DE2258133A1

DE2258133A1 - Asphaltzusammensetzungen und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2258133A1
Application number: DE19722258133
Authority: DE
Inventors: Luke W Corbett
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1971-12-03
Filing date: 1972-11-28
Publication date: 1973-06-07
Also published as: FR2162203B1; JPS4875623A; FR2162203A1; GB1406097A; NL7216107A; IT971347B; US3793189A; BE792200A; CA972905A; JPS5518745B2

Description

Die Erfindung "bezieht sich auf Asphaltzusammensetzungen, die für die Verwendung in einem Straßenbelag geeignet sind, sowie auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Es ist bekannt, daß sioh Asphalt aus verschiedenen Fraktionen zusammensetzt, wie beispielsWeise einer öllöslichen fraktion, die oft als Petrolenfraktion bezeichnet wird, und einer festen ölunlöslichen Fraktion,- die man als' Asphaltenfraktion bezeichnet. Die amerikanische Patentschrift 3 °37 987 beschreibt ein Verfahren, wie man Asphalt in diese Bestandteile aufspaltet.

Es ist außerdem bekannt, daß Asphalte hergestellt werden können, indem man die Bestandteile eines Asphaltes mit anderen Asphaltfraktionell mischt, um so den Asphalt neu zu bilden. Die eingangs erwähnte amerikanische Patentschrift sowie die amerikanische Patentschrift 2 I3I 2o5 und auch die britischen Patentschriften 99o 953 und 1 216 792 beschreiben derartige

Verfahren. 309823/0774 .,_s/2

Postacheckkonto: Hamburg 201220 ·. Bank: Dresdner Bank AG. Eto.-Nr. 3813807

Es wurde nun herausgefunden, daß Asphaltzusammensetzungen, die sich für die Verwendung in Straßenbelagmaterialien eignen, hergestellt werden können, wenn man eine flüssige Erdölfraktion mit einer Asphaltenfraktion und entweder einer Propan-ausgefällten Asphaltfraktion oder einer .Fraktion polarer Aromaten verbindet. Die flüssige Erdölfraktion ist ein Destillat oder ein Ölrückstand mit einem unteren Siedepunkt oberhalb 315 C· Das flüssige Erdölderivat kann entweder direkt mit diesen beiden Fraktionen verbunden werden oder zunächst mit einer und dann mit der anderen der oben genannten Fraktionen.

Die durch dieses neue und überraashende Verfahren hergestellten Zusammensetzungen zeigen eine Viskosität, eine Temperaturempfindlichkeit und Dehnungseigenschaften, die sowohl sehr erstrebenswert als auch unerwartet sind.

Außerdem gestattet dieses erfindungsgemäße Verfahren eine maximale Ausnutzung der Asphaltenfraktionen, die andererseits für die Verwendung in einem Straßenbelag nicht geeignet wären.

Asphaltene sind hocharomatische Bestandteile mit einem hohen Molekulargewicht, die in den meisten Rohölrückständen und natürlichen Asphalten enthalten sind, und zwar im besonderen in denjenigen, die als Asphalt-tragende Rückstände bekannt sind. Typische Eigenschaften dieser Materialien sind ebenfalls bekannt, beispielsweise durch die amerikanische tatentschrift 3 o93 573·

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Die erfindungsgemäß verwendeten Asphaltene werden im allgemeinen isoliert, indem man einen Asphalt-tragenden Rückstand mit einem Ausf ällungs-Läsungsmittelj-üblicherweise einem f lüsägen. Paraffin mit 5 bis 9 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise in einem Volumenverhältnis von mindestens 4- Teilen des Ausfällungs-Lösungsmittels pro Teil des Rückstandes, zusammenbringt. Das Ausfällungsmittel bewirkt, daß die Asphaltenfraktion als festes Material ausgefällt wird, das anschließend durch Filtration, Zentrifugieren oder ein anderes Verfahren abgetrennt werden kann. Eine eingehende Beschreibung eines Verfahrens zur Rückgewinnung von Asphaltenen wird in der.oben erwähnten amerikanischen Patentschrift 5 o87 887 erläutert. Die Asphaltene gemäß der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen kein Petrolen, d.h. eine in aliphatischem Kohlenwasserstoff lösliche Komponente aufweisen. ' -

Nach einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung erhält man Asphaltene, indem man einen Rückstand mit mindestens 4- Volumen-Teilen von normalem Heptan zusammenbringt und den unlöslichen Teil abtrennt. Der unlösliche Teil wird als Heptan-ausge^' fällte Asphaltene bezeichnet.

Die Asphaltene, die erfindungsgemäß geeignet sind, besitzen Er-, weichungspunkte nach ASTM D-36-7o„oberhalb etwa 14-8⁰O, vorzugsweise oberhalb 172⁰G bzw. oberhalb 23.2°0., oder, haben Oapillarr ohr Schmelzpunkte, die oberhalb von 14-8 G und vorzugsweise

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oberhalb von 2o4°C liegen.

Ein anderer Bestandteil, der in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Verwendung findet, ist Propan-ausgefällter Asphalt,den man durch Ausfällung des Asphaltes aus einem Rückstand mit flüssigem Propan erhält, wobei das Volumen des Propans im allgemeinen mindestens das Zweifache desjenigen des Rückstandes ausmacht. Propan-ausgefällten Asphalt erhält man oft als Nebenprodukt eines Propanentasphaltierungsverfahrens. Ein derartiges Verfahren betrifft die Ausfällung eines Asphaltes aus einem Rückstandsmaterial durch die Behandlung mit Propan unter kontrollierten Bedingungen. Die Verfahren, mittels welcher man die Propaiiausgefällten Asphalte, die für die Erfindung geeignet sind, erhält, sind hinlänglich bekannt. Hierzu wird beispielsweise auf die eingehende Beschreibung in "Petroleum Refining With Chemicals", V.A. Kalichevsky und K.A. Kobe, Elsevier Publishing Go., New York, 1956, Seiten 382 bis 396, verwiesen.

Die Propan-ausgefällten Asphalte, die für die Erfindung geeignet sind, sind gekennzeichnet durch eine ASTM D-5-65-Penetration bei 25°C von O bis 5o» vorzugsweise von O bis 25 und am stärksten bevorzugt von O bis 10 Zentelmillimeter, und einen Erweichungspunkt von etwa 38 bis 122°0, vorzugsweise etwa 65 bis 1o7°0 und am stärksten bevorzugt von etwa 71 bis 1o4°C.

Die Rohmaterialien, von denen die oben erwähnten Asphaltene und Propan-ausgefällten Asphaltfraktionen abgetrennt werden können, umfassen u.a. Lagunillas-, Tia «Juana-, Boscan—, Aramco-, Talco-, Kuwait-, Oregon Basin-, Lloydminister-, Santa Maria-, Kern River-, Eucuta, Redwater-, West Texas- sowie Smackover-

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Rohöle -und ähnliche. Die Asphältene -und die Propan-ausgefällten Asphalte, die erfindungsgemäß verwendet werden, können von den gleichen oder verschiedenen Rohmaterialien abgeleitet werden.

Anstelle des Propan-ausgefällten Asphaltes kann man auch eine polare aromatische Fraktion verwenden, die man aus Erdölasphalt erhält, die beispielsweise in "Analytical Ghemistry",41,Seite 576 (1.969), beschrieben ist. Derartige polare Aromaten werden mit Paraffin-liaphthen-Aromaten in Vielring-Strukturen sowie Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff enthaltenden Komponenten mit einem typischen durchschnittlichen Molekulargewicht von 9oo bis 13oo (Dampfdruck-Osmometrie-Verfahren unter Verwendung von Benzol) gemischt, wobei die Kohlenstoffatome in den aromatischen Ringen mit einem Prozentsatz von 35 bis 5o% vorhanden sind. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet man ein Asphaltenkonzentrat, das man erhält, indem man Asphaltrückstände mit .n-Pentan ausfällt, um sowohl die Asphältene als auch die polar-aromatischen Bestandteile bereitzustellen. Ein derartiges Konzentrat kann bis zu 5P Gew.-% polare Aromaten mit mindestens 5o Gew.-% Asphaltenen enthalten. Ein bevorzugtes Asphaltenkonzentrat enthält 2o bis 45 Gew.-% polare Aromaten und ^ bis 80 Gew.~% Asphältene. ·

Ein anderes Verfahren, nach welchem man die polaren Aromaten erhält, befasst sich zunächst mit der Entasphaltierung eines Erdölrückstandes zur Bildung von Asphalten- und Petrolenfraktionen, worauf durch wiederholte Extraktion einer sich ergebenden Petrolenfraktion unter nachfolgender Behandlung mit Abtrennlösungsmitteln, wie beispielsweise Butan, Propan, Methan,

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Aceton, Methylethylketon usw. oder Mischungen davon, ein polares Aromatkonzentrat als Raffinat übrig bleibt.

In den letzten Jahren haben die Anforderungen an schwere Heizöle mit einem niedrigen Schwefelgehalt eine Veränderung der Herstellungsverfahren erforderlich gemacht, und zwar im besonderen insoweit, als Rohöle mit niedriger Dichte und hohem Schwefelgehalt betroffen sind. Wenn derartige Hohöle verwendet werden, enthält das daraus hergestellte schwere Heizöl üblicherweise Schwefel im Bereich von 2 bis 3% oder mehr, während die gegenwärtigen Vorschriften häufig den Schwefelgehalt auf höchstens o,3 bis 2,o% beschranken. Um diese Heizöle mit niedrigem Schwefelgehalt herzustellen, wird es nun bevorzugt, die schweren Gasölfraktionen zu Vakuum-ctestiHieren, die darauf zu einem niedrigen Schwefelgehalt wasserentschwefelt werden, worauf Rückstände mit einem hohen Schwefelgehalt beigemischt werden, um den gewünschten Schwefelgehalt einzustellen. Dieses Verfahren gestattet die Herstellung von Brennstoffen mit jedem beliebigen Schwefelgehalt zwischen o,3 und 2,o%. Dieses Verfahren jedoch liefert einen Überschuss an schweren Rückständen mit hohem Schwefelgehalt.

Ein Verfahren, um die schweren Rückstände mit einem hohen Schwefelgehalt wirtschaftlich auszunutzen, besteht darin, sie einer Deasphaltierung mit einem flüssigen Paraffin mit 5 bis 9 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Heptan, zu unterwerfen, um eine Asphaltenfraktion und einen Petrolenextrakt zu erhalten. Das Lösungsmittel wird dann aus dem Petrolen entfernt und die Petrolenfraktion wird über einem Katalysator, wie z.B. Kobaltmolybdat

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auf einem Träger wasserentschwefelt·, und zwar unter Bedingungen, die allgemein für Gasöle eingesetzt werden und beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift 3 531 398 beschrieben werden, wobei !Temperaturen von 315 bis 455°0, Drucke von 21 bis 7okg/cm , ein Beschickungsverhältnis 'Gewicht pro Stunde pro Gewicht des Katalysators von o,1 : 1 bis 1o : 1 und eine Wasserstoffzufuhrrate von 122 bis 244o Im pro m³ Beschickung angewandt .werden. Die sich ergebendenPetrblene mit einem niedrigen Schwefelgehalt können als schwere Heizöle oder als Bestandteile für schwere Heiz-Ölmischungen verwendet werden» Das Asphaltenkonzentrat, das durch den Entasphaltierungsschritt abgetrennt wurde, enthält Metalle und Schwefel, die die Wasserentschwefelungskatalysatoren vergiften wurden, weshalb dieses Konzentrat nicht in der Beschickung für den Wasserentsehwefelungss'chritt eingesetzt wird. Stattdessen kann dieses Asphaltenkonzentrat, das polare Aromaten enthält, für die Herstellung von Asphaltmischungen verwendet werden, die sich - wie oben erwähnt - für einen Straßenbelag eignen.

Bei der dritten Komponente, die dn den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet wird, handelt es sich um ein flüssiges Erdölderivate mit einem Fließpunkt bei etwa -^23»4- bis 5^»5°O (ASTM D-97) und einem auf den Atmosphärendruck bezogenen unteren Siedepunkt von etwa 315°G oder höher (ASTM D-II60). Derartige Fraktionen, wie Gasöle, schwere Destillate, Schmierölextrakte oder entasphaltierte Rückstandsöle, können eingesetzt werden. Diese können mittels bekannter Verfahren sowohl aus den oben erwähnten fiohÖlen hergestellt werden sowie auch aus anderen Eoh-

. ♦ ./8

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ölen, die die so gekennzeichneten Fraktionen ergeben.

Als Destillatöle, die erfindungsgemäß in der Praxis "bevorzugt eingesetzt werden, kommen Vakuum-Gasöle in Frage, die einen
Siedepunkt im Bereich von 315 bis 65o°C, vorzugsweise etwa
35o bis 54o°C oder noch besser e,twa 427 bis 48o°C haben (jeweils auf den Atmosphärendruck bezogen).

Unter den Rückstandsölen, die vorzugsweise nach der Erfindung eingesetzt werden, befinden sich solche mit einem unteren Siedepunkt oberhalb 315°C, vorzugsweise 35o°C und am meisten bevorzugt 427°C (jeweils auf den Atmosphärendruck bezogen). Die erfindungsgemäß in der Praxis verwendeten Rückstandsöle haben im allgemeinen einen Heptan-ausfällbaren Asphaltengehalt von
mindestens 3 Gew.-%, gemessen vom Institute of Petroleum (Großbritannien), Methode IP 143/57.

Außerdem befinden sich unter den erfindungsgemäß in der Praxis verwendbaren flüssigen Erdölderivaten Rohölrückstände, und zwar im besonderen solche Rückstände, die nicht durch übliche
Destillationsverfahren allein reduziert werden können, so daß sie Asphalte ergeben, die in zufriedenstellender Weise für den Straßenbelag einsetzbar sind. Unter diesen Rohölrückständen befinden sich auch jene, die man von PemMna-, leichten Sour Blend- und leichten arabischen Rohölen erhält.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße flüssige Erdölderivat
gekennzeichnet durch einen hohen unteren Siedepunkt, wie oben Erwähnt wurde, einen verhältnismäßig hohen Flammpunkt (doM- 0

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oder höher) sowie eine Viskosität, die sich für ein Mischen eignet, z.B. Jo "bis 4ooo SUS£155°^C, vorzugsweise 5o-5ooSUSc-99°C (ASTM D-455).

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten die oben beschriebenen Bestandteile in den folgenden Prozentsätzen (alle Prozentzahlen und Teile in der vorliegenden Anmeldung sind auf das Gewicht bezogen, wenn nichts anderes angegeben wird) :

Zusammens etzung

erfindungs-

gemäßer

Bereich

bevorzugter Bereich

am stärksten bevorzugter Bereich (%)■

Asphaltene' ^ - ^o

Propan-ausgefällter

Asphalt oder polare 1o- 5o Aromaten

Erdölderivate Ίο- 75

1o -

2o - 65

1q - 25

15 - 3o

25 - 55

Da sich die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen für die Verwendung in Straßenbelagmaterialien eignen,' sind die Zusammensetzungen auch homogen, wie durch den Oliensis-Punkt-Test .bestimmt wurde (AASHO-Bestimmungstest T-1o2-57). Diese Untersuchungsmethode ist den Fachleuten wohlbekannt und ist von vielen Strassenbauorganisationen als Maßstab für Straßenbelag-Asphalt gesetzt worden (siehe auch beispielsweise die amerikanische Patentschrift 3 54-0 9o6, Spalte 1, Zeilen 38 bis 42).

.«»/ίο

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Die oben beschriebenen Bestandteile werden miteinander vermischt oder verbunden, und zwar mittels Verfahren und Vorrichtungen, wie beispielsweise von einer Pumpe in Bewegung gehaltene Kreislaufsysteme, lankrührer, In-Iine-Mischer und dergleichen, die den Fachleuten wohlbekannt sind.

Es ist auch möglich, die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen herzustellen, indem man Propan-ausgefällten Asphalt und Asphaltene oder das Konzentrat aus Asphaltenen und polaren Aromaten dem normalen Rückstand von der Destillation eines Rohöls hinzufügt, worauf die Rohölrückstandsmischung erneut destilliert wird, wodurch man einen Asphalt erhält, der sich für den Straßenbelag eignet. Ein derartiges Vorgehen ist besonders erwünscht, wenn es sich bei dem Rohöl um ein solches handelt, das keim Asphalt durch direkte Destillation ergibt, der sich für den Straßenbelag eignet.

Es ist weiterhin auch möglich, den Propan-ausgefällten Asphalt und/oder Asphaltene oder das Konzentrat aus Asphalten und polaren. Aromaten mit einem Erdöldestillat zu mischen, das üblicherweise in dem Verfahrensstrom einer Raffinerie vorhanden ist, wie beispielsweise Kerosen, wodurch die Behandlung erleichtert wird, während man anschließend diese Mischungen mit den anderen Bestandteilen kombiniert. Diese Kombination kann dann destilliert werden, um die Rückgewinnung des Erdöl —Destillates zu ermöglichen, und als Rückstand die erfindungsgemäße Asphaltzusammensetzung herzustellen.

.../11

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-rr-

Die Eigenschaften, die eine Asphaltzusammensetaung haben muss, ,um für einen Straßenbelag geeignet zu sein, sin den Fachleuten bekannt. Einige dieser Eigenschaften und die Bestimmungsmethoden, die einen für den Straßenbelag geeigneten Asphalt charakterisieren, sind in derTabelle I zusammengefasst.

■ · Tabelle I

Eigenschaften von Asphaltzusammensetzungen, die für die Verwendung im Straßenbelag geeignet sind

Eigenschaft	Analytisches Messverfahren	Bereich
Penetration bei 25 C in Dezimillimetern	ASTM D-5-65	30-300
Penetrationsverhältnis	—	2o-6o
0:25°C)x1oo
Erwei chungspunkt	ASTM D-36-7ο	95-135
Absolute Viskosität bei '- Poise	60⁰C, ASTM D-2171	35o-9ooo
Dehnung bei 25°G, cm	ASTM D-113	I0-I00+
Dehnung bei 4-⁰G, cm	ASTM D-113	0-100-
Oliensis-Punkt-Test	AASHO T-102-57	negativ

Wie aus den hier aufgeführten Eigenschaften ersichtlich ist, besitzen die erfinaungsgemäßen Zusammensetzungen Eigenschaften, die in diese Bereiche fallen.

.../12

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ti

Die erfindungsgemäßen Asphaltzusammensetzungen sind insofern besonders vorteilhaft, als sie einen höheren Betrag an Heptanausfällbaren Asphaltenen aufweisen als im allgemeinen in Asphalten vorhanden sind, die durch herkömmliche Destillationsverfahren und/oder Prop anausiSL lung hergestellt werden. Derart hohe Heptan-ausfällbare Asphaltengehalte sind besonders wünschenswert, da sie die Viskosität und die Temperaturempfindlichkeit der Asphaltzusammensetzung erhöhen.

Gleichzeitig bietet dieses erfindungsgemäße Merkmal noch wirtschaftliche Vorteile, da Heptan-ausgefällte Asphaltene normalerweise Brennstoffen von niedrigem Wert hinzugefügt werden, während wenn sie Asphaltzusammensetzungen, die sich für den Straßenbelag eignen, beigegeben werden, ihr Wert in starkem Maße erhöht wird.

Der Heptan-ausgefällte Asphaltengehalt der erfindungsgemäßen Asphaltzusammensetzungen liegt im Bereich von 15 bis 55 % und vorzugsweise zwischen 15 und 4o % der Zusammensetzung. Dieser Gehalt kann durch das Institute of Petroleum (Großbritannien), Methode IP 145/57 , gemessen werden.

B ei spiele Verfahren zur Herstellung von Heptan-ausgefällten Asphaltenen

Die in den folgenden Beispielen verwendeten Heptan-ausgefällten Asphaltene wurden durch das folgende allgemeine Verfahren erhalten :

(a) Ein Rückstand wurde erhitzt und unter Kühren bei einer

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iDemperatur von etwa 94⁰G mit 5 ml n-Heptan pro g Rückstand mindestens 15 Minuten lang gerührt;

(b) die Mischung wurde etwa 1 Stunde lang bei etwa 21⁰G aufbewahrt und dann durch ein wnatman-Ur.1 -S¹IIter filtriert;

(c) der Rückstand der Asphaltene auf dem Papier wurde mit n-Heptan bei etwa 38 bis 4-9⁰O gewaschen_s bis das Filtrat farblos war;

(d) die Asphaltene wurden dann mit einem zweiten leil von n-Heptan (etwa 5 ml pro g) gemischt und unter Rühren auf etwa 94-⁰O erwärmt, während sie wie in den Schritten (b) und (c) gefiltert und gewaschen wurden;

(e) die Asphaltene wurden' in einer Stickstoffatmosphäre getrocknet .

Die in den nachfolgenden Beispielen verwendeten Propan-ausgefällten Asphalte erhielt man nach wohlbekannten Verfahren, wie nachstehend angegeben.

Beispiel 1

36% Propan-ausgefällter Asphalt (mit einem Erweichungspunkt von 1oo°0 und einer Penetration von 9 bei 25⁰G) und 2o% Heptan-ausgefällte Asphaltene, wobei beide Materialien aus einem Lagunillas-Rohöl hergestellt waren, ttfurden mit 44·% Yakuum-Gasöl mit einem Siedepunkt, bezogen auf den atmosphärischen Druck, von 4-27 bis 4-8o°C vermischt.

Beispiel 2

23% Propan-ausgefällter Asphalt und 29% Heptan-ausgefällte

.../14

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Asphaltene, beide gemäß Beispiel 1, wurden mit 4-8% des in Beispiel 1 verwendeten Vakuum-Gasöles vermischt.

Beispiel 5

24·% Propan-ausgefällter Asphalt und 32% Heptan-ausgefällte Asphaltene, beide gemäß Beispiel 1, wurden mit 4-4-% des in Beispiel 1 verwendeten Vakuum-Gasöles vermischt.

Die Eigenschaften der Zusammensetzungen, die sich aus den Beispielen 1 bis 3 ergeben, werden in Tabelle II mit einem typischen Asphalt (Vergleich A), der durch einfache Destillation und Propanentasphaltierung von Laguni11as-Rohöl hergestellt war, verglühen. Die Eigenschaften des Asphaltes zeigen, daß er für die Verwendung in einem Straßenbelag geeignet ist.

.../15

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Tabelle II

Beispiel Beispiel Beispiel 1 2

vergleich A (Lagunillas-Asphalt)

Analytische ■ Methode

-o,

Penetration bei 25 G in Dezimiliimetern

82

Penetrationsverhältnis

56

46

9o 35

ASTM D-5-65

Erwei chungspunkt, G	49	45	52	46	ASTM D-36-70	-	&	2258'
Viskosität bei 6o°C, Poise	• 3295	2645	7170	185o	ASTM D-217'1		ι. .!»Α CO ■- co
Dehnung bei 25°G, cm Dehnung bei 4⁰G, cm	I00+ 5	I00+ 6	I00+ 1	I00+ 5	ASTM D-113 ASTM D-113
Hep t an- au s f ällb ar e Asphaltene in %	28	'34	37	13	IP-143/57

Wie sich aus der Tabelle II ergibt, haben die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen (Beispiele 1 bis 3) deutlich höhere Heptanausfällbare Asphalten-Gehalte und deutlich höhere absolute Viskositäten bei 6o C als der Asphalt, der mittels herkömmlicher Verfahren hergestellt worden ist (Vergleich A). Wie weiter oben bereits erwähnt ist, ist es erstrebenswert, den Asphalt en-Gehalt einer Asphaltzusammensetzung zu erhöhen, da Asphaltene im allgemeinen in einem Übermaße vorhanden sind und als Brennstoffe mit einem niedrigen Verkaufswert verarbeitet werden müssen. Außerdem führt der erhöhte Heptan-ausfällbare Gehalt einer Asphaltzusammensetzung sowohl zu einer höheren Viskosität bei Go⁰C als auch zu einer verbesserten Temperaturempfindlichkeit, wie durch die höheren Penetrationsverhältnisse wiedergegeben wird.

Beispiel 4

Propan-ausgefällter Asphalt (mit einem Erweichungspunkt von 74-⁰C und einer Penetration bei 25°C von $ Dezimillimetern), der aus West Texas-Rohöl en hergestellt war,wurde mit Kerosen gemischt, um den Transport zu erleichtern. Diese Lösung I enthielt ^oio Propan-ausgefällten Asphalt. Die Lösung II wurde hergestellt,indem man Heptan-ausgefällte Asphaltene (die ebenfalls von West Texas-Rohölen stammten) mit Kerosen vermischte und auf 145 bis 2o4°C erhitzte. Die Lösung II enthielt 34% Asphaltene. Dann wurden 19,5 Teile der Lösung I und 24,ο Teile der Lösung II gemischt mit 57,5 Teilen eines einfachen Lagunillas-Rückstands mit einem Destillationspunkt von 35o°C (auf den Atmosphärendruck bezogene Dampftemperatur und einem Heptan-

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ausfällbaren Asphaltengehalt von 11,5%)· Diese Mischung wurde daraufhin destilliert bis zu einem Destillationspunkt von 4oo°C (auf den Atmosphärendruck bezogene Dampftemperatur), um die flüchtigen Bestandteile, zu entfernen und eine Asphaltzusammensetzung zu erzeugen, deren Eigenschaften nachfolgend in !Tabelle III zusammengefasst sind.

Beispiel 5

Die im Beispiel 4 beschriebenen Bestandteile wurden in den folgenden Proportionen miteinander vermischt : lösung I 15,2%, lösung II 4o,3%, lagunillas-Bückstand 44-,5%· Die Mischung wurde daraufhin destilliert bis zu einem Destillationspunkt yon 396⁰C (auf den Atmosphärendruck bezogene Dampftemperatur), um die flüchtigen Bestandteile zu entfernen und eine Asphaltzusammensetzung herzustellen, deren Eigenschaften nachfolgend beschrieben sind.

Beispiel 6

Die lösung II gemäß Beispiel 4 wurde mit einem Propan-ausgefällten Asphalt (mit einer Penetration von 18 Dezimillimetern bei 25°ö)> der aus. einem Sedwater Alberta-Eohöl hergestellt war,und Vakuumgasöl mit einem auf den Atmosphärendruck bezogenen Siedebereich von 399 bis 533°C in den folgenden Proportionen zusammengebracht : lösungⁿ£0,8%, Propan-ausgefällter Asphalt 41,7%, Vakuumgasöl 37*5%* Diese Mischung wurde daraufhin Vakuumdestilliert bis zu einem Destillationspunkt von 4o5°G (auf den Atmosphärendruck bezogene Dampftemperatur), worauf man eine

..,/18

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Asphaltzusammensetzung erhielt, deren Eigenschaften nachfolgend beschrieben sind.

Vergleich B wurde hergestellt, indem man 71,3% des Rückstandes gemäß Beispiel 4 mit 28,8% von Propan-ausgefälltem Asphalt gemäß Beispiel 4 vermischte.

Vergleich C wurde hergestellt, indem man 78% des Redwater-Propanausgefällten Asphaltes gemäß Beispiel 6 mit 22 % des Vakuumgasöles gemäß Beispiel 6 vermischte. Die Vergleichmaterialien B und C weisen jeweils einen wesentlichen erfindungsgemäßen Verfahrensschritt nicht auf, indem nämlich keine Heptan-ausgefällte Asphaltenfraktion mit den anderen/Bestandteilen vermischt wurde.

beiden

Tabelle III Beispiele

4 5 6

Vergleichsmaterialien B C

AsphaltZusammensetzung
in %

Laguni11as-Hückstand	73,5	66,6	2o,8	71,2	78
Propylen-ausgefällter Asphalt	16,5	14,1	41,7	28,8	22
Asphaltene	1o,o	19,3	37,5
Redwater-Propylen-aus- gefällter Asphalt
Vakuumgasöl

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(JTortsetzung Tabelle III von Seite 18) Eigenschaften des Asphaltes

Penetration bei 25 G,Dezimillimeter 9o 9o Penetrationsverhältnis (4 : 25⁰G) x1oo 43 48	I00+	100+	9o 47	9o 3.2	9o ■22
Dehnung bei 25°, cm	228o	3050	100+	100+	Ίσο+
Absolute Viskosität bei 6o°.C, Poise	(interpoliert auf Penetration	9o)		1500	725

Wie sich durch einen Vergleich der absoluten Viskositäten bei 6o C der Beispiele 4,5 und. 6 mit denen der Vergleichsmateri'alien B und G ergibt, besitzen die Zusammensetzungen eines jeden der Beispiele eine viel höhere, d.h. erstrebenswertere Viskosität.

Die Penetrationsverhältnisse der Beispiele 4-, 5 und 6 sind ebens-o erstrebenswert höher als die der Vergleichsmaterialien B und G, wodurch wiederum eine verbesserte Temperaturempfindlichkeit wiedergespiegelt wird. Das bedeutet, daß die Asphaltzusammensetzungen bei höheren Temperaturen weniger flüssig und bei niedrigen Temperaturen weniger brüchig werden, was beträchtliche Vorteile bei deren Einsatz in derPraxis mit sich bringt.

Beispiel 7

Ein Tia-Juana-Medium-Asphaltenkonzentrat mit einem Gehalt von 64 Gew.-% Asphaltenen und 36 Gew.-% polarer-Aromaten, die man durch n-Pentan-Ausfällung von Ti-a Juana-Hückstand erhielt, wurden jeweils mit einem entasphaltierten Öl und einem Vakuumgasöl vermischt, wie in Tabelle IV dargestellt ist. Die Eigenschaften der sich ergebenden Mischungen und die eines einfach .../2.0

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-2ο-

reduzierten Asphaltes sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle IV

Mischung von Tia-Juana-Medium-Asphaltenkonzentrat zur Herstellung von Straßenbelagasphalt

Zusammensetzung in Gew.-%

Tia-Juana-Asphaltenkonzentrat ^ 26

Tia Juana entasphaltiertes Öl y^

Tia Juana-Vakuumgasöl 427-482⁰C 58

Tia Juana einfach reduziert 1oo

Physikalische Eigenschaften

Penetration @ 25°G 9o 9o 91

Penetrationsverhältnis (4:25 G) Absolute Viskosität @ 6o C Viskosität SFS@135°G Dehnung@ 4⁰G (5 cm/Min.) 01iensis-Punkt

Die Ergebnisse, die an einem Iran-Asphaltenkonzentrat ermittelt wurden, sind in der nachfolgenden Tabelle V zusammengestellt.

61	33	32
33oo	18oo	18o7
2o5	174	19o
nega tiv	nega tiv	6,5 nega tiv

.../21

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Iabelle V

Mis drang von schwerem Iran(G-ach Saran)-Asphaltenkonzentrat zur Herstellung von Straßenbelagasphalt

Zusammensetzung in Gew.-%

Gach Saran-Asphaltenkonzentrat 44 17

Gach Saran entasphaltiertes Öl — 83

Vakuumgasöl 427-482⁰C . 56

Physikalische Eigenschaften Penetration® 25°C Penetrationsverhältnis (4:25°C) Absolute Viskosität @ 60⁰C Viskosität Si¹S@135°O Dehnung@4°C (5 cm/Min.) Oli ens is-Punkt

9o	9o
47	22
22oo	116o
I60	132
7	■ ■- -. —
negativ	negat

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Claims

Patentansprüche

Asphaltzusammensetzung, die für die Verwendung in einem Straßenbelag geeignet ist, gekennzeichnet

durch die Vermischung von

(a) etwa 5 bis 4o Teilen von Asphaltenen mit einem Erweichungspunkt, der höher als 14-9 G liegt und die im wesentlichen keinen Petrolenbestandteil aufweisen;

(b) etwa 1o bis 5o Teilen Propah-ausgefällten Asphaltes mit einer Penetration bei 25°C von 0 bis 5o Dezimillimetern oder polarer Aromaten und

(c) etwa 1o bis 75 Teilen mindestens eines Erdölderivates mit einem auf den Atmosphärendruck, bezogenen unteren Siedepunkt von etwa 3^5°0 oder höher, das aus einem Destillatöl mit einem Siedepunkt zwischen 3^5 und 65o C oder einem Hiickstandsöl mit einem Heptan-ausfällbaren Asphaltengehalt von mindestens 3 Gew.-% besteht.

Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Erdölderivat in einer Menge von 2o bis 55 % vorliegt.

Zusammensetzung nach den Ansprüchen.1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Asphaltene aus einem Rückst ancjmit normalem Heptan ausgefällt sind.

.../23

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4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 1o "bis 25 Teile der Asphaltene Verwendung finden.

5· Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 "bis 4-,

dadurch gekennzeichnet, daß etwa 1o bis Jo Teile des Propan-ausgefällten Asphaltes verwendet werden.

6. Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß sie hergestellt sind durch .

(a) das Vermischen von Propan-ausgefälltem Asphalt mit Erdöldestillat unter Bildung einer ersten Mischung;

(b) das Vermischen der Asphaltene mit einem Erdöldestillat unter Bildung einer zweiten Mischung;

(c) das Vermischen der ersten und der zweiten Mischung mit einem Erdölrückst and unter Bildung eines Gemisches und

(d) Destillation des Gemisches unter Abspaltung des Erdöldestillates und Hinterlassung der Asphaltzusammensetzung als Rückstand.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Erdölderivat als OldoiGtillat in einer Menge von etwa 2o bis 65% vor-

iü t. ..

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8. Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 5»

dadurch gekennzeichnet, daß die polaren Aromaten als Verdünnungsmittel in einem Asphaltenkonzentrat vorhanden sind.

9· Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat 2o bis 45 Gew.-% polare Aromaten und 55 bis 8o Gew.-% Asphaltene enthält.

10. Verfahren zur Herstellung einer Asphaltzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) etwa 5 bis 4o Teile Asphaltene mit einem Erweichungspunkt, der höher als 149⁰C liegt und die im wesentlichen keinen Petrolenbestandteil aufweisen;

(b) etwa 1o bis 5o Teile Propan-ausgefällten Asphalt mit einer Penetration bei 25 G von 0 bis 5o Dezimillimetern oder polarer Aromaten und

(c) etwa 1o bis 73 Teile mindestens eines flüssigen Erdölderivates mit einem auf den Atmosphärendruck bezogenen unteren Siedepunkt von etwa 315°C oder höher, das aus einem Destillatöl mit einem Siedepunkt zwischen 315 und 65o°C oder aus Rückstandsölen mit einem Heptan-ausfällbaren Asphaltengehalt von mindestens 3 Gew.-% besteht,

miteinander vermischt.

11. Verfahren zur Herstellung einer Asphaltzusammensetzung, die für die Verwendung in einem Straßen-

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belag geeignet ist, sowie eines wasserentschwefelten Heizöles aus einem Asphaltruckstand, dadurch gekennzeichnet, daß man den Asphaltrückstand deasphaltiert unter Bildung eines Asphaltenkonzentrates mit einem Gehalt an polaren Aromaten als Verdünnungsmittel und einer Petrolenfraktion, worauf die Petrolenfraktion unter Bildung des wasserentschwefelten Heizöles wasserentschwefelt wird, während man anschließend das Asphaltenkonzentrat mit dem Gehalt an polaren Aromaten mit mindestens' einem flüssigen Erdölderivat vermischt, das einen auf den Atmosphärendruck bezogenen unteren Siedepunkt von etwa,315 G oder höher besitzt und aus einem Destillat öl mit einem Siedepunkt zwischen 315 imd 65o°C oder einem Rüekstandsöl mit einem Heptan-ausfällbaren Asphalt eng ehalt von mindestens 3 Gew.-% besteht, wobei die Asphaltzusammensetzung aus .Ca) etwa 5 bis 4-0 Gew.-feilen Asphaltenen mit einem Erweichungspunkt oberhalb 14-9°C und ohne einen wesentlichen Petrolenbestandteil j Cb) etwa Io bis ^o Gew.-Teilen Propan-ausgefälltem Asphalt mit einer Penetration bei 25°C von O bis 5o Dezimillimetern oder polarer Aromaten.und "Cc) etwa 1o bis 75 Gew.-!eilen des flüssigen Erdölderivates
besteht.

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