Способ получения дорожного битума Советский патент 1990 года по МПК C10C3/02 

1

(21)4404943/23-04

(22)22.02.88

(46) 23.04.90. Бит. № 15 (71) Московский институт нефти и газа им. И.М.Губкина (12) С.В.Ступак, А.А.Гуреев, З.И.Сюняёв, Е.Н.Ефанова, Т.С.Голодная, Н.И.Маненкова, Н.Г.Русских, В.Н.Кононов, А.С.Случ, В.А.Винокуров, Т.Н.Гаврилова, А.С.Садов, С.Б.Синельников и Е.А.Мякин (53) 665.637(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1289849, кл. С 04 В 26/26, 1985.

Ильев Э.Б. Восстановление монолитности асфальтобетона в дорожных покрытиях: Автореф. канд.дис. - Харьков, 1976.

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДОРОЖНОГО БИТУМА

(57) Изобретение касается нефтехимии, в частности производства дорожных битумов, используемых в дорожном строительстве. Цель - восстановление физико-механических и эксплуатационных свойств битума. Его получение ведут введением в нагретый до 100-120 С состаренный битум добавки. В качестве последней используют (%) на массу исходного сырья: а) 6-7% кубового остатка ректификации динтетических душистых веществ, или б) 13-14% 50%-ный раствор в нефтяном гудроне синтетических жирных кислот С2, С24 , или в) 4-5% 4%-ный раствор в кубовом остатке ректификации стирола атактического полипропилена или дивинилстирольного термоэластопласта. В этом случае полностью восстанавливаются требуемые свойства битума. 3 табл.

с

8

V

с

Изобретение касается нефтехимии, в частности производства дорожных битумов, используемых в дорожном строительстве. Цель - восстановление физико-механических и эксплуатационных свойств битума. Его получение ведут введением в нагретый до 100-120°С состаренный битум добавки. В качестве последней используют (%) на массу исходного сырья: а) 6-7% кубового остатка ректификации синтетических душистых веществ, или б)13-14% 50%-ный раствор в нефтяном гудроне синтетических жирных кислот C₂₁C₂₄, или в) 4-5% 4%-ный раствор в кубовом остатке ректификации стирола атактического полипропилена или дивинилстрильного термоэластопласта. В этом случае полностью восстанавливаются требуемые свойства битума. 3 табл.

Изобретение относится к способам получения нефтяного дорожного битума и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности.

Целью изобретения является восстановление физико-механических и эксплуатационных свойств битума.

В табл.1 представлены добавки, которые вводят индивидуально или комбинированно в состаренный битум.

Кубовый остаток ректификации синтетических душистых веществ содержит до 20 мас.% фракции 120-160°С. Эта легкоподвижная жидкость коричневого

цвета с характерным запахом содержит альдегиды, кетоны и спирты. В ее высокосмолистой части находятся продукты осмоления и полимеризации индекса- на. Температура вспышки 100 С, плотность 989 кг/м:

Синтетические жирные кислоты Сц - - CZ4 - кубовый остаток ректификации жирных кислот. Это мазеобразное вещество светло-желтого цвета, растворимое в нефтепродуктах, имеет среднюю мол.м. 352,4, т.пл. 62-87°С, плотность при 20°С 822 кг/м , кислотное число 1 67 .

СП СП

эо &

in

&

19,1

13,2 13,1 29,1 18,5 7,0

Используемый нефтяной гудрон име-г ет следующие показатели: плотность при 20°С 989,7 кг/м ; содержание серы 2,35 мас.%; вязкость при 20 С 75 Па-с; коксуемость 12,5 мас.%; температура вспышки 283 С; температура размягчения 39 С. При этом его групповой химический состав следующий, мае.%:

Рарафино-нафтеновые соединения

Ароматические углеводороды

моноциклические бициклические полициклические Смолы

Лсфальтены

Атактический полипропилен - побочный продукт полимеризации пропилена в присутствии каталитического комплекса. Это вязкая, прозрачная масса желтого цвета, которая характеризуется показателями: мол.м. 10-15 10 ; т.пл. 75-90°С; содержание изоатактичес- кого пропилена не более 15 мас.%; зольность 1,5 мас.%.

Дивинилстирольный термоэласто- пласт - блоксополимер стирола и дивинила с содержанием стирола 28-32%. Твердое полимерное вещество белого цвета, растворимое в битуме через набухание при 100-120 С. Средняя мол.м 90000, температура деструкции 230- 250° С.

Кубовый остаток ректификации производства стирола представляет собой жидкость темно-коричневого цвета с характерным запахом. По своему химическому составу относится к компонентам ароматического основания. Плотность 1 ,060 кг/м , условная вязкость при 50°С 24 с, содержание влаги не более 0,1 об.%, температура застывания не более 35 С. Кубовый остаток содержит, мае.: полистирол 30-35; стирол 21-28; oi-метилстирол 5,5-8,0 этилбензол 0,08-0,24.

Комбинированную добавку МИНГ-2 готовят следующим образом,

В 50 г расплавленного гудрона, нагретого до 100-105°С, вводят предврительно расплавленные синтетические жирные кислоты в количестве 50 г. Раствор тщательно перемешивают

Комбинированные добавки МИНТ-3 и МИНГ-4 готовят следующим образом.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

В 100 г кубового остатка ректификации стирола вводя 1 4 г атактическо- го полипропилена или дивинилстирольно- го термоэластопласта. Раствор нагревают до температуры плавления соответствующего полимера и тщательно перемешивают .

Пример. Стандартный нефтяной дорожный битум подвергают термостарению. Термостарение в тонком слое (1 мм) осуществляют при 160°С в течение 8ч. В 100 г состаренного таким образом стандартного нефтяного дорожного битума, нагретого до , вводят добавки МИНГ в количестве 1 г (1 мас.%). Результаты приведены в табл.2.

Аналогичным образом получают битумы с другими концентрациями добавок (табл.2).

В табл.2 приведены испытания физико-химических свойств дорожных битумов, полученных предлагаемым способом, а в табл.3 - физико-химические свойства битума, полученного известным способом.

Как следует из приведенных в табл.2 и 3 данных, при введении в состаренный нефтяной дорожный битум 6-7 мас.% добавки МИНГ-1, 13-14 мас.% добавки МИНГ-2, 4-5 мас.% добавки МИНГ-4 и 4-5 мас.% добавки МИНГ-4 происходит наиболее комплексное восстановление структурно-механических и эксплуатационных свойств нефтяного вязкого дорожного битума.

Из приведенных данных также следует, что введение добавок МИНГ в концентрациях, выходящих за предлагаемые пределы, не позволяет получить стандартные битумы.

Известный способ по сравнению с предлагаемым имеет недостатки. Введение в состаренный нефтяной битум 6 мас.% мазута увеличивает количество дисперсионной среды в нем и восстанавливает соотношение среда:фаза. Таким образом, вследствие разжижения состаренного битума мазутом происходит уменьшение дисперсности структуры: уменьшается темпера тура размягчения и увеличивается пенетрация при 25 С. При этом из-за отсутствия новых дисперсных центров структурного каркаса не восстанавливаются такие ос- новные эксплуатационные свойства, как

растяжимость при 25°С , низкотемпературная пенетрация и когезия.

Введение в состаренный дорожный нефтяной битум вещества полимерного происхождения - дивинилстирольного термоэластопласта (ДСТ) позволяет получить новые центры в дисперсной структуре старого битума, но при этом не

увеличивает количества дисперсионной среды, т.е. дисперсность остается постоянной. Это приводит практически к неизменной теплостойкости состаренного образца. При этом такие свойства, как растяжимость и температура хрупкости не улучшаются (табл.3).

Таким образом, предлагаемый способ с применением добавок в отличие от известного позволяет полностью восстановить структурно-механические и эксплуатационные свойства состаренного нефтяного вязкого дорожного битума.

Кубовый остаток ректификации синтетических душистых веществ

50%-ный раствор синтетических жирных кислот С21-С м в гудроне

4%-ный раствор атактического полипропилена в кубовом остатке ректификации стирола

4%-ный раствор дивинилстирольного термоэластопласта в кубовом остатке ректификации стирола

Формула изобретения

Способ получения дорожного битума путем введения в нагретый до 100- 120°С состаренный нефтяной битум добавки, отличающийся тем, что, с целью восстановления физико- механических и ксплуатационных

свойств битума, в качестве добавки используют кубовый остаток ректификации синтетических душистых веществ в количестве 6-7 мас.% на исходное сырье или раствор в нефтяном

гудроне синтетических жирных кислот С21-С 24. B количестве 13-14 мас.,% на исходное сырье, или 4%-ный раствор в кубовом остатке ректификации стирола атактического полипропилена или дивикилстирольного термоэластопласта в количестве 4-5 мас.% на исходное

сырье.

I

аблица 1

6-7

13-14

4-5

4-5

Состаренный битум + добавка, мае.%:.

Продолжение табл.2