СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА (ВАРИАНТЫ)
BITUMEN OBTAINING METHOD (VERSIONS)

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к производству битумов.
Известен способ получения битума путем окисления сырья кислородом воздуха при 240-260°С с предварительным введением в него 1-4 мас.% высокоароматизированного концентрата (авт. свид. СССР №1139743, кл. С10С 3/04, 1985). Известный способ позволяет сократить время окисления в 1,59-1,75 раза, т.е. интенсифицировать процесс окисления, однако в недостаточной степени.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ получения битума окислением нефтяного сырья при 240-250°С кислородом воздуха в присутствии побочного продукта производства тетрамеров пропилена - тяжелого остатка ректификации олигомеров в количестве 2-5 мас.% на сырье (патент РФ №2132352, 1999, прототип). Способ позволяет сократить время окисления в 1,76-1,82 раза. Недостатками данного способа являются повышенный расход воздуха, недостаточная интенсификация процесса окисления, а также необходимость дополнительного реагента, что влечет усложнение технологического процесса, связанного с транспортировкой, хранением и дозировкой реагента. Кроме того, применение данного дополнительного реагента может негативно сказаться на экологической обстановке.
Задачей изобретения является сокращение расхода воздуха, продолжительности процесса окисления, а также исключение из процесса окисления дополнительного реагента и, соответственно, упрощение процесса.
Поставленная задача решается:
1) в способе получения битума путем окисления нефтяного сырья при температуре 240÷250°С кислородом воздуха, отличающимся тем, что на нефтяное сырье предварительно воздействуют электромагнитными волнами с частотой колебаний 60÷80 кГц и мощностью излучения 5 Вт при температурах 100÷120°С в течение 0,5÷2 часа;
2) в способе получения битума путем окисления нефтяного сырья при температуре 240÷250°С кислородом воздуха, отличающимся тем, что на процесс окисления дополнительно воздействуют электромагнитными волнами с частотой колебаний 60÷80 кГц и мощностью излучения 5 Вт.
Для электромагнитного воздействия на нефтяное сырье и на процесс окисления использовали генератор, излучающий электромагнитные колебания с частотой 60÷80 кГц и мощностью 5 Вт. Продолжительность воздействия на нефтяное сырье 0,5÷2,0 часа, а на процесс окисления - непрерывно в течение всего процесса. Температура электромагнитного воздействия на нефтяное сырье 100÷120°С.
3
В качестве нефтяного сырья использовали гудрон плотностью 948 кг/м и температурой размягчения 29°С.
Пример 1. Гудрон в количестве 500 г в окислительной колонне продували воздухом (расход 4 л/мин) при 250°С до температуры размягчения битума 47°С.
Пример 2. Гудрон в количестве 500 г предварительно в отдельной емкости при 100°С обрабатывали электромагнитными волнами с частотой колебаний 60 кГц и мощностью излучения 5 Вт в течение 2 часов, затем обработанный гудрон в окислительной колонне продували воздухом (расход 4 л/мин) при 240°С до температуры размягчения битума 47°С.
Пример 3. Условия аналогичны примеру 2, с тем отличием, что частота электромагнитных колебаний составляла 70 кГц, продолжительность обработки гудрона при 120°С 1 час, температура в окислительной колонне 250°С.
Пример 4. Условия аналогичны примеру 3, с тем отличием, что частота электромагнитных колебаний составляла 80 кГц, продолжительность обработки гудрона при 110°С 0,5 ч.
Пример 5. Условия аналогичны примеру 1, с тем отличием, что на процесс окисления дополнительно непрерывно воздействовали электромагнитными волнами с частотой колебаний 60 кГц и мощностью излучения 5 Вт.
Пример 6. Условия аналогичны примеру 5, с тем отличием, что частота электромагнитных колебаний составляла 80 кГц.
Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет значительно интенсифицировать процесс окисления. В случае предварительного воздействия на сырье окисления электромагнитными волнами время окисления сокращается в 1,6÷2,0 раза, а в случае дополнительного воздействия на процесс окисления электромагнитными волнами - в 2,0÷2,05 раза (в то время как по прототипу время окисления сокращается в 1,76÷1,82). Расход воздуха сокращается в 2,25 раза по сравнению с прототипом (4 л/мин против 9 л/мин). По показателю пенетрации полученные образцы битума не уступают прототипу.
Таблица
Результаты проведения процесса получения битума по предлагаемому способу
№ примера
Температура размягчения, °С
Пенетрация, * 0,1 мм при
Время окисления, ч
Эффективность
25°С
0°С
1
47,0
75
21
9,0
-
2
47,5
82
22
5,6
1,6
3
47,0
85
20
4,8
1,88
4
47,0
86
21
4,5
2,0
5
47,5
88
20
4,4
2,05
6
47,5
86
21
4,5
2,0