Способ получения битума

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2,5

Ю \ В

° Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ (89) 160604 DD (21) 7772341/23-04 (22) 16.03.82 (31) У Р С 08 L/230535/6 (32) 03.06,81 (33) DD (46) 07.09 ° 86. Бюл. У 33 (71) ФЕБ "Отто Гротеволь" Белен (DD) (72) Сейдель Хейнц, Фойгт Беате, Спур Эберхард, Людер Хейнц, Баух

Иоахим и Ридель Михаил (DO) (53) 665.64(088.8) (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА путем перегонки нефти или нефтяного остатка и в случае необходимости окисления получаемого остатка перегонки кислородом воздуха при нагревании, отличающийся . тем, что„ с целью повьппения качества целе„„SU, 1255637 А 1 (51)4 С 10 С 3/04 ного продукта, к нефти или нефтяному остатку перед перегонкой добавляют

3-20 мас.Ж на смесь биолипидного экстракта, полученного экстракцией углеводородным растворителем биомассы процесса микробиологической ферментации углеводородов, или.выделенной иэ него фосфатидной фракции.

2. Способ по п. 1 о т л и ч аю шийся тем, что используют биолипидный экстракт состава, мас.й:

Фосфатиды 34,5

Глицериды 17,5

Свободные мирные кислоты 5,5

Углеводородная фракция с пределом выкипания 237-377 С

Остальные составные части

Изобретение относится к способу получения битуминоэных связующих веществ, а именно дорожных битумов, разжиженных битумов, битумных эмульсий, строительных битумов и подобных веществ, с улучшенными эксплуатационными свойствами и с повышенными выходами.

Полученные при мягких условиях переработки нефтей высокомолекулярные битумы главным образом применяют в дорожном строительстве и для изоляции сооружений. При этом состав нефтей и применяемые способы их переработки определяют свойства битумов и возможности их применения, На основании специфических требований, предъявляемых к битуминозным вяжущим, не все нефти годятся для производства битумов, Известны различные способы получения битумов, направленные на упучшение эксплуатационных свойств дорожных битумов, вырабатываемых в особенности из менее пригодных для производства битумов нефтей, таких как парафинистые, Эти способы прежде всего направлены на изменение условий производства, компаундирование разных сортов битумов, окисление остатков перегонки, прибавление полимеров и применение адгезионных присадок. Благодаря этому достигаются улучшения, приводящие к существенному повышению эксплуатационных свойств битумов, Для решения проблемы по адгезии необходимо применение специально подобранных поверхностно-активных веществ, которыми не всегда располагают в достаточном количестве или которые мало устойчивы к действию высокой термической нагрузки или оказывают неблагоприятное влияние на определенные реологические свойства битумов, Предлагаемая в патент ах ГДР

В 140466 и И - !40467 дополнительная добавка к битумам 0,1-3Е биолипидного экстракта или фосфатидов неблагоприятно сказывается на пенетрации битумов.

Описываемая в патентах ГДР

Ф 97222 и ll - 101420 добавка остатка фенолсодержащего экстракта в качестве адгезионной присадки приводит к повышению пенетрации и, кроме того, имеет вредные для здоровья послед55637 2 ствия. Применяемые также в качестве адгезионной присадки амины обычно имеются в ограниченном количестве, кроме того, они имеют низкую теплостойкость вследствие чего их можно прибавлять к битумам непосредственно перед переработкой битума, Наиболее близким к изобретению является способ получения битума

10 путем перегонки нефти или нефтяного остатка и в случае необходимости окисления получаемого остатка перегонки кислородом воздуха при нагревании (Гун Р. Б. Нефтяные битумы.

ls М.: Химия, 1973, с. 90).

Недостатком способа являются низкие эксплуатационные свойства и недостаточно высокий выход в случае использования парафинистых неф20 тей, 40

Целью изобретения является повышение качества битума.

Поставленная цель достигается согласно способу получения битума путем перегонки нефти или нефтяного остатка в смеси с 3-20 мас.7 на смесь биолипидного экстракта, полученного

30 экстракцией углеводородным растворителем биомассы процесса микробиологической ферментации углеводородов или выделенной из экстракта фосфатидной фракцией и в случае необходимости окисления получаемого остатка перегонки кислородом воздуха при нагревании, Используют биолипидный экстракт, содержащий мас.Е:

Фосфатиды 34,5

Глицериды 17,5

Свободные жирные кислоты 5,5

Углеводородная фракция с пределами выкипания 237377 С

Остальные составные части 2,5

Биолипидный экстракт получают как 0 побочный продукт при процессе микробиологической ферментации углеводородов на дрожжах или бактериях после экстракции биомассы низкокипящими растворителями. Указанный экстракт

55 содержит до 90 мас.г. фосфатидов, глицеридов и жирных кислот, а также других биогенных ингредиентов, растворенных в углеводородной фракции, 1255637

5,5

0,940

50

55 выкипающей, например, в пределах

237 377оС.

Фосфатидную фракцию получают из биолипидного экстракта преимущественно обработкой ацетоном, Переработку смеси в битум проводят известным образом путем атмосферной и вакуумной дистилляции и в случае необходимости окислением. При этом низкокипящие компоненты биолииидного экстракта выделяются вместе с нефтяными дистиллятами. Дистиллятные фракции по известным способам могут быть подвергнуты очистке и переработке, например, в топлива, котельные топлива или смазочные масла.

Процесс окисления можно осуществлять при более низких температурах и за более короткое время по сравнению с процессами, принятыми на 20 практике, Высококипящие составные части биолипидного экстракта удерживаются в остатках перегонки. Они способствуют повышению выхода битумов, и при возрастающей дефицитности сырья являются особенно выгодными, одновременно оказывают существенное влияние на улучшение эксплуатационных свойств битумов. 30

Возможно также применение парафинистой нефти и нефтей парафинового основания, переработка которых в высококачественные битумы способствует значительному расширению 35 сырьевой базы.

Битумы, вырабатываемые в соответствии с предлагаемым способом, обладают. высокой способностью адгезии к минеральным материалам, не оказы- 40 вая при этом отрицательного влияния на остальные показатели качества.

Дополнительное добавление адгезионных присадок к битумам не нужно.

Полученные таким образом битумы пригодны к непосредственному применению в дорожном строительстве, а также в производстве строительноизоляционных битумов и заливно-шпательных мастик. Кроме того, они могут использоваться для производства битумных эмульсий, применяемых в строительстве дорог и сооружений, как средство защиты от вьщувания и как стимулирующее средство роста при рекультивировании грунта или в сельском хозяйстве.

Пример 1. К 90 мас.% иракско-венесуэльской нефти, взятой в соотношении 1:1, добавляют 10 мас.% биолипидного экстракта, полученного при микробиологической ферментации на дрожжах нефтяного дистиллята, выкипающего в пределах 237-377 С, о и путем перегонки смеси получают битум. Применяемый биолипидный экстракт имеет следующий состав, мас.%:

Фосфатиды 34,5

Глицериды 17,5

Свободные жирные кислоты

Углеводороды с пределами выкипания 237-377 С 40,0

Остальные составные части 2,5

Пределы выкипания экстракта

Н.К. 220 С, К.К. 380 С.

Характеристика нефти.

Плотность при

20 С, г/см

Температура вспьппки, С 48

Влагосодержание, мас.% 0,8

Содержание солей, мг/л 52,4

Содержание серы, мас.% 2,6

Начало кипения С 74 о

Перегоняется, об.%: до 100 С 4 до 180 С 7 до 300 С 18

Условия получения битума: взято

1500 мл смеси; скорость отбора дистиллата приблизительно 80 мп/ч, кратность орошения 1:8. До 200 С перегоняют в атмосферном давлении, фракцию 200-350 С отбирают при о

10 мм рт. ст °, а фракцию 350-500 С . при I мм рт. ст.

Результаты переработки даны в таблице, Из количества введенного биолипидного экстракта в остатках перегонки остаются 14 мас.%, которые повышают выход битума °

При более низком содержании битума в нефти, например в советской, выход битума повышается на примерно

8 мас.%.

1255637

0,5

l5

50

Состав этой нефти следующий, Плотность при

20 С, г/см 0,904

Содержание воды, мас.X 5

Содержание солей, мг/л I09

Содержание серы, мас.% 2,56

Начало кипения, С 50

Выкипает, об.X: до 100 С 6 до 200 С 20 до 300 С 38

Содержание парафинов, мас.X 2

Условия перегонки и смешение с биолипидным экстрактом такие же, как в случае применения смеси иракско-венесуэльских нефтей.

Битум имеет температуру размягчения 40,2 С, (К и Ш), пенетрацию

186 10 мм.

Прочность сцепления при хранении в горячей воде 257 поверхности, при 25 испытании по методу кипячения 5% поверхности, Полученный битум имеет почти такие же реологические свойства, как из битума, полученного из чистой неф-30 ти, но по сравнению с последним обладает очень хорошей способностью сцепления. Пример 2. Смесь из 80 мас,7 нефти и 20 мас.X биолипидного экстракта подвергают перегонке, как в примере l остаток которой с пенетрацией 200 10 мм по известному способу подвергают окислению при 227 С. о

Использованная нефть имеет сле- 40 дующие свойства.

Плотность при 20 С г/см 0,911

Содержание солей, мг/л 135

Содержание серы, мас.7. 2,64

Содержание воды„ мас,7 0,7

Начало кипения, С 54

Выкипает, об,X: до 100 С Я до 200 С 21 до 300 С 34

Содержание парафинов, мас, 7. 2,06

Полученный окисленный битум имеет температуру (К и Ш), 86 С, пенетрацию 42 10 мм, температуру хрупкости по Фраасу -22 С.

Пример 3. Иэ смеси, состоящей из 85 мас.X остатка атмосферной нефтеперегонки, имеющего К и Ш 30 С и пенетрацию 500>10 мм и 15 мас.7 биолипидного экстракта, перегонкой при давлении 1,33 10 Па получают битум марки Б 200, который имеет температуру размягчения (К и Ш)

39,0 С, пенетрацию 176 ° 10 мм, Прочность сцепления при хранении битумной пробы в горячей воде 957 поверхности (обволакивание поверхности минерала), при испытании по методу кипячения 95% поверхности (обволакивание поверхности минерала), По сравнению с этим остаточный битум без биолипидного экстракта имеет прочность сцепления при хранении битума в горячей воде 10% поверхности (обволакивание поверхности минерала), при испытании по методу кипячения 57 поверхности (обволакивание поверхности минера-. ла) °

Пример 4, Смесь на 97 мас.7 остатка перегонки нефти парафинового основания и 3 мас.X фосфатидной фракции подвергают перегонке до по- . лучения битума Б 200. (Остаток нефти имеет вязкость при

80 С 3,6 ° 10 МПа ° с, при 100 С 8,1" 10 MIIa при 120 С 2,7 10 МПа, при 140 С 1,2 10 МПа.

Полученный битум имеет температуру размягчения (К и Ш) 40,2 С, пенетрацию 186 10 мм, температуру

-f о хрупкости по Фраасу -18 С.

Прочность сцепления при хранении бутумной пробы в горячей воде (обволакивание поверхности минерала)

l0O% поверхности, по методу кипячения (обволакивание поверхности минерала) 95% поверхности.

1255637

Показатели для битума

Характеристики

50,8

Выход (считая на нефть), 7 49,4

Температура размягчения, С (К и Ш) 41,6

40,6

-(Пенетрация, 10 мм

143

146

Прочность сцепленияp Й

100

Составитель Е. Горлов

Техред Л.Олейник

Редактор Н. Гунько

Корректор И. Эрдейи

Заказ 4787/29 Тираж 482

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Хранение битумной пробы в горячей воде (обволакивание поверхности минерала) Испытание кипячением (обволакивание поверхности минерала) полученного из одной нефти полученого по предлагаемому способу