора в количестве 0,001- 0,0001 мас.% позволяет получить за 2,5-3 ч основные марки дорожных би- тумов марок НДБ при содержании соединений поливалентных металлов в готовом битуме 0,000013-0,000032 мас.%. Снижение содержания соединений поли- твалентных металлов (с 1-10 мас.% до 0,000013-0,000032 мас.%) в битуме ведет к- повьппенной стойкости битума к окислительному старению.

55

Формула изобретения

родом воздуха в присутствии катали-Двуокись марганца 3,32-13.0 зйтора, сод,ержа1цего двуокись марган-Сульфат железа и ца, о т л и ч а ю щ и и с я тем,сульфат марганца 0,01-1,0 что, с целью повьшения качества битуОлигохиноны Остальное ма и снижения расхода катализатора,взятый в количестве 0,0001-0,1 мас.% используют катализатор, дополнитель-2. Способ прп.1,отличаю- но содержащий сульфаты железа и мар-щ и и с я тем, что в качестве ката- ганца и ОЛИГОХИНОНЫ , при еле-лизатора используют отход производст- дутощем содержании компонетов ,10 ва гидрохинона из анилина со стадии мае. %:отгонки и восстановления хинона.