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" Procédé pour la préparation de bitumes asphaltiques ".
La présente invention est relative à un procédé pour la préparation de bitumes asphaltiques ayant des indices de péné- tration supérieurs ou inférieurs et un point de fusion supé- rieur, à partir de bitumes asphaltiques provenant d'huiles minérales ou de produits d'huile minérale ayant un indice de pénétration inférieur ou supérieur et un point de fusion in- férieur. tels que, des bitumes asphaltiques obtenus par distilla- tion, par extraction ou par précipitation, ou ceux préparés de résidus obtenus par le craquage ou l'hydrogénation destructive sous pression d'huiles minérales ou de produits d'huile miné- rale, etc.
On a découvert qu'à partir des bitumes asphaltiques mentionnés on obtient des bitumes avec: des indices de pénétra- tion supérieurs ou inférieurs et un-point de fusion pins élevé, en les traitant avec des aoides sulfoniques aromatiques ou . avec des sulfohalogénures aromatiques: cependant ces acides ou sulfohalogénures ne peuvent -pas contenir desgroupes nitro ou des groupes nitroso comme noyaux de substituants.
Par "indice de penetration" on entend un chiffre qui
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indique la sensibilïté s. la température de bitcse asphaltique et qui dérive habituellement d'un essai de penétration, exécuté en principe . P,5 C, et du point de ramollissement ("anneau et bille!!) (voir Xolloid-Zeitschrift 76, No 1, 95-111 (1936) ).
Par "acides sulfoniques aromatiques" et nsulfohalogënurcsT' on entend à la fois les acides mono- et les acides polysulfo-
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niques et les sulohalogénures. Les acides sulfoniques et les sulfohalogénures peuvent contenir des substituants tels que des groupes hydrocarbures, des groupes hydroxyle, des groupes amino, des halogènes et analogues*
Des exemples d'acides sulfoniques aromatiques et de
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sulfohalo8énures qui sont employés, suivant la présente invention, pour le traitement des bitumes asphaltiques, sont l'acide naphtalène sulfonique, l'acide na.phtalène disulfonique, l'acide ohlorobenzëne sulfonique-, le sulfochlorure de toluène, l'acide aminobezèn6 sulfonique, etc.
Ces substances sont en général ajoutées en petites quantités,,à savoir jusQu'à quelques unités pour cent, par exemple jusqu'à. 5 pour cent en poids, suivant l'activité des suostancag la nature des bitumes asphaltiques et les résultats d(5sirds Le cas échéant, orl peut aussi eLployer de plcs grandes quant- tés des substances aromatiques en question'
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Le 'trai'te:üeIlt se fait de préférence à température élevée, par eJ...'Bl.lple ?1.. des températures supérieures à 100 C environ. Quand on choisit des températures plus élevées, on obtient les
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propriétés dcsirees en noins de temps.
La température maximum du traitement est de 300 C environ De préférence on n'emploie pas des températures supérieures # 250 C environ, parce qu'avec
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des températures supérieures'a. 300"C environ,on obtient a. un moindre degré l'effet désiré, par suite de la conversion des
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bitumes et de la décomposition des acides sulfonique et des
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sc:lohalogénuxes, ainsi qu'on le vérifie par un dégagement plus ou moins intense d'anhydride sulfureux
Le traitement péut,se faire en incorporant les substances
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al7l itumes par un mélange intensif.
Ceci se produit avec la plus grande facilité lorsque les bicornes exi'Btent à l'état 'liquide* A cet effet on peut 'les liquéfier, par exemple par chauffage ou par dissolution dans un solvant appropriée Les
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acides, saihfoniques et les s'ul:C,ohalogéuures peuvent aussi être trait Es au préalable avec un salvant approprié-
Le procédé diaprés la présente invention procure un moyen simple de fabriquer des bitumes asphaltiques ayant les proprié- tés les plus désirables pour certaines applications.
Si l'on
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se rend compte du fait que, pour les applications iliaustriellew variées des bitumes asphaltiques, on recommande des bitumes ayant des propriétés très- différentes, l'importance du produit @
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conforme la présente invention est évidente* La' nature du bitume initiai, a une grande influence sur l'effet qui est obtenu ainsi qu'il résulte de ce qui suit
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Les bitumes nsphalti-qqerd de distillation directe et les bitumes asphaltiques qui ont d.j.
,été soumis au procêd6 de 'soufflage ont leurs indices de pn'ëtration et leurs points de fusion augmentés,en sorte que'l'on obtient des résultats qui correspondent à ceux que 1!-on peut atteindre par le soufflages @
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De plus, leprocz6d6 conforme la présente invention offre plrzsl de possibilités et est pics aisé mettre en oeuvre que le procédé de soufflage,- parce que l'on peut obtenir.' en un temps'très court des produits ayant, des. indices de pénétration et des points de fusion fortement modifiés''
Suivant la présenteinvention on peut même obtenir des
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bitumes asphaltiques ayant des indices de pânât:l:1m:
t,ion et des points de fusion qui ne-sauraient être atteints par soufflage,
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tel qu'ils été pratiqué jusqu'ici- Les indices de pénétration et les points de fusion des bitumes asphaltiques qui ont déjà été soumis au procédé de soufflage peuvent subir un accroisse- ment ultérieur considérable par l'application de la présente invention-
Lorsque l'on obtient des produits'ayant des points de fusion qui correspondent . ceux qui ont ét obtenus par souf- flage, ils ont encore, si on les compare avec ces derniers bitumes, l'avantage d'offrir une résistance plus grande à la coulée quand on les applique à des surfaces en pente,
tandis qu'ils ont aussi une résistance plus grande aux chocs et aux @ vibrations*
On peut même obtenir des bitumes ayant des points de fusion (anneau et bille) supérieurs à 200 C environ et ayant des pénétrations superieures # 10, mesurées à 25 C. De tels bitumes conviennent très bien pour être utilisés comme couche protectrice sur dés matériaux de oonstruction qui doivent être exposés à des températures très élevées, L'application de l'invention , des bitumes asphaltiques ' qui sont préparés au moyen de résidus du craquage, a un autre effet. Ici également le point de fusion des bittmes est relevé, mais lTindice de pénétration est abaissé.
Ces bitumes conviennent très bien pour être utilisés comme bitumes de briquettage, parce que, en raison de leur fragilité supérieure, on les pulvérise aisément, ce qui faci- lite leur dosage., Ils rendent aussi de très grands services dans la fabrication des encres d'imprimerie'
Le brevet allemand n 641.393 décrit un procédé pour l'augmentation de la viscosité de goudron, en chauffant le goudron initial à une température de 110-130 C avec moins de 5% de chlorure d'acide sulfonique organique (aussi aromatiques.
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De ce fait connu on ne peut déduire aucune indication par rapport au présent procédé, dans lequel on traite un tout autre matériel, à savoir des bitumes asphaltiques à partir d'huiles minérales ou de produits d'huile minérale, et ayant en outre un autre but.à savoir %ne amélioration des propriétés de bitumes asphaltiques., provenant d'huiles minérales cu de
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produits dihuile, mîn6rale-t %XEà'TLB Ié éin bitume asphaltique soufflé du 'nétaela, aan uxr.
'point de fusion (anneau et bille} = 86- :"0, une pénétration à 25 o = 40, un indice de pénétration = +4,1à, a été chauffé pendant quelques minutes a. 200 0 environ, avec- mélange intensif avec le en poids d'aèide naphtalène disulfonique. On a obtenu un bitume avec un point de fusion (anneau et bille) = 134 0, ztnenâtraian. à à5 0 = S4 et un'indice de. pénétration +717.
Dans le cas du même traitement avec,-1/2e. en poids de sulfochorure d'ortho-toluène, on a obtenu un bitume ayant 'un point de fusion (anneau et bille) = 101 C, une pénétration à 25 C = 28 et un indice de pénétrations 55,3.
EXEMPLE II.
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'Oh bitume Dubbs de.eraquage, point de fusion (anneau.et bille) = 5 , pénétration a. 35''C 4S,; indice de pâ,nétratian = -1,5, a été chauffé pendant z4 heures à une tampëratuie de 200110, ensemble avec 4% ern poids daid.naphalène sulfonique bêta. Le bitume obtenu avait un point de fusion (anneau et bille) = 6500, une penêtretiqn à 25 Q = 6 et un indice de pénétration 21,8.
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"Process for the preparation of asphaltic bitumens".
The present invention relates to a process for the preparation of asphaltic bitumens having higher or lower penetration indices and a higher melting point, from asphaltic bitumens obtained from mineral oils or from mineral oil products. having a lower or higher penetration index and a lower melting point. such as, asphaltic bitumens obtained by distillation, extraction or precipitation, or those prepared from residues obtained by cracking or destructive hydrogenation under pressure of mineral oils or mineral oil products, and the like.
It has been found that from the asphaltic bitumens mentioned one obtains bitumens with: higher or lower penetration indices and a higher melting point, by treating them with aromatic sulfonic acids or. with aromatic sulfohalides: however these acids or sulfohalides cannot contain nitro groups or nitroso groups as substituent rings.
By "penetration index" is meant a figure which
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indicates sensitivity s. the asphaltic bitcse temperature and which usually derives from a penetration test, carried out in principle. P, 5 C, and the softening point ("ring and ball !!) (see Xolloid-Zeitschrift 76, No. 1, 95-111 (1936)).
By "aromatic sulfonic acids" and nsulfohalogenurcsT 'is meant both mono- and polysulfo acids.
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nics and sulohalides. Sulfonic acids and sulfohalides may contain substituents such as hydrocarbon groups, hydroxyl groups, amino groups, halogens and the like *
Examples of aromatic sulfonic acids and
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sulfohalo8énides which are used, according to the present invention, for the treatment of asphaltic bitumens, are naphthalene sulfonic acid, na.phthalene disulfonic acid, ohlorobenzene sulfonic acid, toluene sulfochloride, aminobezèn6 sulfonic acid, etc.
These substances are usually added in small amounts, ie up to a few percent units, eg up to. 5 per cent by weight, depending on the suostancag activity, the nature of the asphaltic bitumens and the results of (5sirds Where appropriate, orl may also use large quantities of the aromatic substances in question '
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The treatment is preferably carried out at elevated temperature, by eJ ... 'Bl.lple? 1 .. temperatures above about 100 ° C. When we choose higher temperatures, we get the
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properties described in number of times.
The maximum treatment temperature is approximately 300 C Preferably, temperatures above approximately # 250 C are not used, because with
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temperatures above. About 300 ° C, the desired effect is obtained to a lesser extent, due to the conversion of
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bitumens and the decomposition of sulfonic acids and
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sc: lohalogens, as can be verified by a more or less intense release of sulfur dioxide
The treatment can be done by incorporating the substances
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al7l itumes by intensive mixing.
This occurs most easily when the bicorns exist in a liquid state. For this purpose they can be liquefied, for example by heating or by dissolving in a suitable solvent.
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acids, saihfonics and sul: C, halides can also be pre-treated with an appropriate salvager.
The process of the present invention provides a simple means of making asphaltic bitumens having the most desirable properties for certain applications.
If we
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realizes that, for the various industrial applications of asphaltic bitumens, bitumens with very different properties are recommended, the importance of the product @
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according to the present invention is obvious * The nature of the bitumen initiated, has a great influence on the effect which is obtained as it results from the following
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Direct distillation nsphalti-qqerd bitumens and asphaltic bitumens which already have.
, been subjected to the blowing process have their penetration indices and their melting points increased, so that results are obtained which correspond to those which can be achieved by the blowing.
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In addition, the process according to the present invention offers more possibilities and is easier to carry out than the blowing process, because it is obtainable. in a very short time products having,. strongly modified penetration indices and melting points ''
According to the present invention, it is even possible to obtain
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asphaltic bitumens with fade indices: l: 1m:
t, ion and melting points which cannot be reached by blowing,
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as practiced heretofore. The penetration indices and melting points of asphaltic bitumens which have already been subjected to the blowing process may undergo a considerable subsequent increase by the application of the present invention.
When one obtains products having melting points which correspond. those which were obtained by blowing, they still have, if one compares them with these last bitumens, the advantage of offering a greater resistance to the flow when they are applied to sloping surfaces,
while they also have greater resistance to shock and @ vibration *
It is even possible to obtain bitumens having melting points (ring and ball) greater than about 200 C and having penetrations greater than # 10, measured at 25 C. Such bitumens are very suitable for use as a protective layer on construction materials. oonstruction which must be exposed to very high temperatures. The application of the invention, asphaltic bitumens which are prepared by means of cracking residues, has a further effect. Here too the melting point of the bittmes is raised, but the penetration index is lowered.
These bitumens are very suitable for use as briquetting bitumens, because, due to their superior brittleness, they are easily pulverized, which facilitates their dosage. They also render very great services in the manufacture of inks of 'printing press'
German Patent No. 641,393 describes a process for increasing the viscosity of tar, by heating the initial tar to a temperature of 110-130 C with less than 5% organic sulfonic acid chloride (also aromatics.
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From this known fact no indication can be deduced with respect to the present process, in which an entirely different material is treated, namely asphaltic bitumens from mineral oils or from mineral oil products, and further having another aim, namely% ne improvement of the properties of asphaltic bitumens., originating from mineral oils cu de
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oil products, mîn6rale-t% XEà'TLB Ié asphaltic bitumen blown from 'nétaela, aan uxr.
'melting point (ring and ball} = 86-: "0, a penetration at 25 o = 40, a penetration index = + 4.1à, was heated for a few minutes at about 200 0, with intensive mixing with the by weight of naphthalene disulfonic acid, a bitumen was obtained with a melting point (ring and ball) = 134 ° C. at 5 ° C. = S4 and a penetration index of +717.
In the case of the same treatment with, -1 / 2e. by weight of ortho-toluene sulfochoride, a bitumen was obtained having a melting point (ring and ball) = 101 ° C., a penetration at 25 ° C. = 28 and a penetration index of 55.3.
EXAMPLE II.
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'Oh Dubbs bitumen de.cracking, melting point (ring. And ball) = 5, penetration a. 35''C 4S ,; pa number, netratian = -1.5, was heated for 4 hours at 200,110 buffer, together with 4% by weight of beta naphalene sulfonic acid. The bitumen obtained had a melting point (ring and ball) = 6500, a penetration at 25 Q = 6 and a penetration index of 21.8.