Способ получения битума
Иллюстрации
Показать всеРеферат
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