Способ получения битума

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА путем окисления нефтяного мазута кислородом воздуха в присутствии органической добавки при повышенной температуре, отличающийс я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, в качестве органической добавки используют высококипящие побочные продукты производства изопрена из изобутилена и формальдегида со стадии .синтеза диметилдиоксана, взятые в количестве 0,5-7 мас.% на окисляемую смесь. с

СОЮЗ СОЯЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (11) 4(51) С 10 С 3/04

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3587001/23-04 (22) 22.02.83 (46) 23.04.85. Бюл. )(15 (72) А.А.Петухов, А.Г.Лиакумович, И.А.Санников, В.П.Тихонов, В.И.Кондрашов и Г.Ю.Милославска (53) .665.637.8 (088.8) (56) 1. Гун Р.Б. Нефтяные битумы.

M. "Химия", 1973, с. 176.

2. Авторское свидетельство СССР

В 578324, кл. С 10 С 3/04, 1975.

Э. Заявка Великобритании

Р 1582489, кл. С 5 Е, опублик. 1981 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА путем окисления нефтяного мазута кислородом воздуха в присутствии органической добавки при повышенной температуре, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, в качестве органической добавки используют высококипящие побочные продукты производства изопрена из изобутилена и формальдегида со стадии синтеза диметилдиоксана, взятые в количестве 0,5-7 мас.Х на окисляемую смесь.

Ф 11 515

Изобретение относится к производству окисленных битумов и может быть использовано в нефтяной и неф,теперерабатывающей промышленности.

Известен способ получения битумов окислением нефтяных остатков кислородом воздуха. Окисление осуществляют при 180-300 С, расходе о воздуха 0,8-4 м /мин на 1 т сырья, давлении, близком к атмосферному или 10 повышенном в течение 3-24 ч f1) .

Однако при. этом выход битума зависит от природы сырья, температуры и глубины окисления и не превышает 80 мас. в пересчете на исходное сырье, что связано с потерями в виде газообразных продуктов реакции. При использовании в качестве сырья мазута выход битума снижается до 50 мас. . Таким образом, недостат- 20 ком данного способа получения окисленных битумов является низкий выход целевого продукта.

Известен также способ окисления нефтяных остатков с дробной конденсацией и возвратом сконденсированной тяжелой фракции на окисление °

Способ позволяет снизить расход сырья и тем самым увеличить выход битума j2) .

Недостатком этого способа являются дополнительные капитальные и энергетические затраты и незначительное увеличение выхода битума.

Наиболее близким к изобретению является способ получения битума путем окисления нефтяного остатка кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии органической добавки — галоидированного орга40 нического соединения, представляющего собой продукт конденсации гексагалоидциклопентадиена и диенофильного соединения по Дильсу-Альдеру.

Количество органической добавки 4S берется до 90 мас. на смесь (3) .

Недостатком известного способа является низкий выход целевого продукта.

Целью изобретения является увели- 50 чение выхода битума.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения битума путем окисления нефтяного мазута кислородом воздуха при повы-. SS

meííîé темЬературе, в качестве орга,нической добавки используют высококипящие побочные продукты производ70 2 ства изопрена из изобутилена и форм альдегида со стадии синтеза диметилдиоксана, взятые в количестве

0,5-7 мас. на окисляемую смесь.

Получение битума осуществляют в аппаратах любой конструкции, где обеспечивается хороший контакт реакционной массы с кислородосодержащим газом. В качестве кислородосодержащего газа используют воздух или его смесь с азотом. Окисление осущество ляют при 180-280 С и подаче кислородосодержащего газа в количестве от

40 до 300 л/кг ч на 1 кг сырья, в зависимости от используемого нефтяного остатка.

Характеристика остатков продуктов разложения диметилдиоксана на заводах получения изопрена из формальдегида и изобутилена со стадии диметилдиоксана приведены в табл. 1.

Способ позволяет увеличить выход битума на 10-20 мас. и сократить время реакции от 5 до 4 ч. Проведение реакции окисления остатков нефтепродуктов до битума в присутствии

БПП сопровождается реакциями полимеризации и поликонденсации. При этом происходит связывание легких углеводо.родов, что в значительной степени уменьшает их унос. Выход целевого продукта увеличивается за счет уменьшения уноса легких продуктов углеводорода и вхождения компонентов ВПП в состав битума. Сокращение времени окисления сырья объясняется уменьшением индукционного периода реакции под влиянием компонентов ВПП.

Пример 1. Окисление мазута (P = 0,964 г/см, Teen = 215 С, В 80 С = 0,526 сСт) до битума проводят в лабораторном реакторе, выполненном из термостойкого стекла, оборудованном барботером для распределения воздуха, электрообогрев осуществляют наружной спиралью.

В реактор последовательно вводят компоненты исходной смеси: мазут и различные количества ВПП производства изопрена из формальдегида и изобутилена. Окисление проводят при

275 С и расходе воздуха 250 л/ч на кг сырья.

Используемый в качестве добавки отход производства изопрена диоксановым методом ВПП имеет следующие свойства: плотность 1,09 г/см, вязкость 5,68 Е; температура вспышо

3 ки 105 C начало и конец выкипания

200 и 350 С соответственно.

По окончании опыта у полученного битума определяют температуры размягчения и вспышки, пенетрацию и дуктильность. Результаты опытов представлены в табл. 2.

Пример 2. Окисление мазута (P = 0,952, Твсп = 175 С, Ву 80 С

= 0,445 сСт) проводят в условиях, аналогичных примеру 1.

Результаты опытов представлены в табл. 3.

В табл. 4 представлены условия окисления нефтяных остатков и полу- ченные результаты при различных интервалах температур, расходах воздуха и других компонентов.

Из табл. 4 следует, что предлагаемый способ особенно, эффективен при использовании в качестве сырья легких мазутов, на высоковязких видах нефтяных отходов эффективность несколько ниже.

Как видно из приведенных примеров использование добавок ВПП производства изопрена из изобутилена и формальдегида в количестве от 0,5 до

7,0.мас .%. позволяет повысить выход битума на 10-20 мас.% в зависимости. от исходного сырья и сократить продолжительность окисления от 5 до

4-х ч, т.е. на 20%, и практически не влияет на выход и свойства полуI! 151570 4 чаемого битума. Применение исходного сырья с содержанием ВПП более

8 мас.% отрицательно сказывается на температуре вспышки битума и незначительно увеличивает выход целевого продукта.

Таблица 1

Продукт

Содержание, мас.Х

5,7-9

До 9

4-Метил-4-1, 3«25

До. 9,3

4-Метип-4-окситетрагидропиран

До 7

До 2

До 100

Тяжелые смолы

Т а б л и ц а 2

Выход битума на загружен-. ную массу, мас.%

Ре з ульт аты анализ а получаемого битума

Условия опыта

Пример

Н аиме но- ма с. % ванне

Подача Продолжи- Киш, П25 Дг Твсп возду- тельность С 0,1 мм см С . о о ха,кг/ч окисления ч

250

250

43 138

58 223 76,4

250 4

0,5

98,0 275

2,0.

ВПП

250

4 Мазут

Состав окисляемой смеси. компонентов

Мазут 100,0 275

2 Мазут 99,75 275

ВПП 0 25

3 Мазут 99,5 275

4-Метилоксиэтилен.-1,3-диоксан

5(2-Окси-2-пропил)2,3-диоксан

1-Трет-Бутокси-3-метил-3-бутанол

Зо

4 4-Диметил-5-1 31

-диоксан

41 159 43 217 73

41,5 163 45 219 72,1

47 102 64 226 79 8

1151570

Прдолжение табл. 2 эультаты анализа олучаемого битума

Условия опыта л яемой ентов

Подача Продолжи воэду- тельност ха,кг/ч окисления

49 81 58 222 83, 7

250

52,5 68 42 220 87, 1

250

92,0 275

8,0

56 50 29 218 88 5

250

7 Мазут

ВПП

П р и м е ч а н и е. Условия и результаты окисления мазута с температурой вспышки 215ОС согласно примеру 1

Таблица 3

Условия опыта

Результаты анализа полученного битума

Состав окисляемой смеси компонентов

Пример . наимено- мас.% ванне

Киш

ОС

П291 Д2% Тцсп, 0,1 мм см С

39 185 34 215 65 2

40 181 37 217 66,4

Мазут 100,0 275 . 250

2 Мазут 99,75 275 250.. ВПП

0 25

3 Мазут 99,5

43 121 62 221 70,2

275 250

0,5

ВПП

98,0

275 250

2,0

4 Мазут

46 89 67 227 75,9

5 Мазут

95,5

275 250

4,5

50 68 42 225 81 „8

5 Мазут 95,5 275

ВПП 4,5

6 Мазут 93,0 275

ВПП 7,0

Подача ПродолжиВОЗДУ- TBBbHOtTb ха,кг/ч окисления ч

Выход битума на эагруженнув массу, мас.X

Выход битума на загружен- ную массу, мас.%

I I 51 570

Продолжение табл.3

При- Состав окисляемой смеси мер компонентов

Условия опыта

Результаты анализа получаемого битума

Кив

oG е иаимено- масЛ С нание

П„, - Д,„Т„„

О,! мм см G

93,0

6 Мазут

53 57 .31 221 84,1

250

275

7,0

92,0

7 Мазут

55 54 32 218 85,3

275 250

ВПП

8,0

П р и м е ч а н и е. Условия и результаты окисления мазута с температурой вспышки 175 С согласно примеру 2

Таблица 4

Результаты анализа полученного битума

Продолжительность о

2% g 25 ос о

С

Компоненты окисления, ч

Мазут, Т9сп >

175 С

38 181 36 215

100,0 180 40 сп >

175 С

39 185 38 216

100,0 220 150

Мазут, Т, 1 75 о

95,0

5 0 180 40

ВПП

50 75 42 220

Мазут, Твся

175 С

95,0

49 72 44 222

220 150

5 0

ВПП

Мазут, с вязкостью 20 Е о

52 32 68 230

I00,0 280 250

Мазут, с вязкостью 20 Е

95,0

54 30 73 233

280 250

5,0

ВПП

Подача Продолжинозду тельиость

«а к3 /ч Окисления

) и

Состав окисляемой смеси Условия окисления

1 мас.7 Т, С Подача воздуха

1л ч, кг

ВНЯЦПЯ Заказ 2255/18 Тираж 546 Подписное филиал ППП Патент г.Ужгород, ул.Проектная, 4 од биа на руаен-. массу

Выход битума на загруженную массу мас.Ж