Способ приготовления дорожного вяжущего

Способ приготовления дорожного вяжущего

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: дорожно-строительные материалы. Сущность изобретения: вяжущее для дорожного строительства готовят путем окисления смеси, содержащей, мзс,%: крекинг-остаток 5-20, талловый пек 2-10 и нефтяной вакуумный гудрон остальное . За счет использования данной смеси увеличивается производительность установок , снижаются энергозатраты и расширяется сырьевая база. 2 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК-

ГосудАРственнОе пАтентное

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР ) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1 (21) 4866799/ЗЗ (22) 17.09.90 (46) 23.12.92. Бюл. М 47 (71) Институт биоорганической химии и неф-: техимии AH УССР (72) Л.Н,Шкарапута, В;В.Даниленко, А.S.Табаков, Ц.Т.Скляр, Л,Д.Новицкая, Р.M.Màòoлич и А.M.Ãåðèé

{56) Захаров B.А; и др. Использование вяжущего. составленного из нефтяного гудрона и древесного пека. — Сб, Совершенствование технологии строительства асфальтобетонных и других черных покрытий. — M.:

1981, с,47-51.

Корчагина.В.И. Сравнительное исследо.вание дорожных битумов иэ гудронов и крекийг-остатков и рекомендации по расширению сырьевых ресурсов для битумного производства. Автореферат кандидат- . ской диссертации. Одесса, 1966, с.11.

Предлагаемое изобретения относится к технологйи дорожно-строительных материалов и может быть использовано в производстве дорожных покрытий.

Известен способ производства дорожного вяжущего из нефтяных гудронов. Спо.соб заключается в смешении нефтяного гудрона с 5-20 g, таллового пека. Добавление последнего приводит к некоторомуувеличению вязкости вяжущего (введение 20 пека увеличивает вязкость гудрона п ри 600С на 25-30 jf ) и улучшает адгеэию вяжущего к агрегатному материалу. Недостаток споСоба заключается в необходимости использовать еысоковязкие гудроны, получаемые:8 результате глубокого отгона дистиллятных фракций, что приводит к увеличению энер» Ж«1782981 А1 (я)5 С 08 95/00, С 10 С 3/04, С 04 В 26/26 - с (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ДОРОЖНОГО ВЯЖУЩЕГО (57) Использование: дорожно-строительные материалы. Сущность изобретения: анжущее для дорожного строительства готовят путем окисления смеси, содержащей, мас, Д: крекинг-остаток 5-20, талловый пек

2-10 и нефтяной вакуумный гудрон остальное. За счет использования данной смеси увеличивается производительность устайовок, снижаются энергозатраты и расширяется сырьевая база. 2 табл, 1 гозатрат и уменьшению выхода на нефть сырья для производства вяжущих. )

Наиболее близким к предлагаемому 0 способу является окисление воздухом смеси нефтяного гудрона и крекинг-остатка. Ведостаток вяжущего, получаемого этим М способом при переработке малосернистых Ю парафинистых нефтей, заключается в низкой адгезии к минеральному материалу и повышенной температуры хрупкости.

Целью изобретения является.повышение производительности битумных установок, расширение сырьевой базы производства дорожных вяжущих за счет продуктов переработки малосернистых парафинистых нефтей и снижение удельных энергозатрат.

i in 381

37-55

16 — 30

10-16

Поставленная цель достигается путем окисления воздухом в битумных кубах смеси, состоящей, мас.%:

Крекинг-остаток 5 — 20

Талловый пек 2 — 10 5

Вакуумный гудрон Остальное

В зависимости и состава сырья и режима приготовления вяжущее обладает следующими характеристиками:

Глубина проникания иглы при 25оС, в0,1 мм 40-300

Температура размягчения, С

Температура 15 хрупкости, С 15 — 40

Температура вспышки не ниже, С 220

Сцепление с песком и мрамором Выдерживает 20

Предложенное решение отличается от известного тем, что окислению воздухом подвергают смесь, содержащую кроме гудрона и крекинг-остатка до 10% таллового, пека. Это позволяет улучшить пластичные 25 свойства вяжущего, улучшить его сцепление с поверхностью минерального материала, Продолжительность цикла окисления при той же температуре и количестве подавае. мого воздуха сокращается в 1,6 — 3 раза. 30

Нефтяной гудрон — остаточный продукт переработки нефти. Групповой состав гудрона, %:

Смолы

Асфал ьте н ы 35

Метано-нафтеновые углеводороды 34-38

Ароматические углеводороды 30-51

Вакуумный гудрон парафинистых неф- 40 тей используют преимущественно в качестве котельного топлива и сырья для производства нефтяного кокса. В связи с резким ростом потребности в материалах для дорожного строительства {в УССР пре- 45 дусмотрено нарастить производство дорожных B >KyU1 x ро 2,5 млн. т/roy), ryppov является одним из перспективных источников получения дорожных материалов.

Крекинг-остаток — побочный продукт 50 термического крекинга нефтяного сырья в производстве олефинов — многотоннажного полупродукта в ряде нефтехимических производств. Обладает повышенным содер>канием полициклической ароматики. 55 асфальтенов, Содержит, мас. долях:

Масел 0,5-0,7

Смол 0,15 — 0,26

Асфальтенов 0,08 — 0,2

Карбенов и карбоидов до 0,01

Крекинг-остаток используют в качестве сырья для получения нефтяного кокса и в качестве котельного топлива.

Талловый пек — отход переработки древесины (преимущественно смесь жирных и смоляных кислот).

Процесс производства битума основан на протекании реакций неполного окисления углеводородов, дегидроконденсации, деалкилирования и направлен в сторону образования полициклической ароматики, смол, асфальтенов, карбенов и карбоидов.

На начальной стадии битумизации процесс протекает медленно, с незначительным адиабатическим разогревом. По мере накопления продуктов окисления происходит автоматическое ускорение реакции. Введение и гудрон таллового пека и крекинг-остатка позволяет исключить индукционный период и резко, в 2-4 раза, сократить продолжительность битуминизации. При окислении гудрона малосернистых парафинистых нефтей полученное вяжущее обладает неудовлетворительным сцеплением с минеральным материалом, что практически исключает его использование в качестве материала для дорожного строительства. Недостаточна так>ке адгезия вяжущего из смеси гудрона с крекинг-остатком, При окислении смеси гудрона с талловым пеком улучшение сцепляемости достигается только при содержании таллового пека свыше 12 — 15%.

Окисление смеси, включающей кроме гудрона талловый пек и крекинг-остаток, позволяет резко улучшить адгезию вяжущего при значительном сокращении продолжительности окисления.

Вяжущее готовили следующим образом.

В обогреваемом реакторе готовят при перемешивании реакционную смесь и при температуре 240-360 С барботируют через него воздух. Через 20-30 мин отбирают и анализируют пробы вяжущего.

Вакуумный гудрон и крекинг-остаток— остаточные продукты переработки смеси парафинистых малосернистых нефтей на основе битковской нефти (Дрогобычский

Н ПЗ). Талловый пек — продукт переработки древесины.

Примеры, иллюстрирующие предложенное изобретение, приведены в табл.1. тр, мин — продолжительность реакции до достижения вяжущим проницаемости иглы П25, в 0,1 мм 105 -10

t — температура окисления, С

tp.— температура размягчения, С 4p TåMïåðàòóðý хрупкости по Фраасу, С

1782981

Т а б л и ц а 1

Влияние состава сырья и режима на характеристики вяжущего с, c

tp,c мин

Состав

Состав мас о, Сцепляемость по образцу

N 2

Г Крекинг- Талловый остаток пек

Известные

240 1100

260 900

260 750

240 640

240 630

240 900

240 630

59 "31 H

62. -26 Н

54 -18 Н

53 -21 Н

46 -12 и

58 -32 Н

57 -35

1 100

2 : 100

3 90

4 90

5 90

6 90

7 85

20

15

Предлагаемые

9

1Î

11

12

13

14

2

61 -30

59 -42

60 -35

55 -33

57 -35

62 -38

59 -40

63 . -37

В

В

В

В

В

В

В

240 750

240 420.

240 330

260 240

260 220

260 240

250 300

250 330

93

5

1D

Сцепляемость с песком по образцу N 2

ГОСТ 11508-74 Н вЂ” не выдерживает, В— выдерживает.

Как видно из приведенных примеров, введение как крекинг-остатка, так и таллового пека способствует сокращению продолжительности битуминизации на

20-40%. Полученное вяжущее обладает недостаточным сцеплением с песком и повышенной температурой хрупкости. Вяжущее, полученное из бинарной смеси гудрона с талловым пеком более пластично при низких температурах, однако талловый пек в меньшей степени влияет на сокращение продолжительности окисления. Введение в вакуумный парафинистый гудрон крекингоСтатка с талловым пеком позволяет в несколько раз интенсифицировать процесс и получить вяжущее, обладающее высокой морозостойкостью и улучшенной адгезией к минеральному материалу. Значительное сокращение продолжительности окисления до достижения заданной пенетрации Il0380ляет значительно сократить знергозатраты и в 2 — 4 раза увеличить производительность битумных установок.

На полученных вяжущих приготавливали асфальтобетонные смеси, содержащие в

5 качестве наполнителя фракцию гранита 0— мм. Полученные данные приведены в табл.2.

Формула изобретения

10 Способ приготовления дорожного вяжущего путем окисления смеси крекингостатка и нефтяного вакуумного гудрона, отл ичающийся тем, ро,с целью увеличения производительности ус15 тановок, расширения сырьевой базы и снижения энергозатрат, в смесь дополнительно вводят талловый пек при следующем соотношении компонентов, мас. :

Крекинг-остаток 5-20

20 Талловый пек 2 — 10

Нефтяной вакуумный гудрон Остальное

1782981

Таблица 2

Характеристики асфальтобетонов на основе полученных вяжущих "

» авве » ее «вюююаа ° аеювеаеаею»»В»ееюаеюев»»»а««в»вю»а« юю«вю»а ° ае»is »»а««ею»аваев«а»»»»юва»»«на«авва«в»ее»» юе ю»евю » а«

Показатель, Образцы

I» ю»г»»» аааа « »а» юю» е»ю Ь »а » » ее ю» » » » » ат юю,юю ю ю »ае» ю»» ю» аа» ю»» ю.ветг»» ю ю ю ° 3 6 7 8, 9 ..-г. 10 11 13 юаеюю»Ю»ю»юю»»ююююю»ава»»»ю»»etюю»»а«ее»» ею«в»»ююеваа»Ю»юю»»ее»«в»»ка»аваев ю»юаевв»юю»»е Ев

Предел йроччости при сжатии, ИПа при 20 С 3,0 3,2 4,5 4,7 4,7 5,1 ..5,4 5,0 5,2

Водонасьщение, об.Ф

Набуханйе:, обА

Коэффициент водо" стойкости

° юююаеююю»в»«ею»в»а юав»в»ее»»вава»»»»аква»ее»»»»«вввваеююв еювеююаеююювееевюавевюавфвиюаеаа»»«и»ею« » в«а«»» °

Редактор С. Кулакова

Заказ 4490 . . Тираж . Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/6

Проиаводотвенно икдотекаокид комбинат "Патент". г. ужгород, ук Гвкккиаие. г 01 водонасыценных при 20 С прй. 50 С

2,7 2,9 4,1 4,3 .4,35 4,8 55,1 4,6 4,8

2р5 . 2)4 2,2 2,& 2 9 2,6 2 7 .2,7 2,8

2,О 1,8 1,8: 1,8 1,7 1,6 1,6 1,7 1,60,4 0,4 0,3 0,3 о,3 0,4 0,25 0,3 0,4

О 90. 0 91 0 92. 0 92 0 93 Ок94 0 95 0 92 0,92

Составитель Л. Шкарапута

Техред М.Моргентал . Корректор Н; Слободяник