Способ получения битума

Способ получения битума

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: нефтепереработка. Сущность: нефтяной гудрон окисляют кислородом воздуха при нагреве в присутствии отработанного катализатора процесса получения серного ангидрида, содержащего оксиды ванадия и калия на диамитовой земле, взятого в количестве 0,1-1,0% от массы гудрона . 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((1) (51)5 С 10 С 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904284/04 (22) 22.01.91 (46) 15,09.92. Бюл, № 34

{71) Институт физико-органической химии

АН БССР (72) Ю.Г.Егизаров, Т.С.Петкевич, Б.Х.Черчес, В.Г,Тетерук, К.Г,Чесновицкий, В.М.Якубяк, В.M.Êàäóíèí, Ю.А.Кутьин, С;Л.Александрова, Л.С.Измайлова, Т,А.Новицкая и Л.Л.Потапова (56) Авторское свидетельство СССР № 1214719, кл, С 10 С 3/04, 1986, Патент СЩА

¹ 3258419, кл. 208 — 44, 1966.

Гун P.Á. Нефтяные битумы,- M.: Химия, 19Т3, с,157-160.

Изобретение относится к способам получения битумов путем окисления нефтяного гудрона и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ получения битума путем окисления гудрона в присутствии 0,4 мас.% смеси оксидов железа, хрома, цинка, кадмия и никеля, Недостатком известного способа является высокое содержание поливалентных металлов в добавляемом катализаторе, что приводит к снижению стойкости получаемых битумов к окислительному старению, Кроме того, выход битума составляет 77 — 80 мас.% за счет протекающих под действием поливалентных металлов процессов крекинга и образования значительного количества летучих компонентов.

Известен также способ получения битума путем окисления гудрона в присутствии фосфорной кислоты с растворимыми в ней солями металлов, таких как ванадий, железо (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА (57) Использование: нефтепереработка.

Сущность: нефтяной гудрон окисляют кислородом воздуха при нагреве в присутствии отработанного катализатора процесса получения серного ангидрида, содержащего оксиды ванадия и калия на диамитовой земле, взятого в количестве 0,1 — 1,0% от массы гудрона. 3 табл. алюминий и др., взятых в количестве 5 — 15 мас. /, в расчете на оксиды.

Недостатком известного способа является невысокая активность катализаторов, в результате чего для получения битума гудрон окисляют около 10 ч. Кроме того, для окисления используют большие количества солей металлов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ приготовления битума путем окисления гудрона кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализатора, в качестве которого используют пентаоксид ванадия, Недостатками известного способа являются невысокая активность катализатора, в результате добавления 2 мас.% катализатора время окисления гудрона сокращается в

1,2 раза по сравнению с некатализирован1761775 ным окислением, а выход битума не превышает 80 .

Целью технического решения является ускорение процесса окисления гудрона и повь шение выхода битума.

Пп".тавленная цель достигается тем, что, согласно способу получения битума путем окисле:;:,:я нефтяного гудрона кислородом воздуха г:ри нагревании в присутствии катализатора, в качестве катализатора используют отработанный катализатор процесса получения серного ангидрида, взятый в количестве 0,1 — 1,0 от массы гудрона.

Отработанный катализатор процесса получения серного ангидрида представляет собой гранулы цилиндрической формы размером 5х15 мм и содержит в своем составе оксиды ванадия и калия, нанесенные на носитель — диатомитовую землю, при следующем соотношении компонентов, мас,, Пентаоксид ванадия 5,0 — 6,5

Оксид калия 2,0-2,2

Диатомитовая земля Остальное

Отличительным признаком способа является использование в качестве катализатора отработанного в процессе получения серного ангидрида катализатора, содержащего оксиды ванадия и калия, нанесенные на диатомитовую землю.

Способ окисления гудрона в присутствии катализатора, представляющего собой отработанный катализатор процесса получения серного ангидрида, содержащий оксиды ванадия и к-лия на носителе, в патентной и научной литературе не описан, Этот катализатор в других процессах не использовался.

В присутствии 0,1 — 1,0 мас. /, предлагаемого катализатора время окисления нефтяного гудрона сокращается в 1,1 — 1,3 раза по сравнению с прототипом. Использование предлагаемого катализатора позволяет также повысить выход битума. Так, в присутствии 0,1 — 1,0 мас. предлагаемого катализатора выход битума составляет 87—

90, что на 7 — 10 выше по сравнению с прототипом.

Способ получения битума с использованием отработанного катализатора процесса получения серного ангидрида иллюстрируется примерами.

Пример 1, В металлический лабораторный реактор, снабженный мешалкой и электронагревателем, загружают 4 кг нефтяного гудрона, имеющего условную вязкость С во=-19 с, и, при постоянном перемешивании, 1,0 мас, (0,04 кг) измельченного отработанного катализатора процесса получения серного ангидрида, содержащего 2,2 мас, / оксида калия и 5,0

55 мас. пентаоксида ванадия. Затем полученную смесь продувают воздухом со скоростью 40 л/ч, поддерживая температуру окисления 240 С в течение 3,5 ч, Первую пробу битума отбирают через 90 мин, а последующие через каждые 30 мин и определяют их характеристики по стандартным методикам: глубину проникания иглы при

25 С (ГОСТ 11501), температуру размягчения "по кольцу и шару" (ГОСТ 11506), температуру хрупкости (дополнение к ГОСТ

22245).

Пример 2, Окисление гудрона проводят аналогично способу, описанному в примере 1, с тем отличием, что загружают 0,5 мас. катализатора, содержащего 2,0 мас, оксида калия и 6,5 мас. / пентаоксида ванадия.

Пример 3 — 5, Окисление гудрона проводят аналогично способу, описанному в примере 1, с тем отличием, что загружают

0,1, 0,05 и 2,0 мас, / катализатора.

Пример 6. Окисление гудрона проводят аналогично способу, описанному в примере 1, с тем отличием, что окисление проводят без катализатора.

Результаты испытаний битумов, полученных по примерам 1 — 6, приведены в табл.1 — 3.

Как видно изданных табл,1,2, оптимальным пределом добавок катализатора является 0,1 — 1,0 мас,, так как при добавлении катализатора менее 0,1 мас, процесс окисления резко замедляется, а увеличение количества катализатора выше 1,0 мас. не сопровождается дальнейшим ускорением процесса.

Из данных табл.1 — 3 следует, что применение в качестве катализатора окисления нефтяного гудрона отработанного катализатора получения серного ангидрида позволяет в 1,1 — 1.3 раза сократить время окисления, снизить в 40-400 раз количество входящего в состав катализатора ванадия и повысить выход битума на 10 — 14 отн, по сравнению с прототипом. Кроме того, способ дает возможность решить вопросы, связанные с охраной окружающей среды, Формула изобретения

Способ получения битума путем окисления нефтяного гудрона кислородом воздуха при нагревании в присутствии катализатора, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения времени окисления и повышения выхода битума, в качестве катализатора используют отработанный катализатор процесса получения серноrîo а нHг и д р и д а, содержащий оксиды ванадия и калия на диамитовой земле, взятый в количестве 0,11,0 / от масс ы гудрон а.

1761775

Таблица1

Зависимость глубины проникания иглы при 25 С (П28, 0,1 мм) от времени окисления гудрона в присутствии различных количеств катализатора

Таблица2

Время, затраченное на получение битума с одним и тем же значением

П25, мин

Показатель по и име

Прототип

137

143

184

137

210

177

166

158

196

224

160

234

210

Таблица3

Параметры процесса и характеристика полученных образцов битума

Прототип

Показатель по примеру

Характеристика

1 ) 2 () 1 4 ) 5

Время окисления, мин 180!

8о г!ю! ео 240

240

0,5

2,0

2,0 о,!

0,05 0,033 0,005

0,1

2,0

54 57

60

52

50

-18

-19

"17

Выход битума,мас.3, 87

ЕЗ 79

П25, 0,1 мм

Количество катализатора, мас.т 1,0

Количество Ч20э, мас. Ф

Глубина проникания иглы при 25 С, 0,1 мм

Температура размягчения по "кольцу и ша51

Температура хрупкости, С -19

0,05 о,ааз

-16,5

Е9