Способ приготовления дорожного вяжущего Советский патент 1992 года по МПК C08L95/00 C10C3/04 C04B26/26 

Предлагаемое изобретения относится к технологии дорожностроительных материалов и может быть использовано в производстве дорожных покрытий.

Известен способ производства дорожного вяжущего из нефтяных гудронов. Способ заключается в смешении нефтяного гудрона с 5-20% таллового пека. Добавление последнего приводит к некоторому увеличению вязкости вяжущего (введение 20% пека увеличивает вязкость гудрона при 60°С на 25-30%) и улучшает адгезию вяжущего к агрегатному материалу. Недостаток способа заключается в необходимости использовать высоковязкие гудроны. получаемые в результате глубокого отгона дистиллятных фракций, что приводит к увеличению энергозатрат и уменьшению выхода на нефть сырья для производства вяжущих.

Наиболее близким к предлагаемому способу является окисление воздухом смеси нефтяного гудрона и крекинг-остатка. Недостаток вяжущего, получаемого этим способом при переработке малосернистых парафинистых нефтей, заключается в низкой адгезии к минеральному материалу и повышенной температуры хрупкости. , Целью изобретения является повышение производительности битумных установок, расширение сырьевой базы производства дорожных вяжущих за счет продуктов переработки малосернистых парафинистых нефтей и снижение удельных энергозатрат. Х|00

хО

Поставленная цель достигается путем окисления воздухом в битумных кубах смеси, состоящей, мас.%:

Крекинг-остаток5-20

Талловый пек2-10

Вакуумный гудронОстальное

В зависимости от состава сырья и режима приготовления вяжущее обладает следующими характеристиками:

Глубина проникания

иглы при 25°С,

в 0,1 мм

Температура

размягчения, °С

Температура

хрупкости, °С

Температура вспышки

не ниже, °С

Сцепление с песком

и мрамором Предложенное решение отличается от известного тем, что окислению воздухом подвергают смесь, содержащую кроме гудрона и крекинг-остатка до 10% таллового пека. Это позволяет улучшить пластичные свойства вяжущего, улучшить его сцепление с поверхностью минерального материала. Продолжительность цикла окисления при той же температуре и количестве подаваемого воздуха сокращается в 1,6-3 раза.

Нефтяной гудрон - остаточный продукт переработки нефти. Групповой состав гудрона, %:

Смолы

Асфальте ны

Метано-нафтеновые

углеводороды

Ароматические

углеводороды

Вакуумный гудрон парафинистых неф- тей используют преимущественно в качестве котельного топлива и сырья для производства нефтяного кокса. В связи с резким ростом потребности в материалах для дорожного строительства (в УССР предусмотрено нарастить производство дорожных вяжущих до 2,5 млн. т/год), гудрон является одним из перспективных источников получения дорожных материалов.

Крекинг-остаток - побочный продукт термического крекинга нефтяного сырья в производстве олефинов - многотоннажного полупродукта в ряде нефтехимических производств. Обладает повышенным содержанием полициклической ароматики, асфальтенов. Содержит, мае. долях:

Масел0,5-0,7

Смол0,15-0,26

Асфальтенов- 0,08-0,2

Карбенойикарбоидов до 0,01

40-300 37-55

15-40

220

Выдерживает

16-30 10-16

34-38 30-51

0

5

0

Крекинг-остаток используют в качестве сырья для получения нефтяного кокса и в качестве котельного топлива.

Талловый пек - отход переработки дре- весины (преимущественно смесь жирных и смоляных кислот).

Процесс производства битума основан на протекании реакций неполного окисления углеводородов, дегидроконденсации, 0 деалкилирования и направлен в сторону образования полициклической ароматики, смол, асфальтенов, карбенов и карбоидов. На начальной стадии битумизации процесс протекает медленно, с незначительным ади- 5 абатическим разогревом. По мере накопления продуктов окисления происходит автоматическое ускорение реакции. Введение ь гудрон таллового пека и крекинг-остатка позволяет исключить индукционный период и резко, в 2-4 раза, сократить продолжительность битуминизации. При окислении гудрона малосернистых парафинистых нефтей полученное вяжущее обладает неудовлетворительным сцеплением с минеральным материалом, что практически исключает его использование в качестве материала для дорожного строительства. Недостаточна также адгезия вяжущего из смеси гудрона с крекинг-остатком. При окислении смеси гудрона с талловым пеком улучшение сцепляемости достигается только при содержании таллового пека свыше 12-15%.

Окисление смеси, включающей кроме 5 гудрона талловый пек и крекинг-остаток, позволяет резко улучшить адгезию вяжущего при значительном сокращении продолжительности окисления.

Вяжущее готовили следующим обра- 0 зом.

В обогреваемом реакторе готовят при

перемешивании реакционную смесь и при

температуре 240-360°С барботируют через

него воздух. Через 20-30 мин отбирают и

5 анализируют пробы вяжущего.

Вакуумный гудрон и крекинг-остаток - остаточные продукты переработки смеси парафинистых малосернистых нефтей на основе битковской нефти (Дрогобычский 0 НПЗ). Талловый пек - продукт переработки древесины.

Примеры, иллюстрирующие предложенное изобретение, приведены в табл.1.

Гр , мин - продолжительность реакции 5 до достижения вяжущим проницаемости иглы П25, в 0,1 мм 105 ±10

t - температура окисления, °С

tp - температура размягчения, °С

txp-температура хрупкости по Фраасу, °С

Сцепляемость с песком по образцу № 2 ГОСТ 11508-74 Н - не выдерживает, В - выдерживает.

Как видно из приведенных примеров, введение как крекинг-остатка, так и талло- вого пека способствует сокращению продолжительности битуминизации на 20-40%. Полученное вяжущее обладает недостаточным сцеплением с песком и повышенной температурой хрупкости. Вяжущее, полученное из бинарной смеси гудрона с талловым пеком более пластично при низких температурах, однако талловый пек в меньшей степени влияет на сокращение продолжительности окисления. Введение в вакуумный парафинистый гудрон крекинг- обтатка с талловым пеком позволяет в несколько раз интенсифицировать процесс и получить Ёяжущее, обладающее высокой морозостойкостью и улучшенной адгезией к минеральному материалу. Значительное сокращение продолжительности окисления до достижения заданной пенетрации позволяет значительно сократить энергозатраты и в 2-4 раза увеличить производительность битумных установок.

На полученных вяжущих приготавливали асфальтобетонные смеси, содержащие в качестве наполнителя фракцию гранита 0- % мм. Полученные данные приведены в табл.2.

Формула изобретения Способ приготовления дорожного вяжущего путем окисления смеси крекинг- остатка и нефтяного вакуумного гудрона, отл ичающийся тем, «ур, с целью увеличения производительности ус- тановок, расширения сырьевой базы и снижения энергозатрат, в смесь дополнительно вводят талловый пек при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Крекинг-остаток5-20

Талловый пек2-10

Нефтяной вакуумный гудронОстальное

Таблица 1

Использование: дорожно-строительные материалы. Сущность изобретения: вяжущее для дорожного строительства готовят путем окисления смеси, содержащей, мзс,%: крекинг-остаток 5-20, талловый пек 2-10 и нефтяной вакуумный гудрон остальное. За счет использования данной смеси увеличивается производительность установок, снижаются энергозатраты и расширяется сырьевая база. 2 табл.

Влияние состава сырья и режима на характеристики вяжущего

Таблица2

Характеристики асфальтобетонов на основе полученных

вяжущих