CS230094B1 - Sposob výroby velmi tvrdých bitúmenov - Google Patents

Description

1 230 094

Vynález sa týká výroby velmi tvrdých bitúmenov penetračné-ho rozmedzia 3-12 penetračných jednotiek pri 25 °C a bodu mák-nutia 80 - 105 °C, vhodných ako spojivo pre tvrdé podlahové kry-ty v uzatvorených priestoroch, volných manipulačnýoh ploch a par-koví sk s dostatočne tuhým podkladom. V přítomnosti organickýchrozpúšťadiel sa bitúmeny uvedených vlastností dajú využit ďalejpri príprave bitúmenovýeh náteroch a to buď samotné alebo v zme-si s inými bitúmenami. Výroba velmi tvrdých bitúmenov uvedených vlastností spočí-vá v oxidácií- surovin o presne ohraničených vlastnostiaoh vzdu-chom pri teplotách 200 - 300 °G.

Velmi tvrdé bitúmeny, obdobné ako niektoré izolačně bitú-meny vykazujú vysoké body máknutia. V snahe zaistenia velkejohybnosti a vláčnosti pri nižších teplotách, ktoré sú nevyhnut-né pre izolačně bitúmeny, vykazujú tieto okrem vysokých bodovmáknutia i vyššie hodnoty penetrácií pri 25 °0. S prihliadnu-tím na ďalŠi© využitie vykazujú velmi tvrdé bitúmeny súčasnevysoké body máknutia a nízké penetračné hodnoty pri 25 °0· Z uve-deného dóvodu sa u velmi tvrdých bitúmenov všeobecne udávajuako kvalitativně kritéria body máknutia a penetrácia. Póvodne sa na přípravu velmi tvrdých bitúmenov využívalivýhradně asfaltioké ropy, pre ktoré je typický vysoký podielbitúmenovýeh podielov, Z asfaltiokých róp je možné tvrdé bitú-meny vyrobit buď priamo vákuovou destiláciou za tlaku cca 40torr, připadne vákuovou destiláciou za nízkého vákua cca 1-3torr. Destiláciou za vákua (viď tab. č. l) bolo možné vydesti-lovat olejové podiely do takej miery, že výsledný produkt vy-kazoval súčasne nízku penetráciu pri 25 °G a vysoký bod máknu-tia. V zahraničí bývajú bitúmeny vyrobené za nízkého vákua ozna-čované ak© Hochvakuum bitumen (HVB). Ku skratke HVB sa uvádzarozpátie bodov máknutia ako napr. HVB 85/95, HVB 95/105. 230 094 - 2

Tabulka č. 1 Vztah medzi výstupnou teplotou vákuovej pece a vlast-nostem! získaných bitúmenov z nagylengyelskej ro-py pri vákuu 40 torr (Zákar: Bitumen, Lipsko 1964) Výstupná teplota z pece °C 280 320 330 340 388 Vlastnosti bitúmenov:penetráoia /25 °C 223 74 33 15 12 bod máknutia KG °C 42 53 65 76 85 Rýchlym vyčerpáním asfaltiokých rop ako i v dósledku sna-hy po pokrytí značnýoh množstiev bitúmenov bol© nevyhnutnéhl’adat cesty ako nahradit klasické asfaltické ropy a bolo nut-né využit parafinioké ropy, pre ktoré je typický nízký obsahbitúmenovýoh podielov, nižší obsah asfalténov a vyšší obsah pa-rafinickýoh uhlovodíkov. Na rozdiel od asfaltiokých rop bolomožné vyrobit u parafiniokých rop vákuovou destiláoiou lenmákšie gradácie bitúmenov, ktoré sú vhodné len pre aplikáciena cestách (tab č. 2).

Tabulka č. 2 Vztah medzi výstupnou teplotou z vákuovej pece a kvalitou bitúmenov zo sovietskej komerčnej ropyza vakua 40 torr Výstupná teplota °0 375 385 395 410 Vlastnosti bitúmenu:penetráoia /25 °C 400 200 80 68 bod máknutiá KG /°0 34 38 46 48

Zaradenie vákuovej destiláoie za velmi nízkého vákua(1-3 torr) nesplnilo u parafiniokých róp očakávanú nádejhlavně preto, že tento systém kladie vysoké nároky na technic-ký stav zariadenia ako i na precizně dodržiavanie technologic-kých parametrov. Je dalej známe, že destiláoiou za vákua možnoz ropy získat len bitúmeny v takom množštve, o takých vlastnostich, ktoré sú závislé na obsahu a charaktere zložiek obsTáh-nutých v použitéj ropnéj surovině. - 3 - 230 094 V dosledku nevyhnutnosti výroby velmi tvrdých bitúmenovs nízkými penetráciami pri 25 Ca vysokými bodmi máknutiaKG °C z parafiniokýoh rdp bolo potřebné využit teohnológiu re-kombinovania zložiek, ktorá spočívá v přídavku koncentrátuasfalténov do makšieho vákuového bitúmenu. V praxi sa ako asfal-tické koncentráty využívajú buď prírodný asfalt (Trinidad s ob-sahom asfalténov 26 % hm, albánská Selenica s obsahom 46 % hxnasfalténov, připadne asfaltenické koncentráty získané z extrak-čnýoh procesov.

Pri rekombináoií vákuových bitúmenov makších gradácii učin-kujú asfaltény ako plnidlo, čo má za následok zvýšeni© bodu mak-nutia a zníženie penetrácie. Výsledná zmes sa stává preto tvrd-šia (tab* č. 3). Východzí bitúmen i L - 80 AP - 65 AP - 25 přídavek Selenioe % hm 0 40 50 65 0 40 55 65 0 20 40 bod máknutia KG /°C ’ 47,5 72 78 90 53 77 87 92 60 70 83 penetrácia /25 °C 75 14 12 5 50 11 4 2 27 7 6

Bxperimentálnymi prácami sa dokázalo, že je možné pri výro-bě velmi tvrdých bitúmenov v penetraci! 3-12 penetračných jed-notiek pri 25 °G a bodu máknutia KG 80 « 105 °C vylúčiť asfal-tioké ropy ako i rekombináciu makších vákuových bitúmenov para-finiokýeh rdp koncentrátmi asfalténov ak oxidujeme pri teplotách200 - 320 °C destilačný vákuový zvyšok, zmes destilačných zvyš-kov z parafiniokýoh rop, připadne zmes vákuového destilačnéhozvyšku s menej hodnotnými rafinérskymi produktami, ak tietozodpovedajú určitému, presne definovanému chemickému zloženia. t Optimálnost chemického skupinového zloženia oxidačnej su- roviny musí zodpovedať presne definovanému poměru jednotlivýchchemiokých zložiek, ktoré počas oxidačnej premeny uplatňujusvoj výrazný vplyv na vlastnostiaoh výsledného produktu. Idehlavně o poměr obsahu parafiniokýoh (P) a naftenických (N) uh-lovodíkov k obsahu 1’ahkých a středných aromátov (Ar 1) a k taž-kým aromátem (Ar 2).

Podstata vynálezu spočívá v oxidácii vzduchem pri teplo-tách 200 - 300 °C vákuového zvyšku, zmesí výkuových zvyškov,zmesi vákuového zvyšku s menej hodnotnými vedlejšími rafinér-skymi produktami ako napr. extraktov zo selekčnej rafinácii - 4 - 230 094 mazacích olejov, u kterých poměr jednotlivých ohemiokých sku-pin sa pohybuje v rozmedzí: < 0,30 - 0,50> ^,,-AJŽ /0,60 - 0,90>

Ar 1 Ar 2 kde, P je obsah parafinických uhlovodíkov W je obsah naftenickýoh uhlovodíkov

Ar 1 je obsah lahkých a středných aromatických uhlovodíkovAr 2 je obsah tažkých aromatických uhlovodíkov. Přednosti využitia uvedeného vynálezu spočívajú v možnosti náhrady klasických asfaltickýoh rop za ropy parafinické, v náh-radě prírodných asfaltov, připadne inýoh asfaltenických končen-trátov pri výrobě velmi tvrdých bitúmenov penetračného rozmedzia3-12 penetračnýoh jednotiek pri 25 °C a bodu maknutia 80 °Caž 105 °C. Ďalšia přednost využitia spočívá v možnosti využitiavedlajších, menej hodnotných rafinérskyeh látok ako napr. extraktov zo selekčnej rafinácie mazacích olejov.

Velmi tvrdé bitúmeny vyrobené uvedenou technológiou možnovyužit bud priamo ako spojivo pre tvrdé podlahové kryty, akozložka do nátěrových hm6t, připadne ako náhrada prírodnýchasfaltov pri rekombinácií m&amp;kšíeh bitúmenov. Příklady Vákuové destilaČné zvyšky o rčznom ohemickom skupinovomzložení ako aj zmesi vákuových zvyškov s extraktom zo sélekč-nej rafináeii motorových olejov sa oxidovali na laboratornějoxidačněj aparatúre pri teplote 270 °0 a prietoku vzduchu10 l/min/kg a sledovala sa závislost medzi chemickým skupino-vým zložéním surovin a vlastnosfami produktov. Vlastnosti pou-žitých surovin sú uvedené v tab. č. 4a 5. Závislosti medzi che-mickým skupinovým zložéním surovin a vlastnostárni produktov súuvedené v tab. č. 5· Z prehladu je zrejme, že u surovin u kto-rých je poměr menší ako 0,3 alebo v&amp;čší ako 0,5 a poměr menší ako 0,6, alebo v&amp;čŠí ako 0,9 vykazujú oxidované bi-túmeny v penetračnom rozmedzí 3 až 12 penetračnýoh jednotiekpri 25 °C body m&amp;knutia KG nižáie ako 80 - 105 °G. Jedine u su-rovin, u ktorýoh poměr jednotlivých ohemiokých skupin vyhovujepoměru ¢0,3 - 0,5} a ( 0,6 - 0,9} dosahujú sa po- žadované relácie medzi penetráoiou pri 25 °G a bodom máknutiaKG °C. - 5 ~ 230 094

Tabulka, č. 4 Vlastnosti východzích surovin

Extrakt E 353 Bitúmeny A - 80 A - 200 A -300 A-400 1 2 1 2 Bod máknutia KG /°C - 49 48 42 44 40 35 penetrácia /25 °C - 70 83 185 164 270 395 bod lámavosti °C - -8 ^14 -15 -17 -18 -19 duktilita 25 °C (cm) O Hustota g/cnrviskozita mm^/s 50°C100°0 obsah S % hmbod tuhnutia °C q bod vzplanutia Gfrakčné zloženie °C 988 1030 14,45 3 38 246 400-530 +100 +100 +100 +100 +100 +100

Tabulka δ, 5 Závislost medzi penetráciou /25 UC a bodom máknutia KG C produktua chemickým skupinovým zložením suroviny +» 44 d Tá

O a

Oi x> LA CM O O O CA CM CO la c- 81 0- C0 CA co co CA τοτ 112 82 M· 00 • £ • ia ca CA c- LA o CA o 00 co c- +» t- c- t- 00 CA CA CA o t- c— S rd o; d rM 00 c- H la CM CO CA <4- 'J- LA CO :p t- t~- b- CO co 00 CA o t- c— ta rd O d O IA ca CA o CA c— CM o CA LA co ti rd O- Ό 0- 00 co 00 CA · o c~- b- •rl o H 1 4d /3 CM co CM 00 CA CA oo CM N 0) rd c~- <O t— 0- C- 00 00 CA t- C'- íd ca M· CO ca CA CA LA rd CA CA t—1 rd t—1 rd CM CM CM CM LA + * •k •k •k •k •k •k •k «k o O o o o o O o o o Ph íd CM CA IA LA co CM LA CM CO CM CM M· la CA C- 00 00 CA rd LA d- h •k •k •k •k •k •k •k Vk •k •k *5 rd o o O o O o o rd rd P4 &amp; CA OJ 00 ca CA CM LA t- CA o H CM CM CM CM CA CA CA CM CO co + •k •k •k «k 0k •k * •k O O o O O o o o a O Pj a JS5 r—1 LA co co o- rd CA M· rd CA s M- ca t- o CO rd CA co 00 co + OJ <k •k •k •k »k •k •k •k •k •k -< o rd CJ OJ CA CA <4- CM CA Ph rd Φ Ή ia M" M· 00 CO O- •V CA r- d o CM co 0- CM 00 •v LA CA 00 Φ <5 *k <k •k •k *k Λ •k •k •k •k >N ul ca O- C- 0- co CO CO CA CM CA O 'Λΐ 00 c- C— t> o o t- O CO LA H N t- o- co co CA CO co "Φ OJ 00 C— o o CM 'J- O H CO > •k •k «k A •k •k «k «k •k O CM 0- co 0- CA rd CM co CA o a •3 rd CM CM CM CM CM CM H CM CM •H a. d co t> CO 00 CO r—1 tr- O CA co 44 H H la O •v CA -v H OJ *k •k «k •k •k «k «k •k *k o ca i—l o CA LA ’Μ- r-l CA CA 'Φ *< c- •4- LA IA LA LA LA CO CA CA 44 O •H Sd LA CO CO IA rd LA •M· CA O CO s 00 o CM ca CO rd co C- CA Φ + •k •k •k •k ·» «k •k r» •k «k X! la r-l M” c- o- 00 CO 0- rd O P^ rd rd rd rd r—1 r-l r-l rd CM CA rd t— rd e~- CA CA CM CM CA 00 65 ·* * OJ r-l CO £*- CO t- CO «< rd Γ—1 00 «k tk *k •k «k •k •k rd l> co LA . M- CA CA co lil VI O O O rd rd CM LA CM rd CM. \ f + + \ CA o O O CA CA CA O LA o o O O o LA O LA O LA O O CA 00 CM CA M- o CA o CA o CA oo CM 1 1 1 1 <4· 1 I PP *Ί Oj <4 *< fd 1 Id 1 Td «4 a? φ <í d •rl +» d d d d •P -P -P d d •rl d 44 φ φ φ φ a 44 6 44 a .M φ φ ř> Φ aJ 9 9 s .a cd 44 aJ a cd s 9 O >N d XP a d a s3 x3 d O +» P •P -P •P vs -P P •P •P -P d r-l M •rl •rl •rd •rl o H O M o M •rl •rl w N Φ 43 43 43 43 CA φ 00 Φ LA φ 43 43 230 094 - 7 - 230094

Velmi tvrdé bitúmeny penetracného rozmedzia 3 až 12 pe-netračných jednotiek pri 25 °C a bodu maknutia KG 80 až 105°Cpřipravené podlá uvedeného vynálezu možno použit ako spojivopre tvrdé podlahové kryty v uzatvorených priestoroch, volnýchmanipulačných ploch a parkovísk, pri príprave bitúmenových náteroch, připadne ako náhrada za prírodné asfalty pri rekombi-nácii mákších gradácii bitúmenov. V tabulke č. 6 je uvedenázměna vlastnosti bitúmenov A-80, AP-65 a AP-25 po přídavkuprírodného asfaltu Selenica a velmi tvrdého bitúmenu, připra-veného podlá uvedeného vynálezu bodu maknutia KG 90 °C a penetrácie /25 °C 10 penetračných jednotiek. 230 094 1 00

I φ ο 3 φ Η φ w •r*a ω 44 ta £> *3 3

I Μ ř4 Ρ. Ο Λ Α ΟΙ

I (4 λ Ά Ο 2 0 ο 3 ω Ο Μ- Ο ΓΑ 00 ΟΙt— «Η OJ Μ·C— Η Α ΜkO ΟΙ οο (γ t- ο Ο- 1-4 σ> ο.Η +1 οο kO Η ca σι•Ι-

kO kO kO t- +> •Η &amp; +» •Η (4 Ο •Η 3 <0 ι-1 Φ

W Ο ΟΙ Ο ί-Ι t— οΙΑ ΓΑ k£> ΟΙ3\ 1 Α ΟΙkO οι OJO01 Μ· »

C0 t- t— OkD H

..........L α μ-ια «Φ Μ- Ι <Α ΟΙΑ Μ"

Μ- ΟΙΙΑ I kD co 00 Hko h Η ΙΑΙΑ ΙΑ *? kO 04ΙΑ Μ-

Μ- O O HΗ Η H t- ΑΜ- t-r ΓΑ ΟΙΑ ΙΑ

O ř~ O OlkO οι Ol H t~ σ\kO Η kO ο •Ρ •Η Α Ο ΙΑ Ο Μ- '>» ο3 ΟΙ +» •a ΗΦ!>

Οr—I ΙΑ A ΟΙkD ΟΙ

ά ο Α -φ A MrΙΑ ΙΑ 8

JJT

Η ΟΙΑ kO ο t-ΙΑ Ά Μ· ΟΙ 00 QkO οι Μ-+» 8 ΟΙ

3 I

Ol CA Μ ΟΙkO ΟΙ 00 CO Q Μ-ια ΟΙ 2 ’ kO kĎ ΙΑ

ΙΑ ΓΑ I

ΙΑ ΟΙ § kOΙΑ Μ- *ψ I

o t- φ MO- Η I w oj o o kO Ol H r-l ΓΑ ΙΑ Ol H43 Ol H rl L. OJ kO O OlkO oi OJ ql t- οΜ- C— A Ο Μ ΟΙΑ CA Α Η

+ I

O t— O OlkO Ol Ol H

01 A O S O S O o o \φ O o O o O 3 •X. a X» O v—z xz o •p o O O O o o a 03 £ o O tíJ o O CÍJ o o (4 -P W A o M A o W A Ol A •H Ol A •rl Ol A •rl ř> •H 3 X. OJ •P 3 X» Ol •P 3 •P s •H X 03 •H X 03 Ή "X 03 td H •H . -P 3 O -P 3 O -P 3 O 53 Φ +» 3 •H 3 3 •H 3 > 3 •H 3 > Φ t> ta O -P rt o •p 3 3 O •P 3 a o Q '3 •H π '3 •rl B 44 '3 •rl S tq «4 3 •S r4 s3 53 r-l •SS h r-l '3 -P S -P •rl rH S •P •rl H s P •rl H 03 Φ -P Φ P Φ -P kO 3 <3 3 44 <3 •3 3 44 *3 »d 3 -a nd r-l O Φ 3 o o Φ 3 O o Φ 3 o • >o > A 3» Kj A A *3 A A P< •3 A «4 44 Η 3 3 (Η

M N 3 •3 Φ O g A k3 O •p '>* •H !> A ο 00 1 <4 ΙΑ

kO

A

Ol

Claims (1)

1. 9 PŘEĎME T VYKÁ LEZU 230 094 Spósob výroby velmi tvrdých bitdmenov penetračného rosme-dala 3 λΙ 12 penetračnýoh jednotiek pri 25 0C, bodu maknutlaKG 80 «1^05 °0 vhodných ak© opojiv© pro tuhé podlahové kryty • v uzatvorenýoh priestorooh, volných manipulačných plóch a par-koví sk s dostatočně tuhým podkladem, oxidáoiou vzduchem pri ’ teplotách 2OQa£ž3OO ®C z parafiniokýoh róp vyznačený tým, že sa^ko surovina využije vákuový destilačný «vysek, zmes vakuovýchdestllačnýoh zvyžkov, připadne směs vakuového destilačného zvyéku smenej hodnotným rafinérskym produktem ak© napr* s extrak’-tom po selekčněj rafináoli olejov, kterých chemické skupinové«loženle vyjádřené celkovým obsahem parafiniokýoh (P), naftenických (E), Xahkýoh a středných aromatických (Ar l) a tažkýeharomatických uhXovodíkov (Ar 2) sedpovedá poměru < o,3 - 0,5> Ar 1 ž-i-2 < 0,6 - O,9> . Ar 2