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Die Erfindung hat ein Verfahren zum Herstellen und/oder zum oxidativen Behandeln von Bitumen zum Gegenstand, wobei ein Rückstand aus einer atmosphärischen Destillation von Rohöl einer Vakuumdestillation unterworfen wird. Die Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Bitumen kommt rein und mit kömigen Feststoffen gemischt in der Natur vor. Der Einsatz des Bitumens ist auf Grund seiner geringsten Wasserlöslichkeit und seiner hohen Adhäslons- und Kohäsionskräfte zurückzuführen. Durch den vielfältigen Einsatz, wie zur Herstellung von Dachpappen, Schindeln, Feuchtigkeitsisolierungen von Bauwerken, wie Häusern, Mauern u dgl. und insbesondere Deckschichten von Strassen, sind die natürlich vorkommenden Bitumen mengenmässig nicht ausreichend. Um diesen steigenden Bedarf zu decken wurden Verfahren entwickelt, aus den Rückständen, die bei der atmosphärischen Destillation von Rohöl anfallen, Bitumen zu schaffen, welche die erforderlichen Eigenschaften aufweisen. Als Rohöl kommt hierbei naphthenbasisches und gemischtbasisches Rohöl in Frage.
Je nach Zusammensetzung des Rückstandes wird derselbe entweder lediglich einer Vakuumdestillation unterzogen oder einer Vakuumdestillation und anschliessender Oxidation mit Sauerstoff, z. B. Luft, unterworfen. Mit der Vakuumdestillation sollen leichter flüchtige Bestandteile aus dem Rückstand entfernt werden, ohne eine thermische Zersetzung desselben zu bedingen. Durch die Behandlung des Rückstandes der Vakuumdestillation mit Sauerstoff kann der Erweichungspunkt des Bitumens erhöht und eine Dehydrierung der Kohlenwasserstoffe erreicht werden. Eine entsprechende Vomchtung sowie das Blasverfahren sind beispielsweise in derAT-353. 157-B beschrieben.
Die DD 143 268 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geblasenem Bitumen, wobei die Abwärme möglichst vollständig rückgewonnen werden soll. Hierbei wird der Rückstand aus einer Vakuumdestillation mit einer Temperatur von 350 C bis 3700C in einem Wärmetauscher auf 150 C bis 2500C abgekühlt und sodann in einen Blasreaktor verbracht. Das Produkt wird erneut in einem Wärmetauscher auf die erforderliche Lagertemperatur von 1400C bis 200 C abgekühlt Zur Steuerung der Reaktionstemperatur kann eine Teilmenge des abgekühlten Produktes aus dem Blasreaktor wieder zugeführt werden.
Vereinfacht ausgedrückt, ist bei diesem Verfahren einerseits eine Wärmerückgewinnung vorgesehen und durch die Rückführung eines Teiles des bereits geblasenen Rückstandes in den Blasreaktor wird ein Teil des bereits geblasenen Rückstandes erneut sauerstoffbehandelt, so dass im Endprodukt unterschiedlich lang mit Sauerstoff beaufschlagte Produkte vorliegen.
In der GB 1 460 219 wird ein diskontinuierliches Verfahren zur Oxidationspolymerisation eines Rückstandes aus einem Cracker und nicht von einem aromatischen Rohöl nach einer atmosphärischen Destillation mit einem hohen Aromatengehalt beschrieben. Auch hier wird ein Teil des bereits einer Oxidation unterworfenen Rückstandes mit dem unbehandelten Vorprodukt vermischt, um die nachfolgende oxidative Polymerisation leichter zu starten. Falls erwünscht, kann vor dem Blasvorgang eine Vakuumdestillation zur Abtrennung leichter flüchtiger Substanzen durchgeführt werden.
Dieser Rückstand wird sodann der Oxidationspolymerisation unterworfen, wobei aus dem Reaktor nur ein Teil des behandelten Produktes abgezogen wird und als Rückstand für eine nächste Oxidationsbehandlung gemeinsam mit einem neuen Rückstand vermischt wird Es wird hierbei ein Petrolpech gewonnen, das als Bindemittel für Fasern, als Elektrodenkoks oder fur andere technische Verwendungen eingesetzt wird und einen sehr hohen Anteil an benzolunlöslichen Stoffen aufweist. Es ist daher als Strassenbaubitumen ungeeignet Hier liegt genauso wie bei dem Verfahren gemäss der oben angeführten DDR-Patentschrift eine Mischung von Produkten vor, die unterschiedlich langen Oxidationsvorgängen unterworfen wurden.
In der DD 2001 58 3 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Industriebitumen als geblasenes Bitumen bezeichnet beschrieben. Dieses Verfahren soll besonders zur Verarbeitung von reaktionsträgen Rohstoffen geeignet sein. Diese Rohstoffe werden vor der oxidativen Behandlung auf eine Temperatur zwischen 400 C und 430 C erhitzt. Das so erhaltene Produkt wird entweder mit einem Vakuumdestillat als Rohstoff vermischt oder für sich einer Vakuumdestillation unterzogen und sodann mit Sauerstoff geblasen wird. Es soll damit der Einsatz von begrenzt zur Verfügung stehenden hochviskosen Ölen verringert werden, da z. B ein Rückmischen mit dem Vakuumrückstand erfolgt.
Voraussetzung für die bislang bekannten Verfahren zur Gewinnung von Bitumen ist, dass die Erdölrückstände aus der Destillation bei Normal- oder Unterdruck von einem Erdöl stammen, das selbst bereits einen höheren Gehalt an Asphaltenen aufweist und nur einen geringen Anteil an paraffinischen Substanzen besitzt, da durch dieselben die Eigenschaften des Bitumens bel von der
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Raumtemperatur abweichenden Temperaturen wesentlich verschlechtert werden So wird bel tiefen Temperaturen die Rissanfälligkeit und bei hohen Temperaturen die Plastizität erhöht
Der vorliegenden Erfindung ist zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, das erlaubt, Bitumen aus Rohöl zu erzeugen, das die Erfordernisse für Strassenbeläge aber auch fur andere hohe Beanspruchung ausgesetzten Produkte erfüllt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Viskosität von Bitumen zu erhöhen, wobei der Blasvorgang des gesamten Rohöldestillationsrückstandes nicht verlängert werden muss, so dass keine Aufarbeitung von grossen zusätzlichen Gasmengen, die durch oxidative Abbauprodukte des Erdöldestillatsrùckstandes belastet sind, erforderlich ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen und/oder zum oxidativen Behandeln von Bitumen, wobei ein Rückstand aus einer atmosphärischen Destillation von Rohöl einer Vakuumdestillation unterworfen wird, worauf gegebenenfalls durch den Rückstand der Destillation, Sauerstoff, z B Luft, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, vorzugsweise bei gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck, und einer Temperatur von 2200C bis 290 C, insbesondere von 2400C bis 270 C, geleitet wird, besteht im wesentlichen darin, dass der Rückstand aus der atmosphärischen Destillation geteilt wird und durch eine Teilmenge Sauerstoff, z B Luft, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, vorzugsweise bei gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck, z.
B bei 2 bar bis 3 bar, einer Temperatur von 220 C bis 290oC, insbesondere 240 C bis 270oC, geleitet wird, worauf diese Teilmenge gemeinsam mit dem, vorzugsweise restlichen, Rückstand einer Vakuumdestillation unterzogen wird, worauf gegebenenfalls durch den Rückstand nach der Vakuumdestillation Sauerstoff, z. B. Luft, gegebenenfalls unter Zugabe von Wasser, vorzugsweise bei gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhtem Druck, z B bei 2 bar bis 3 bar und einer Temperatur von 2200C bis 290oC, insbesondere 240 C bis 270oC, geleitet wird Mit der an der atmosphärischen Destillation anschliessenden Vakuumdestillation wird auf schonende Weise aus dem Rückstand der atmosphärischen Destillation ein höhersiedender Anteil abgezogen Durch die Behandlung mit Sauerstoff, z.
B Luft, wird die Viskosität des Endproduktes erhöht Je länger der Sauerstoff einwirkt, umso höher kann die Viskosität eingestellt werden Es liegt hierbei ein exothermer Vorgang vor, dessen Temperatur gesteuert werden muss. Die Abgabe der Wärme kann über die Wandungen des Reaktors, gegebenenfalls unter zusätzlicher Kühlung, erfolgen Die Temperatur kann auch noch durch Zugabe von flüssigem Wasser In das Blasegas gesenkt werden, da das Wasser im Rückstand verdampft und Wasser einen hohen Wärmebedarf für den Verdampfungsvorgang aufweist. Die Zugabe von Wasser weist jedoch noch einen weiteren Vorteil auf, u. zw. dass flüchtige Substanzen aus dem Rückstand gestrippt werden können.
Durch die Teilung des Rückstandes aus der atmosphärischen Destillation und der oxidativen Behandlung einer Tellmenge, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser, kann erreicht werden, dass diese Teilmenge einer starken oxidativen Reaktion unterliegt. Der aromatische Anteil wird teilweise in Harze und Asphaltene übergeführt. Durch die Vermischung der oxidativ behandelten Teilmenge mit einer Restmenge des Rückstandes, der aus der atmosphärischen Destillation stammt, werden aromatische Komponenten dem Gemisch zugeführt. Durch die nachfolgende Vakuumdestillation können die unerwünschten Paraffine zumindest teilweise gemeinsam mit anderen die Viskosität erniedrigenden Substanzen entfernt werden. Der Rückstand aus der Vakuumdestillation kann, falls erwünscht und erforderlich, einer weiteren Behandlung mit Sauerstoff, z. B.
Luft, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser, unterzogen werden, um zusätzlich die Viskosität des Rückstandes aus der Vakuumdestillation zu erhöhen. Mit einem derartigen Verfahren ist es möglich, aus Rohölen die bislang Bitumina geliefert haben, die ein ausgesprochen schlechtes Eigenschaftsniveau aufwiesen, mit wesentlich besseren Eigenschaften auszustatten bzw. Rohöle, die bislang In keiner Weise geeignet waren, um daraus Bitumen zu gewinnen, dafür eingesetzt werden können
Wird ein Rückstand aus der atmosphärischen Destillation mit einem Gehalt von 25, 0 Gew-% bis 50, 0 Gew-% an Aromaten eingesetzt, so kann selbst aus Rohölen, die bislang in keiner Welse zur Herstellung von Bitumen geeignet waren, zur Weiterverarbeitung zu qualitativ hochstehendem Bitumen, wie z B. für Strassenasphalt, eingesetzt werden.
Wird eine maximale Temperatur des Sumpfes der Vakuumdestillation zwischen 4800C und 540oC, Insbesondere von 5000C bis 5200C eingehalten, so wird der thermische Abbau des Rückstandes gering gehalten, wobei zusätzlich die als Weichmacher für das Bitumen wirkenden Substanzen in erwünschtem Ausmass abgetrennt werden können
Wird die Tellmenge mit dem Rückstand aus der atmosphärischen Destillation auf einen Gehalt von 20, 0 Gew-% bis 40, 0 Gew.-% an Aromaten gemischt, so kann ein nachfolgender Oxidationsprozess das Eigenschaftsniveau des Bitumens zusätzlich erhöhen.
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Erfolgt die Teilung des Rückstandes aus der atmosphärischen Destillation, die Behandlung der Teilmenge mit Sauerstoff, z. B. Luft, und die Vakuumdestillation und gegebenenfalls die weitere Behandlung mit Sauerstoff, z. B. Luft, kontinuierlich, so ist ein Verfahren gegeben, das einen besonders geringen Einsatz von Energie erforderlich macht, wobei weiters keine Behälter für die Lagerung von Zwischenprodukten erforderlich sind, so dass der Gesamtaufwand für das Verfahren wesentlich gesenkt werden kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung, insbesondere zum Herstellen und/oder zum oxidativen Behandeln von Bitumen mit einem atmosphärischen Destillationsturm, welcher eine Rohrleitung für den Rückstand aufweist, über die eine Vakuumdestillationsanlage gespeist Ist, deren Sumpf mit einem Bttumenblasreaktor verbunden ist, besteht im wesentlichen darin, dass der Destillationsturm zusätzlich mit einem weiteren Bitumenblasreaktor verbunden ist, welcher gegebenenfalls seinerseits mit der Vakuumdestillationsanlage verbunden ist.
Eine derartige Anlage erlaubt auf einfache Weise eine Ableitung einer Teilmenge aus dem Sumpf der atmosphärischen Destillationsanlage Weiters kann diese Teilmenge einfach oxidiert und sodann wieder mit der restlichen Menge in der Vakuumdestillationsanlage vereinigt werden, worauf, je nach Erfordernis, die weitere Verarbeitung des so erhaltenenen Bitumens durchgeführt werden kann Eine derartige Anlage erlaubt eine kontinuierliche Verarbeitung von Rohölrückständen aus der atmosphärischen Destillation, die bislang entweder ein schlechtes oder überhaupt kein einsatzfähiges Produkt, das dem Begriff Bitumen entspricht, geliefert hat, herzustellen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung und Beispiele näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufarbeltung des Rückstandes aus einer atmosphärischen Destillation
Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung wird über die Leitung 1 Rohöl mit einer Temperatur von 370 C in den atmosphärischen Destillationsturm 2 eingeführt Der Turm weist einen nicht dargestellten Kopfkühler und neunzehn Glockenböden auf, aus weichen die verschiedenen Fraktionen abgezogen werden.
Aus dem Sumpf 3 des Destillationsturmes 2 wird der Rückstand über die Rohrleitung 4 mit 3200C über das Ventil 5 abgezogen oder über die Ventile 6 und 7 der weiteren Umsetzung zu einem Bitumen mit höherem Eigenschaftsniveau zugefuhrt Durch die unterschiedliche Offenstellung der Ventile 6, 7 wird der Rückstand aus dem Destillationsturm 2, welcher über die Pumpe 8 gefördert wird, geteilt. Über das Ventil 6 und die Leitung 9 gelangt ein Teil des Rückstandes in einen Bitumenblasreaktor 10, in weichen gemäss Pfeil X Luft und flüssiges Wasser eingeleitet werden.
Das über die Leitung 11 abgezogene Gas wird über eine nicht dargestellte Filteranlage mit einem Elektrofilter gereinigt und der Umgebungsluft zugeführt Der nicht einer oxidativen Behandlung unterworfene Anteil des Rückstandes gelangt über das Ventil 7 In die Rohrleitung 12, in welche auch die Rohrleitung 13 aus dem Sumpf des Bitumenblasreaktors 10 mündet. Diese Leitung 12 mündet ihrerseits in die Vakuumdestillations- anlage 14, in welcher über die Leitung 15 die flüchtigen Substanzen abgezogen werden. In der Vakuumdestillationsanlage 14 ist weiters eine Heizung 16 angeordnet, über welche die Erhitzung des Einsatzes erfolgt.
Aus dem Sumpf wird sodann über die Rohrleitung 17 das Produkt über die Rohrleitung 21 abgezogen oder einem weiteren Bitumenblasreaktor 18 zugeführt, dem entsprechend dem Pfeil Y Luft und Wasser in flüssiger Form zugeführt wird Die Gase werden über die Abgasleitung 19 einer Aufbereitungsanlage zugeführt und sodann an die Umluft abgegeben.
Das fertige Produkt wird über die Rohrleitung 20 aus dem Bitumenblasreaktor 18 abgezogen.
Vergleichsbelspiel1 :
Ein Rohöl aus 70 Vol.-%. Arab light und 30 Vol.-% Arab heavy wurde einer atmosphärischen Destillation mit einem Schnittpunkt bei 345 C unterzogen. Der Rückstand wies die in Tabelle 1 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf. Dieser wurde sodann einer Vakuumdestillation bei 133, 3 Pa und einem Schnittpunkt von 5100C unterzogen. Der aus der Vakuumdestillation abgezogene Rückstand, das so erhaltene Bitumen, wies die in Tabelle 2 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf.
Vergleichsbeispiel 2 :
Es wurde ein Rohöl 79 Vol.-% Dubai und 21 Vol.-% Kuwait gemäss Vergleichsbeispiel 1 einer atmosphärischen Destillation unterzogen. Der Rückstand wies die in Tabelle 1 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf. Dieser wurde sodann einer Vakuumdestillation
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unterzogen. Der aus der Vakuumdestillation abgezogene Rückstand wies die In Tabelle 2 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf.
Vergleichsbeispiel 3.
Es wurde ein Rohöl Ural Blend gemäss Vergleichsbeispiel 1 einer atmosphärischen Destillation unterzogen. Der Rückstand wies die in Tabelle 1 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf. Dieser wurde sodann einer Vakuumdestillation unterzogen Der aus der Vakuumdestillation abgezogene Rückstand wies die in Tabelle 2 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf.
Vergleichsbeispiel 4'
Es wurde ein Rohöl Amna gemäss Vergleichsbeispiel 1 einer atmosphärischen Destillation unterzogen Der Rückstand wies die in Tabelle 1 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf. Dieser wurde sodann einer Vakuumdestillation unterzogen Der aus der Vakuumdestillation abgezogene Rückstand wies die in Tabelle 2 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf.
Vergleichsbeispiel 5
Es wurde ein Rohöl Brega gemäss Vergleichsbeispiel 1 einer atmosphärischen Destillation unterzogen Der Rückstand wies die in Tabelle 1 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf. Dieser wurde sodann einer Vakuumdestillation unterzogen. Der aus der Vakuumdestillation abgezogene Rückstand wies die in Tabelle 2 angeführte (n) Eigenschaften und Zusammensetzung auf.
Beispiel 6.
20 Gew.-% des gemäss Vergleichsbeispiel 3 gewonnenen Rückstandes von Rohöl Ural Blend nach der atmosphärischen Destillation wurde in einem Laborbitumenblasreaktor (im folgenden Paratoxreaktor genannt) bei 240 C und 1, 4 bar 3, 75 Stunden lang mit 0, 7 Liter Luft pro Minute und Kilogramm Einsatz und 0, 25 Liter flüssigem Wasser pro Stunde beaufschlagt. Der Reaktor wies ein Gesamtvolumen von 14. 10-3 m3 auf und es wurden kontinuierlich 2, 16 Liter pro Stunde des Rückstandes aus der atmosphärischen Destillation zugeführt und die analoge Menge an mit Sauerstoff behandelten Rückstand aus dem Reaktor abgezogen. Dieser mit Sauerstoff behandelte Rückstand, dessen Zusammensetzung und Eigenschaften in Tabelle 3 angeführt sind, wurde sodann mit dem restlichen Rückstand vermischt.
Die so erhaltene Mischung wies einen Gehalt von 26, 1 Gew-% Aromaten auf und wurde einer Vakuumdestillation bei 133, 3 Pa mit einem Schnittpunkt von 5100C unterzogen. Der so erhaltene Rückstand wies die in Tabelle 4 angeführten Eigenschaften auf. Der Rückstand aus der Vakuumdestillation wurde sodann erneut einer kontinuierlichen Sauerstoffbehandlung in einem Bitumenblasreaktor unter folgenden Bedingungen
EMI4.1
Wasser pro Stunde unterzogen. Der so behandelte Rückstand wies die In Tabelle 5 angeführten Eigenschaften auf
Beispiel 7.
Es wurde analog Beispiel 6 verfahren, wobei ein Rückstand auf Basis des Rohöles Amna zum Einsatz kam. Die Mischung aus dem mit Sauerstoff behandelten und unbehandelten wies ein Gehalt von 30, 7. Gew.-% Aromaten auf.
Beispiel 8'
Es wurde analog Beispiel 5 verfahren, wobei ein Rückstand nach einem Rohöl Brega zum Einsatz gekommen 1St. Die Mischung aus dem mit Sauerstoff behandelten und unbehandelten wies ein Gehalt von 36, 9 Gew.-% Aromaten auf.
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Vergleichsbeispiel 9' Der Rückstand aus der Vakuumdestillation nach dem Rohöl 70 Vol.-% Arab light und 30 Vol -%
EMI5.1
einer Korngrössenverteilung 8,5 Gew-% unter 0, 09 mm, 37, 8 Gew. -% SIebdurchgang bei 2 mm und 16, 7 % grösser 11 mm, Rest kleiner 11 mm, grösser 2 mm. 4, 755 kg des Gesteins wurden mit 0, 245 kg des Rückstandes aus der Vakuumdestillation nach dem Rohöl 70 Vol.-% Arab light und
EMI5.2
gemäss DINTabelle 6 angegebenen Werte für das Asphaltmischgut erhalten
Vergleichsbeispiel 10 :
Es wurde nach Vergleichsbeispiel 9, jedoch mit dem Vakuumrückstand nach 79 % Dubal und 21 % Kuwait gemäss Vergleichsbeispiel 2 verfahren Es wurden die in Tabelle 6 angegebenen Werte erhalten.
Vergleichsbeispiel11 :
Es wurde mit dem Rückstand nach dem Rohöl Ural Blend nach der Vakuumdestillation (Vergleichsbeispiel 3) gemäss Vergleichsbeispiel 9 verfahren. Es wurden die in Tabelle 6 angegebenen Werte erhalten.
Vergleichsbeispiel12 :
Es wurde gemäss Vergleichsbeispiel 9, jedoch mit Rückstand des Gemisches nach dem Rohöl Amna (Vergleichsbeispiel 4) gemäss Vergleichsbeispiel 9 verfahren. Es wurden die In Tabelle 6 angegebenen Werte erhalten.
Vergleichsbeispiel 13 :
Es wurde der Rückstand des Gemisches nach dem Rohöl Brega nach der Vakuumdestillation (Vergleichsbeispiel 5) gemäss Vergleichsbeispiel 9 verfahren. Es wurden die In Tabelle 6 angegebenen Werte erhalten.
Beispiel 14
Es wurde gemäss Vergleichsbeispiel 9 mit dem Rückstand des Gemisches nach dem Rohöl Ural Blend aus dem Bitumenblasreaktor und der atmosphärischen Destillation nach der Vakuumdestillation gemäss Beispiel 6 verfahren. Es wurden die in Tabelle 7 angegebenen Werte erhalten
Beispiel 15 :
Es wurde gemäss Vergleichsbeispiel 9 mit dem Rückstand des Gemisches nach dem Rohöl Amna aus dem Bitumenblasreaktor und der atmosphärischen Destillation nach der Vakuumdestillation gemäss Beispiel 7 verfahren. Es wurden die in Tabelle 7 angegebenen Werte erhalten
Beispiel 16
Es wurde gemäss Vergleichsbeispiel 9 mit dem Rückstand des Gemisches nach dem Rohöl Brega aus dem Bitumenblasreaktor und der atmosphärischen Destillation nach der Vakuumdestillation gemäss Beispiel 8 verfahren.
Es wurden die in Tabelle 7 angegebenen Werte erhalten
Beispiel 17
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Es wurde gemäss Vergleichsbeispiel 9 mit dem Rückstand des Rohöls Ural Blend und Behandlung des Gemisches nach der Vakuumdestillation im Bitumenblasreaktor gemäss Beispiel 6 verfahren. Es wurden die in Tabelle 7 angegebenen Werte erhalten.
Beispiel 18
Es wurde gemäss Vergleichsbeispiel 9 mit dem Rückstand des Rohöls Amna und Behandlung des Gemisches nach der Vakuumdestillation im Bitumenblasreaktor gemäss Beispiel 7 verfahren Es wurden die In Tabelle 7 angegebenen Werte erhalten.
Beispiel 19
Es wurde gemäss Vergleichsbeispiel 9 mit dem Rückstand des Rohöls Brega und Behandlung des Gemisches nach der Vakuumdestillation im Bitumenblasreaktor gemäss Beispiel 8 verfahren Es wurden die in Tabelle 7 angegebenen Werte erhalten.
Ein Vergleich der Rückstände nach der atmosphärischen Destillation (Tabelle 1) zeigt, dass dieselben nach dem Gemisch Arab light und Arab heavy bzw. Dubai und Kuwait Bltumina einen erwünscht niedrigen Gehalt an gesättigten Kohlenwasserstoffen und einen hohen Gehalt an Aromaten aufweisen. Die Summe aus Harzen und Asphaltenen beträgt jeweils über 20 Gew-%, wobei der Gehalt an Paraffin als niedrig zu bezeichnen ist. Die Viskosität weist selbst bei 800C hohe Werte auf.
Die Rückstände nach der atmosphärischen Destillation von Ural Blend, Amna und Brega weisen einen mehr als doppelten Gehalt an Gesättigten gegenüber den beiden oben angeführten Bitumina auf, wobei der Gehalt an Aromaten ca zwei Drittel beträgt Die Summe von Harzen und Asphaltenen ist weit unter 20 Gew.-%, wobei der Paraffingehalt ca das Doppelte gegenüber den beiden oben angeführten Bitumina beträgt. Die Viskosität bei 800C beträgt lediglich ein Fünftel bis ein Viertel von dem erforderlichen Wert.
Die Rückstände nach der Vakuumdestillation von Ural Blend, Amna und Brega (Tabelle 2) zeigen im wesentlichen erneut signifikante Unterschiede im Gehalt an den Aromaten und der Summe von Harzen und Asphaltenen. Der Erweichungspunkt liegt zwischen 40 C und 50 C Die Viskosität der Bitumina nach Arab light und Arab heavy sowie Dubai und Kuwait liegt bel 100C um zumindest eine Zehnerpotenz höher als bei den Rückständen von Ural Blend, Amna und Brega
Die in Tabelle 3 angegebenen Werte zeigen, dass durch das Blasen mit Luft die Ruckstände nach der atmosphärischen Destillation einen signifikanten Anstieg bei Harzen und Asphaltenen auf das Drel- bis Vierfache aufweisen, wohingegen der Paraffingehalt im wesentlichen unverändert verbleibt.
Ein Vergleich der Bitumina gemäss Vergleichsbeispiel 1 und 2 der Tabelle 2 und der Bltumina, gewonnen nach dem erfindungsgemässen Verfahren gemäss der Beispiele 6,7 und 8 (Tabelle 4) zeigt, dass der Gehalt an Gesättigten bei den erfindungsgemässen Produkten wesentlich höher ist, wohingegen der Gehalt an Aromaten ungefähr die Hälfte der Bezugswerte aufweist Der Gehalt an Harzen ist nach wie vor höher, wohingegen der Asphaltengehalt Im wesentlichen mit dem Bitumina der Vergleichsbeispiele 1 und 2 übereinstimmt.
Ein Übereinstimmen liegt weiters in etwa bet der Penetration bel 25 C vor, wohingegen die Viskosität bei allen Temperaturen geringer ist
Ein Vergleich der Werte der Tabelle 4 mit jener der Tabelle 5 zeigt, dass der weitere Sauerstoffblasvorgang des Gemisches eine signifikante Absenkung des Gehaltes der Aromaten bewirkt, wohingegen die Harze und Asphaltene bis zum Doppelten zunehmen Weiters liegt eine Zunahme des Molekulargewichtes auf den zwei- bis vierfachen Wert vor Der Erweichungspunkt wurde zumindest um 100C angehoben. Eine wesentliche Steigerung konnte auch bel den Viskositätswerten erhalten werden.
Der Vergleich der Werte der Asphaltmischgute kann anhand der in den Tabellen 6 und 7 angeführten Werte durchgeführt werden, wobei die Vergleichsbeispiele 9 und 10 für Strassenbeläge besonders gute Eigenschaften aufweisen. Die Mischungen gemäss der Vergleichsbeispiele 11,12 und 13, wobei das Bindemittel aus dem Rohöl Ural Blend, Amna und Brega nach atmosphänscher- und Vakuumdestillation erhalten wurde, zeigen, dass sowohl die Penetration als auch die Tragund Fhesswerte so gering sind, dass keine Eignung für einen Strassen belag gegeben 1St.
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Die in Tabelle 7 angegebenen Werte zeigen, dass ein für Strassenbeläge geeignetes Gemisch bereits mit einfacher Blasung einer Teilmenge mit Sauerstoff, anschliessendem Mischen und anschliessender Vakuumdestillation bei den Rohölen Ural Blend und Amna gegeben Ist, wohingegen bel dem Rohöl Brega für die Eignung als Bindemittel fur Strassenbelage diese Mischung erneut einem Blasvorgang unterworfen werden muss. Der Vergleich der Bltumina gemäss Stand der Technik mit dem nach dem erfindungsgemässen Verfahren Hergestellten zeigt, dass eine vergleichbare Festigkeit vorliegt und der Bindemittelbedarf für das Asphaltmischgut ebenfalls In etwa gleich ist.
Die Marshall-Tragwerte zeigen, dass die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Bindemittel ebenfalls günstige Klebewirkung zum Gestein aufweisen
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TABELLE 1 Rückstände nach der atmosphärischen Destillation
EMI8.1
<tb>
<tb> Vergleichbeispiel <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP>
<tb> Gehalt <SEP> an <SEP> :
<SEP> Dimension <SEP> 70% <SEP> Arab <SEP> 1. <SEP> 79% <SEP> Dubai <SEP> Ural <SEP> Blend <SEP> Amna <SEP> Brega
<tb> 30% <SEP> Arab <SEP> h. <SEP> 21% <SEP> Kuwait
<tb> Gestättigten <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 18, <SEP> 7 <SEP> 20, <SEP> 0 <SEP> 53, <SEP> 0 <SEP> 47, <SEP> 7 <SEP> 46, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Aromaten <SEP> Gew.-% <SEP> 60, <SEP> 4 <SEP> 59, <SEP> t <SEP> 29, <SEP> 4 <SEP> 34, <SEP> 8 <SEP> 40, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Harzen <SEP> Gew.-% <SEP> 10,7 <SEP> 10,1 <SEP> 12,7 <SEP> 8,6 <SEP> 9,1
<tb> Asphattenen <SEP> Gew-% <SEP> 10,2 <SEP> 10,8 <SEP> 4,9 <SEP> 8,9 <SEP> 4,1
<tb> Paraffin <SEP> Gew.-% <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 7 <SEP> 5, <SEP> 7 <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP> 5, <SEP> 3 <SEP>
<tb> mittleres <SEP> 1242 <SEP> 1366 <SEP> 1150 <SEP> 1360 <SEP> 920 <SEP>
<tb> Molekulargew.
<tb>
Penetration <SEP> bei <SEP> mm. <SEP> 10'nicht <SEP> nicht <SEP> nicht <SEP> nicht <SEP> nicht
<tb> 250e <SEP> bestimmbar <SEP> bestimmbar <SEP> bestimmbar <SEP> bestimmbar <SEP> bestimmbar
<tb> Erweichungs- C <SEP> nicht <SEP> nicht <SEP> nicht <SEP> nicht <SEP> nicht
<tb> punkt <SEP> bestimmbar <SEP> bestimmbar <SEP> bestimmbar <SEP> bestimmbar <SEP> bestimmbar
<tb> Vikosität <SEP> bei <SEP> :
<tb> 60 C <SEP> mPas <SEP> 62, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 80 C <SEP> mPas <SEP> 193 <SEP> 180 <SEP> 28,6 <SEP> 55,9 <SEP> 36,7
<tb> 1000e <SEP> mPas <SEP> 79 <SEP> 60 <SEP> 15, <SEP> 5 <SEP> 27, <SEP> 9 <SEP> 20, <SEP> 3 <SEP>
<tb> t35 CmPas <SEP> 25 <SEP> 20-H. <SEP> 7 <SEP> 9, <SEP> 8 <SEP>
<tb>
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Tabelle 2 Rückstände nach der Vakuumdestillation
EMI9.1
<tb>
<tb> Vergleichbeispiel <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> Gehalt <SEP>
<tb> an:
<SEP> D30% <SEP> Arab <SEP> h. <SEP> 21% <SEP> Kuwait
<tb> Gestättigten <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 5,4 <SEP> 4,7 <SEP> 26,3 <SEP> 42,3 <SEP> 30,9
<tb> Aromaten <SEP> Gew.-% <SEP> 58,7 <SEP> 53,1 <SEP> 27,6 <SEP> 30,7 <SEP> 47,6
<tb> Harzen <SEP> Gew.-% <SEP> 17,6 <SEP> 24,6 <SEP> 35,6 <SEP> 15,3 <SEP> 14,2
<tb> Asphaltenen <SEP> Gew.-% <SEP> 18,3 <SEP> 17,6 <SEP> 10,5 <SEP> 11,7 <SEP> 7 <SEP> 7,3
<tb> Paraffin <SEP> Gew.-% <SEP> 2,1 <SEP> 2,2 <SEP> 3,9 <SEP> 4,9
<tb> mittleres <SEP> 1734 <SEP> 1736 <SEP> 1935 <SEP> 2037 <SEP> 1259
<tb> Molekulargew.
<tb>
Pentration <SEP> bei <SEP> mm. <SEP> 10-1 <SEP> 109 <SEP> 66 <SEP> > 400 <SEP> nicht <SEP> nicht
<tb> 25 C <SEP> bestimmbar <SEP> bestimmbar
<tb> Erweichungs- <SEP> C <SEP> 43,0 <SEP> 48,0 <SEP> 45,0 <SEP> 46,5 <SEP> 47,0
<tb> punkt
<tb> Vikosität <SEP> bei <SEP> : <SEP>
<tb> 60 C <SEP> mPas <SEP> - <SEP> - <SEP> 3,9. <SEP> 103
<tb> 80 C <SEP> mPas <SEP> 10,7.103 <SEP> - <SEP> 889 <SEP> 459 <SEP> 296
<tb> 100 C <SEP> mPas <SEP> 2,3. <SEP> 103 <SEP> 2,6. <SEP> 103 <SEP> 281 <SEP> 160 <SEP> 115
<tb> 135 CmPas <SEP> 304 <SEP> 328 <SEP> 72 <SEP> 45 <SEP> 34
<tb>
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Tabelle 3 Rückstände nach der atmosphärischen Destillation mit Luft geblasen
EMI10.1
<tb>
<tb> Gehalt <SEP> an <SEP> :
<SEP> Dimension <SEP> Ural <SEP> Blend <SEP> Amna <SEP> Brega
<tb> Gestättigten <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 47,3 <SEP> 41,7 <SEP> 39,7
<tb> Aromaten <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 12,3 <SEP> 16,3 <SEP> 18,2
<tb> Harzen <SEP> Gew.-% <SEP> 22, <SEP> 0 <SEP> 23, <SEP> 8 <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Asphaltenen <SEP> tenen <SEP> Gew.-% <SEP> 18,4 <SEP> 18,2 <SEP> 12,8
<tb> Paraffin <SEP> Gew.-% <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> 6, <SEP> 3 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP>
<tb> mittleres <SEP> Molekulargew. <SEP> 7745 <SEP> 7556 <SEP> 7268
<tb> Penetration <SEP> bei <SEP> 25 C <SEP> mm. <SEP> 10-'373 <SEP> nicht <SEP> 337
<tb> bestimmbar
<tb> Erweichungspunkt <SEP> oc <SEP> 67, <SEP> 5 <SEP> 48, <SEP> 0 <SEP> 48, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Vikosität <SEP> bei <SEP> :
<SEP>
<tb> 60 C <SEP> mPas <SEP> 3640000 <SEP> - <SEP> -
<tb> 80 CmPas <SEP> 89000-1761 <SEP>
<tb> 100 C <SEP> mPas <SEP> 6678 <SEP> 431 <SEP> -
<tb> 135 C <SEP> mPas <SEP> 286 <SEP> - <SEP> 45,1
<tb>
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Tabelle 4 Rückstände nach der Vakuumdestillation der Gemische geblasener und ungeblasener Rückstand
EMI11.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP>
<tb> Gehalt <SEP> an <SEP> :
<SEP> Dimension <SEP> Ural <SEP> Blend <SEP> Amna <SEP> Brega
<tb> Gestättigten <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 22,6 <SEP> 35,7 <SEP> 34,6
<tb> Aromaten <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 30,1 <SEP> 33,4 <SEP> 36,6
<tb> Harzen <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 29,5 <SEP> 16,8 <SEP> 18,9
<tb> Asphaltenen <SEP> Gew.-% <SEP> 17, <SEP> 814l9, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Paraffin <SEP> Gew.-% <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 3, <SEP> 9 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP>
<tb> mittleres <SEP> Molekulargew. <SEP> 4509 <SEP> 2266 <SEP> 1823
<tb> Penetration <SEP> bei <SEP> 25 C <SEP> nun. <SEP> 10-1 <SEP> 172 <SEP> nicht <SEP> bestimmbar <SEP> nicht <SEP> bestimmbar
<tb> Erweichungspunkt <SEP> oc <SEP> 45, <SEP> 0 <SEP> 42, <SEP> 5 <SEP> nicht <SEP> bestimmbar
<tb> Vikosität <SEP> bei <SEP> :
<tb> 60 C <SEP> mPas <SEP> 17704 <SEP> - <SEP> -
<tb> 80 CmPas <SEP> 2840 <SEP> 360 <SEP> 254
<tb> 100 C <SEP> mPas <SEP> 722 <SEP> - <SEP> -
<tb> ! <SEP> 35 C <SEP> mPas <SEP> 145 <SEP> 40, <SEP> 5 <SEP> 28, <SEP> 7 <SEP>
<tb>
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Tabelle 5 Mit Luft geblasene Rückstände nach der Vakuumdestillation des Gemisches geblasener und ungeblasener Rückstand
EMI12.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP>
<tb> Gehalt <SEP> an:
<SEP> Dimension <SEP> ural <SEP> Blend <SEP> Amna <SEP> Brega
<tb> Gestättigten <SEP> Gew.-% <SEP> 21, <SEP> 0 <SEP> 32, <SEP> 8 <SEP> 32, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Aromaten <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 20,1 <SEP> 17,0 <SEP> 18,1
<tb> Harzen <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 32,6 <SEP> 25,0 <SEP> 30,2
<tb> Asphaltenen <SEP> Gew.-% <SEP> 26,3 <SEP> 25,2 <SEP> 19,6
<tb> Paraffin <SEP> Gew.-% <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP>
<tb> mittleres <SEP> Molekulargew. <SEP> 8631 <SEP> 5252 <SEP> 7469
<tb> Penetration <SEP> bei <SEP> 25 C <SEP> mm.10-1 <SEP> 111 <SEP> 108 <SEP> 90
<tb> Erweichungspunkt <SEP> oc <SEP> 52, <SEP> 0 <SEP> 62, <SEP> 0 <SEP> 60, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Vikosität <SEP> bei <SEP> :
<SEP>
<tb> 60 C <SEP> mPas <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb> 80 C <SEP> mPas <SEP> 4,7. <SEP> 103 <SEP> 0 <SEP> 27327
<tb> 100 C <SEP> mPas <SEP> 1,2. <SEP> 103 <SEP> 6545 <SEP> -
<tb> 1 <SEP> mPas <SEP> 240 <SEP> 472 <SEP> 249
<tb>
<Desc/Clms Page number 13>
TABELLE 6
EMI13.1
<tb>
<tb> Vergleichbeispiel <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP>
<tb> Dimension
<tb> Korngerüst
<tb> > 11 <SEP> mm <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 16, <SEP> 7 <SEP> 16, <SEP> 7 <SEP> 16, <SEP> 7 <SEP> 16, <SEP> 7 <SEP> 16, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 2-1 <SEP> mm <SEP> Gew.-% <SEP> 45,5 <SEP> 45,5 <SEP> 45,5 <SEP> 45,5 <SEP> 44,5
<tb> Sand <SEP> Gew.-% <SEP> 29,3 <SEP> 29,3 <SEP> 29,3 <SEP> 29,3 <SEP> 29,3
<tb> Füller <SEP> Gew.
<SEP> -% <SEP> 8, <SEP> 5 <SEP> 8, <SEP> 5 <SEP> 8, <SEP> 5 <SEP> 8, <SEP> 5 <SEP> 8, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Bitumen
<tb> Erweichungs- <SEP> C <SEP> 43,0 <SEP> 48,0 <SEP> 45,0 <SEP> 46,5 <SEP> 47,0
<tb> punkt
<tb> Penetration <SEP> bei <SEP> mm. <SEP> 10-1 <SEP> 109 <SEP> 66 <SEP> > 400 <SEP> nicht <SEP> nicht
<tb> 250e <SEP> best. <SEP> bar <SEP> best. <SEP> bar
<tb> Mischgut
<tb> Bitumengehalt <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 4,9 <SEP> 4,9 <SEP> 4,9 <SEP> 4,9 <SEP> 4,9
<tb> Tragwert <SEP> kN <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP> 13, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> nicht <SEP> best. <SEP> bar <SEP> nicht <SEP> best. <SEP> bar
<tb> Fliesswert <SEP> mm <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> 3, <SEP> 7 <SEP> nicht <SEP> best. <SEP> bar <SEP> nicht <SEP> best. <SEP> bar
<tb> Hohlraumgehalt <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> nicht <SEP> best.
<SEP> bar <SEP> nicht <SEP> best. <SEP> bar
<tb>
<Desc/Clms Page number 14>
TABELLE 7
EMI14.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> 14 <SEP> 15 <SEP> 16 <SEP> 17 <SEP> 18 <SEP> 19 <SEP>
<tb> Dimension
<tb> Korngerüst
<tb> > 11 <SEP> mm <SEP> Gew.-% <SEP> 16,7 <SEP> 16,7 <SEP> 16,7 <SEP> 16,7 <SEP> 16,7 <SEP> 16,7
<tb> 2-1mm <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 45,5 <SEP> 45,5 <SEP> 44,5 <SEP> 45,5 <SEP> 45,5 <SEP> 45,5
<tb> Sand <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP> 29, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Füller <SEP> Gew.-% <SEP> 8,5 <SEP> 8,5 <SEP> 8,5 <SEP> 8,5 <SEP> 8,5 <SEP> 8,5
<tb> Bitumen
<tb> Erweichungspunkt <SEP> oc <SEP> 45, <SEP> 0 <SEP> 42, <SEP> 0 <SEP> n. <SEP> best. <SEP> bar <SEP> 52, <SEP> 0 <SEP> 62, <SEP> 0 <SEP> 60, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Penetration <SEP> bei <SEP> mm.
<SEP> li' <SEP> 172 <SEP> nicht <SEP> be- <SEP> nicht <SEP> be- <SEP> 111 <SEP> 108 <SEP> 90
<tb> 250e <SEP> stimmbar <SEP> stimmbar <SEP>
<tb> Mischgut
<tb> Bitumengehalt <SEP> Gew.-% <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Tragwert <SEP> kN <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> n. <SEP> best. <SEP> bar <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP> 11, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Fliesswert <SEP> mm <SEP> 4,3 <SEP> 5,6 <SEP> n. <SEP> best. <SEP> bar <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Hohlraumgehalt <SEP> Vol. <SEP> -% <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> n. <SEP> best. <SEP> bar <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP>
<tb>