Способ получения нефтяных битумов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНЫХ БИТУМОВ(71) Заявитель Полоцкий государственный университет(73) Патентообладатель Полоцкий государственный университет(57) Способ получения нефтяных битумов, включающий подачу в нагретые до температуры 180-300 С нефтяные остатки сульфосодержащей активирующей добавки с последующим окислением кислородом воздуха, отличающийся тем, что в качестве добавки используют сульфонатную присадку С-150 в количестве 0,1-10 от массы нефтяных остатков.(56) 1. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Ч. 3.М. Химия, 1967.С. 360. 2. Рогозина Е.В., Аминов А.Н., Каневский И.М. и др. Химия и технология топлив и масел.1991. -9.С. 30-31. 3.1260384 А 1, МПК 4 10 3/04, 1986 (прототип). Изобретение относится к области получения нефтяных битумов и может быть применено в нефтеперерабатывающей промышленности для активации процесса окисления нефтяных остатков и получения высококачественных дорожных и строительных битумов. В настоящее время в мировой практике существуют несколько достаточно распространенных методов получения битумов. Наиболее часто используемый из них - метод окисления нефтяных остатков 1. Сущность процесса заключается в окислении кислородом воздуха нефтяного сырья, получаемого в результате отгона из него под вакуумом дистиллятных фракций. Процесс окисления нефтяных остатков проводят при температуре 180-300 С, давлении 1-5 атм и расходе воздуха 400-500 м 3/т. Недостатками данного процесса являются относительно низкая скорость окисления, что приводит к увеличению продолжительности процесса и снижению его производительности большой выход легких фракций и высокий расход воздуха. В последнее время для увеличения интенсивности протекания процесса окисления нефтяных остатков и получения высококачественных битумов часто стали применять активирующие добавки, в качестве которых предлагается использовать полимерные соединения, ароматизированные остатки термического и каталитического крекинга, экстракты селективной очистки масел и т.д. Это приводит к улучшению таких характеристик битумов, как водо- и морозостойкость, пластичность, эластичность, температура размягчения, величина пенетрации, адгезия и т.д. Известен способ получения битума путем окисления нефтяных остатков (гудрона), в котором в исходное сырье вводят в качестве активирующей добавки высокомолекулярные полимеры в количестве 0,2-5 мас. . Эту смесь подвергают окислению кислородом воздуха, в результате чего получают битум с улучшенными эксплуатационными характеристиками 2. Недостатком данного способа является то, что при введении названного активирующего вещества наблюдается незначительное улучшение показателей качества получаемых битумов. 3510 1 За прототип изобретения принят процесс получения нефтяных битумов путем окисления нефтяных остатков кислородом воздуха при 200-290 С в присутствии сернокислотного окислителя - кислого гудрона или отработанной серной кислоты - при расходе окислителя 10-180 г/м 3 сырья 3. Недостатком данного способа является то, что при проведении процесса окисления в присутствии вышеназванных сернокислотных окислителей получаются битумы с неудовлетворительными эксплуатационными свойствами. Они отличаются низкой адгезией к минеральным материалам и небольшой растяжимостью. Задача изобретения - улучшение качества получаемых битумов, снижение продолжительности окисления и расхода воздуха. Поставленная задача решается тем, что в способе получения нефтяных битумов, включающем подачу в нагретые до температуры 180-300 С нефтяные остатки сульфонатсодержащей активирующей добавки с последующим окислением кислородом воздуха, в отличие от прототипа в качестве добавки используют сульфонатную присадку С-150 в количестве 0,1-10,0 мас.от массы нефтяных остатков. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Сырье - нефтяной остаток, например гудрон, при температуре 180-200 С смешивается с 0,1-10,0 мас.сульфонатной присадки С-150. Полученная смесь далее направляется в колонну окисления. Окисление проводится при температуре 250 С кислородом воздуха. Выводимый сверху колонны поток, состоящий из газов окисления, паров воды и нефтяных фракций, выкипающих до 230-250 С, охлаждается и от него отделяется жидкая фаза (так называемый черный соляр). Предлагаемый способ был проверен в лабораторных условиях в Полоцком государственном университете и поясняется следующими примерами. Пример 1 (по аналогу). Исходный нефтяной остаток (гудрон), полученный в результате вакуумной перегонки мазута, в количестве 0,5 кг загружаем при температуре 180-200 С в колонну окисления объемом 6 литров, снабженную устройством для подвода воздуха, обогревом, отбойным устройством и датчиками измерения температуры,давления, расхода воздуха. Поднимаем температуру до 250 С и начинаем подавать воздух в количестве 165-175 мл/мин. Окисление проводим в течение 5 ч, после чего сливаем окисленный продукт и анализируем по температуре размягчения (ГОСТ 11506-73), растяжимости (ГОСТ 11505-75) и величине пенетрации(ГОСТ 11501-78). Эти величины соответственно равны 28 С, 74 см, 1080,1 мм. Пример 2 (по прототипу). Процесс проводят в условиях, описанных в примере 1, за исключением того, что перед окислением в исходный гудрон при температуре 180-200 С добавляют 0,5 мас.кислого гудрона для интенсификации процесса окисления. В результате окисления получается продукт, имеющий температуру размягчения 30 С, растяжимость 62 см и пенетрацию 1100,1 мм. Пример 3. Процесс проводят в условиях, описанных в примерах 1 и 2, за исключением того, что в качестве активирующей добавки в исходный гудрон добавляют 0,5 мас.сульфонатной присадки С-150, в результате окисления сырьевой смеси получаем продукт, имеющий температуру размягчения 32 С, растяжимость 80 см и пенетрацию 1240,1 мм. Остальные примеры сведены в таблицу. Как видно из таблицы, использование в процессе окисления нефтяного остатка предлагаемой активирующей добавки позволяет улучшить качество получаемого битума, снижает в 2 раза продолжительность окисления сырья и, как следствие, уменьшает расход воздуха. Показатели качества окисленного нефУсловия окисления Вид и контяного остатка (битума) центрация темпепродолрасход температура пенетрация, растяжидобавки,ратура, житель- воздуха, размягчения, 0,1 мм при мость при мас.С ность, ч л/кг С 25 С 25 С, см 0 кислый гудрон 0,5 присадка С-150 0,5 С-150 2,0 С-150 5,0 С-150 10,0 Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.