способ получения битума

Формула изобретения

1. Способ получения битума, включающий вакуумную перегонку мазута с получением гудрона, который затем подвергают окислению кислородом воздуха при повышенной температуре с получением целевого продукта, отличающийся тем, что вакуумную перегонку мазута осуществляют при остаточном давлении верха колонны 30 - 50 мм рт.ст. и по крайней мере 70% полученного утяжеленного гудрона перед окислением смешивают с органическими добавками до достижения его условной вязкости 40 - 120 с при 80^oC и глубины проникновения иглы при 25^oC 400 - 480 0,1 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в целевой продукт вводят утяжеленный гудрон в количестве до 30 мас.%.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве органических добавок используют концентраты полиароматических углеводородов, представляющих собой продукты переработки нефти.

4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что окисление осуществляют при температуре 240 - 270^oC и избыточном давлении 0,005 - 0,3 МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно, к способу получения битума.

Известно, что одним из основных способов получения битума является окисление кислородом воздуха различных нефтяных остатков (мазутов, гудронов, полугудронов, асфальтов деасфальтизации, экстрактов селективной очистки масел, крекинг-остатков или их смесей) при температуре 180 - 300^oC.

(Гун Р.Б. "Нефтяные битумы", Москва, Химия, 1973, с. 90).

Так, например, известен способ получения битума путем окисления тяжелого нефтяного гудрона в смеси с мазутом высокопарафинистой нефти, имеющим начало кипения 300 - 320^oC, или нефтеотходом от транспортировки и хранения высокопарафинистой нефти в количестве 10 - 50 мас.%.

(Авторское свидетельство СССР N 899632, C 10 C 3/04, 1982).

При использовании известных способов качество получаемого битума зависит от природы нефти и содержания в ней асфальто-смолистых веществ.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения битума, включающий обезвоживание и обессоливание нефти, атмосферную перегонку, вакуумную перегонку остаточного продукта с получением фракций, выкипающих до 370 - 400^oC, которые затем подвергают окислению кислородом воздуха при температуре 250^oC с получением целевого продукта.

(Авторское свидетельство СССР N 859418, C 10 C 3/04, 1981).

Недостатком этого способа также является большая зависимость качества целевого продукта от природы перерабатываемой нефти. При переработке высокопарафинистых нефтей известным способом невозможно получить твердые битумы, в частности, улудшенные сорта дорожных битумов марки БНД и БДУ, так как они не соответствуют требованиям по показателю пластичности и термоокислительной стабильности.

Задачей изобретения является разработка способа получения битума, в том числе улучшенных марок дорожного битума, в том числе улучшенных марок дорожного битума, при переработке парафинистых нефтей, а также расширение ассортимента получаемых битумов.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения битума, включающий вакуумную перегонку мазута при остаточном давлении верха колонны 30 - 50 мм рт.ст. с получением утяжеленного гудрона, по крайней мере 70% которого смешивают с органическими добавками до достижения его условной вязкости 40 - 120 с при 80^oC и глубины проникновения иглы при 25^oC 400 - 4800,1 мм и последующего окисления подготовленной смеси с получением целевого продукта.

Причем при необходимости в целевой продукт можно вводить до 30 мас.% утяжеленного гудрона.

При подготовке утяжеленного гудрона к окислению его предлагается смешивать с органическими добавками, в качестве которых используют концентраты полиароматических углеводородов, представляющих собой такие продукты переработки нефти как экстракты селективной очистки масляных фракций, крекинг-остатки, смола пиролиза, затемненный вакуумный газойль, асфальтиты от процесса деасфальтизации и др.

Окисление подготовленного утяжеленного гудрона осуществляют кислородом воздуха в стандартных условиях: температуре 240 - 270^oC и избыточном давлении 0,005 - 0,3 МПа.

Отличие заявляемого технического решения от известного состоит в условиях подготовки сырья для окисления, а именно: заданное значение остаточного давления в колонне при осуществлении вакуумной перегонки мазута и смешение утяжеленного гудрона с органическими добавками до определенных значений показателей условной вязкости и глубины проникновения иглы.

Осуществление вакуумной перегонки мазута в заявленных условиях позволяет получить гудрон со значениями условной вязкости не менее 50 - 60 с. Однако из такого гудрона традиционным методом окисления практически невозможно производить дорожные битумы даже по ГОСТ 22945-90.

Заявленный интервал показателей качества, контролируемых на потоке, позволяет стабильно (даже при колебании качества нефти) получать в условиях стационарного режима окисления необходимую марку битума с улучшенными характеристиками по показателям пластичности и термоокислительной стабильности.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет получать ассортимент битумов за счет того, что смешению с концентратами полиароматических углеводородов подвергают по крайней мере 70% утяжеленного гудрона с получением самой твердой марки дорожного битума (например, БДУ 50/70), часть которого затем смешивают с утяжеленным гудроном, не подвергнутым окислению, и получают дополнительно битумы марки БДУ 70/100 и/или БДУ 100/130 в зависимости от количества введенного утяжеленного гудрона.

Таким образом, только использование всей совокупности отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу: достижение необходимого уровня эластичности и термоокислительной стабильности всего ассортимента улучшенных дорожных битумов, минимально завися от типа перерабатываемой нефти.

Существо предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Мазут, полученный при переработке смеси западно-сибирских нефтей подвергают перегонке на установке АВТ-3 при остаточном давлении верха колонны 50 мм рт.ст.

Отобранный с низа колонны утяжеленный гудрон имеет следующие характеристики:

1. Плотность при 20^oC, г/см³ 0,998

2. Температура размягчения по КиШ,^oC 34,0

3. Вязкость условная ВУ₈₀⁵, с 120

4. Температура вспышки, ^oC > 230

5. Фракционный состав: ^oC

НК 480

10% 500

6. Пенетрация при 25^oC0,1 мм 315

Гудрон поступает на узел подготовки сырья для смешения с 6 мас.% затемненной вакуумной фракции (III циркуляционное орошение на вакуумной колонне), условная вязкость которой составляет 14 с. Контролируемые при этом показатели подготовленного сырья: пенетрация при 25^oC=4700,1 мм и ВУ₈₀⁵=45 с. Процесс смешения осуществляют в резервуаре методом многократной циркуляции при температуре 100-150^oC.

Подготовленное сырье поступает в окислительную колонну, где при стандартном режиме:

1. Температура, ^oC:

- сырья на входе 190

- воздуха 50

- верха колонны 200

- низа колонны 260

2. Расход:

- сырья 16,5 м³/ч

- воздуха 162 нм³/т сырья

3. Выход битума 98% на сырье,

получают битум, полностью соответствующий марке БДУ 50/70 (см. табл.1).

Пример 2.

Способ осуществляют в условиях примера 1. Полученный битум марки БДУ 50/70 компаундируют с утяжеленным гудроном. Показатели качества компаундов приведены в примере 1. Процесс компаундирования также проводят методом многократной циркуляции при температуре 100 - 150^oC.

При этом получают марки битумов, приведенные в табл.2.

Приведенные примеры подтверждают, что предлагаемый способ позволяет получать в ассортименте улучшенные сорта дорожного битума.