способ получения битума из кислого гудрона
Классы МПК: | C10C3/04 продувкой и(или) окислением |
Автор(ы): | Филиппова Ольга Павловна (RU), Макаров Владимир Михайлович (RU), Сыроварова Анна Михайловна (RU), Фролова Елена Александровна (RU), Калаева Сахиба Зияддин Кзы (RU), Лузев Виктор Федорович (RU), Мурашова Татьяна Николаевна (RU), Макаров Михаил Михайлович (RU), Ерехинская Анна Геннадьевна (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-07-01 публикация патента:
10.11.2009 |
Изобретение относится к производству строительных материалов путем переработки отхода нефтемаслозаводов. Изобретение относится к способу получения битума из кислого гудрона, включающему его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемое электрохимическим способом, на стадии окисления дополнительно вводится модифицирующая добавка - нефтесодержащий отход в количестве 5-30 мас.%, включающий следующие компоненты: парафин, сырую нефть. 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*). 1 табл.
Формула изобретения
Способ получения битума из кислого гудрона, включающий его разогрев, нейтрализацию и окисление, осуществляемое электрохимическим способом, отличающийся тем, что на стадии окисления дополнительно вводится модифицирующая добавка - нефтесодержащий отход в количестве 5-30 мас.%, включающий следующие компоненты: парафин, сырая нефть.
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, 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 - нефтесодержащего отхода, образующегося после зачистки нефтепроводов, в количестве 5-30 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°С. 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 нефтесодержащий отход, образующийся после зачистки нефтепроводов и содержащий в своем составе:
Парафин | 50-60%; |
Сырая нефть | 50-40%. |
Модифицирующая добавка на основе нефтесодержащего отхода позволяет получить продукт, стойкий к многократному термическому воздействию (разогрев-остывание), 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.1).
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 нефтесодержащего отхода, в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
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 - нефтесодержащего отхода - в количестве 5 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
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 - нефтесодержащего отхода - в количестве 10 мас.% (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
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 - нефтесодержащего отхода - в количестве 15 мас.% (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
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 - нефтесодержащего отхода - в количестве 20 мас.% (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 98°С.
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 - нефтесодержащего отхода - в количестве 30 мас.%, (модифицирующая добавка вводится в начале процесса) в течение 60 мин при температуре процесса 97°С.
Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 1.
Таблица 1. | |||||||
Результаты эксперимента получения битума строительного с различным содержанием модифицирующей добавки - нефтесодержащего отхода (н/о) | |||||||
Наименование показателя | Битум из кислого гудрона, модифицированный н/о (мас.% добавляемого нефтесодержащего отхода) | Битум нефтяной строительный БН 70/30 ГОСТ 6617-76* | |||||
0% | 5% | 10% | 15% | 20% | 30% | ||
1. Глубина проникания иглы при 25°С, 0,1 мм | 244 | 34 | 31 | 29 | 23 | 21 | 21-40 |
2. Температура размягчения по кольцу и шару, °С | 43 | 71 | 74 | 76 | 78 | 80 | 70-80 |
3. Масовая 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 нефтесодержащего отхода в качестве модифицирующей добавки в количестве 5-30 мас.% позволяет получить битум, по своим показателям соответствующий строительному битуму (Битум нефтяной строительный БН70/30 ГОСТ 6617-76*).
Класс C10C3/04 продувкой и(или) окислением