СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПАУНДИРОВАННОГО БИТУМА
METHOD FOR OBTAINING COMPOUNDED BITUMEN

Изобретение относится к способу получения компаундированного битума из остатков перегонки нефти (гудрон/полугудрон) и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, дорожной или строительной отраслях промышленности.
Известен способ получения битумов путем окисления асфальта пропановой деасфальтизации в смеси остатком ректификации синтетических жирных кислот в количестве 5,0-20,0 мас.% на сырье окисления (RU 2083634. Опубликовано: 10.07.1997). Недостатком способа является использование повышенных концентраций добавки.
Техническим результатом настоящего изобретения является расширения арсенала технических средств, утилизация медьсодержащего кубового органического остатка производства акриловой кислоты с получением товарной продукции - компаундированного битума, увеличение доли не окисленного остатка перегонки нефти в компаундированном битуме.
Способ получения битума заключается в окисления остатка перегонки нефти (гудрон/полугудрон) с добавкой медьсодержащего кубового органического остатка производства акриловой кислоты (далее - кубовый остаток АК) и последующего смешения с остатком перегонки нефти (гудрон/полугудрон), причем количество кубового остатка АК составляет не более 2,5 мас.% на сырье окисления. При компаундировании с добавкой в количестве 2-2,5 мас.% выход битума марки БНД 60/90 возрастает на 25-30%, при получении марки БНД 90/130 возрастает на 30-32%, при прежнем количестве окисленного битума, за счет увеличения доли неокисленного остатка перегонки нефти в компаундированном битуме. Наиболее эффективно использование кубового остатка АК со сроком хранения не более 1 месяца.
В таблице 1 приведен примерный состав кубового остатка АК. Кроме акриловой кислоты в состав остатка также входят 3-акрилооксипропионовая кислота, малеиновый ангидрид, р-гидрохинон, фенотиазин и другие органические соединения, а также соединения меди дибутилдитиокарбамат меди (ингибитор), карбонат меди, гидроксид меди.
Способ получения битумов иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Для получения компаундированного битума был взят полугудрон АВТ с температурой размягчения методом КиШ - 25°C и кубовый остаток АК сроком хранения 1 месяц. В ходе эксперимента было подготовлено четыре образца. Окисление осуществлялось воздухом, при изотермической выдержке в течение 14 часов при температуре 270°C. После окисления проведены анализы всех полученных продуктов (таблица 2). Анализы включали в себя глубину проникания иглы - пенетрацию (ГОСТ 11501-78), температуру размягчения (метод кольца и шара, по ГОСТ 11506-73), температуру размягчения после прогрева (ГОСТ 18180-72), температуру вспышки в открытом тигле (ГОСТ 4333-87), однородности полученного продукта (визуально).
Для приготовления компаундированного битума осуществлялось смешение окисленного битума и полугудрона АВТ (таблица 3). Оптимальным вариантом можно принять вовлечение в процесс кубового остатка АК в количестве не более 2,5 мас.% на сырье окисления, при этом не образуется твердых полимерных остатков. Для приготовления товарного битума БНД 60/90 в данном случае требуется использовать 48,4 мас.% полугудрона. Для приготовления товарного битума БНД 90/120 требуется 56,10 мас.% полугудрона. Увеличение количества добавки почти не оказывает положительного эффекта на соотношение окисленного битума и полугудрона АВТ в компаундированном битуме, а выход битума при окислении падает. При концентрации кубового остатка АК в сырье окисления, равной 4 мас.%, образовывался твердый полимерный остаток (полимерный кокс).
Пример 2. Следующая серия опытов проводилась аналогично, но использовался кубовый остаток АК сроком хранения около 6 месяцев и полугудрон установки АВТ с температурой размягчения 31°C (таблица 4). Далее осуществлялось компаундирование окисленного битума и полугудрона АВТ (таблица 5). Оптимальным вариантом можно принять вовлечение в процесс не более 2,5 мас.% (или 2,0-2,5 мас.%)кубового остатка АК, при этом не образуется твердых полимерных остатков. Для приготовления товарного битума БНД 60/90 в данном случае требуется использовать 42,3-42,5 мас.% исходного полугудрона, а для битума БНД 90/130 требуется 45,3-45,9 мас.% исходного полугудрона.
Сравнение примеров 1 и 2 показывает, что старение кубового остатка АК снижает эффективность добавки и наилучший результат дает добавка кубового остатка АК сроком хранения не более 1 месяца.
Примеры показывают, что использование кубового остатка АК в качестве добавки к сырью окисления позволяет получать компаундированный битум, при этом утилизируется побочный продукт производства акриловой кислоты - кубовый остаток АК. Наиболее оптимально применение не более 2,5% кубового остатка АК для предотвращения образования твердых полимерных остатков.