способ получения битума из кислого гудрона

Формула изобретения

Способ получения битума из кислого гудрона, включающий его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемые электрохимическим способом, отличающийся тем, что на стадии окисления дополнительно вводится модифицирующая добавка - омагниченный нефтепродукт в количестве 1-10 мас.%, включающий следующие компоненты: магнетит Fe₃O₄, керосин и олеиновая кислота.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов путем переработки отхода нефтемаслозаводов, образующихся при очистке дистиллятных масел концентрированной серной кислотой или олеумом. В настоящее время этот продукт, так называемый кислый гудрон (КГ), разной степени кислотности сбрасывают в пруды-накопители, где с течением времени происходит вымывание кислоты атмосферными осадками, а также выделение SO₂ и SO₃. В результате этого загрязняются водный и воздушный бассейны. Утилизация КГ решает важную задачу по созданию безотходного производства и охране окружающей среды.

Известен способ получения битума путем смешения кислых отходов нефтепереработки с нагретыми высококипящими нефтепродуктами, с получением реакционной массы и газобитумной пены, с последующим ее разрушением. Но данный способ не нашел применения из-за сложного и дорогостоящего аппаратурного оформления (А.с. СССР. № 973589, Кл. С10С 3/04, авт. А.Д.Рудковский и др., 1982 г.).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения битума из кислого гудрона, включающий его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемые электрохимическим способом с проведением разогрева кислого гудрона, нейтрализации и окисления в одном аппарате (Патент РФ № 2005106623. Способ получения битума из кислого гудрона электрохимическим способом. Кл. С10С 3/04, 2006 г.).

Задача изобретения - получение битума из КГ с характеристиками строительного битума.

Поставленная задача решается путем электрохимического окисления КГ с применением модифицирующей добавки - омагниченного нефтепродукта в количестве 1-10 мас.%, которая вводится на стадии окисления.

За счет использования электропроводящих свойств кислого гудрона и проведения разогрева КГ, нейтрализации и окисления в одном аппарате с использованием модифицирующей добавки получаем битум с характеристиками строительного битума.

Электроды помещаются непосредственно в массу кислого гудрона, на них подается напряжение переменного (50 В) или постоянного (24 В) тока. Сила тока составляет 12 А. Температура проведения процесса окисления 97°C. Данный процесс сопровождается интенсивным выделением водорода на поверхности катода, который выполняет роль флотирующего газа. Таким образом, за счет диффузии водорода происходит перемешивание кислого гудрона и осуществляется нейтрализация кислых компонентов. На аноде происходит выделение атомарного кислорода, который является сильнейшим окислителем. В качестве модифицирующей добавки на стадии окисления вводится омагниченный нефтепродукт (о/н), содержащий в своем составе маслоотход, после очистки воды с помощью магнитной жидкости. Состав данной модифицирующей добавки представлен в таблице 1 (соотношение магнитная жидкость: поглощенный маслоотход - 20:80 мас.%).

Таблица 1.
Состав о/н	Показатель
Магнитная жидкость:
Магнетит Fe3O4, мас.%	15
Керосин, мас.%	80
Олеиновая кислота, мас.%	5
Намагниченность насыщения о/н, кА/м	2,4
Поглощенный маслоотход, мас.%	80

Модифицирующая добавка на основе о/н позволяет сократить процесс электрохимического окисления КГ и расширить эксплуатационные характеристики получаемого битума. В итоге благодаря электропроводности кислого гудрона и с применением модифицирующей добавки в течение 60 мин удается получить окисленный битум с показателями, соответствующими битуму нефтяному строительному БН 70/30 (ГОСТ 6617-76*)(табл.2).

ПРИМЕР 1. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона без добавок о/н, в течение 60 мин, при температуре процесса 97°C.

ПРИМЕР 2. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 1 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 97°C.

ПРИМЕР 3. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 3 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 97°C.

ПРИМЕР 4. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 5 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 97°C.

ПРИМЕР 5. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 7 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 98°C.

ПРИМЕР 6. В качестве исходного сырья используют КГ с кислотным числом 58,5 мг КОН/г гудрона, проводим процесс электрохимического окисления кислого гудрона в присутствии модифицирующей добавки - о/н, в количестве 10 мас.% (модифицирующая добавка вводится в начале процесса), в течение 60 мин, при температуре процесса 97°С.

Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 2.

Таблица 2.
Результаты эксперимента получения битума строительного с различным содержанием модифицирующей добавки - омагниченный нефтепродукт (о/н) и без нее.
Наименование показателя	Битум из кислого гудрона, модифицированный о/н (мас.% добавляемого о/н)	Битум нефтяной строительный БН 70/30 ГОСТ6617-76*
0%	1%	3%	5%	7%	10%
1. Глубина проникания иглы, при 25°С, 0,1 мм	244	24	5	29	30	32	21-40
2. Температура размягчения по кольцу и шару, °С	43	71	74	54	53	52	70-80
3. Мас. доля водорастворимых соед., %	0,33	0,35	0,33	0,36	0,31	0,33	0,30
4. Массовая доля воды, %	Следы
Температура вспышки °С, не ниже	232	243	246	245	244	243	230
Растяжимость при 25°С, см, не менее	-	11,4	11,2	11,3	8,8	6,4	3

Таким образом, использование омагниченного нефтепродукта в качестве модифицирующей добавки в количестве 1-10 мас.% позволяет получить битум, по своим показателям соответствующий строительному битуму (Битум нефтяной строительный БН70/30 ГОСТ 6617-76*).