EA020524B1

EA020524B1 - Способ для обеспечения низкого выделения hs во время получения сероасфальта

Info

Publication number: EA020524B1
Application number: EA201201633A
Authority: EA
Inventors: Маджид Ямсхед Чугтаи; Хелен Джейн Дейвиз; Ричард Уолтер Мэй; Дейвид Стрикленд
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2014-11-28
Also published as: EA201201633A1; WO2011149927A1; EP2585540B1; AU2011258442B2; CN102918111B; US8361216B2; CN102918111A; AU2011258442A1; EP2585540A1; CA2799589A1; JP2013533902A; KR20130088046A; US20110290151A1

Abstract

Изобретение относится к способу получения сероасфальта с минимальным выделением газа сульфида сероводорода в атмосферу с использованием гранул серы с определенными физическими свойствами, которые получают последовательным покрытием исходных затравочных частиц серы жидкой серой, которая отверждается между покрытиями до создания, тем самым, частиц серы требуемого размера. Гранулы серы использовали при получении смеси серы, битума и заполнителя, чтобы получить сероасфальт.

Description

Изобретение относится к способу, который предназначен для обеспечения низкого выделения Н₂8 во время получения сероасфальта.

Асфальт обычно используется в строительстве и дорожном покрытии. В качестве термина, используемого в описании изобретения, асфальт представляет собой смесь заполнителя, такого как песок, гравий и щебень, с горячим битумом, который покрывает заполнитель, чтобы получить асфальт, который может быть распределен как однородный слой на дорожное полотно и уплотнен и выровнен тяжелым оборудованием укатывания.

В уровне техники известно, что сера может быть смешана с битумом при приготовлении асфальта, чтобы получить сероасфальт, имеющий определенные улучшенные свойства или пониженное количество битума, который заменяется элементарной серой в асфальтовой смеси. Одна из проблем, однако, с которой сталкиваются при использовании серы как добавки к асфальтовой смеси, является нежелательное выделение пахучих газообразных выделений, таких как сероводород, который возникает в результате смешивания серы с компонентами асфальта во время получения асфальта.

Сероводород, который выделяется во время смешивания серы с битумом и заполнителями асфальта, может быть получен из нескольких источников. Одним таким источником является нежелательное образование сероводорода, который возникает в результате реакции дегидрирования, которые протекают между битумом и серой при температурах горячего смешивания, например при температуре более 140°С.

Другим источником выделения сероводорода является фактический сероводород, который растворен или захвачен в самом источнике серы и который выделяется после плавления и смешивания образующейся жидкой серы с асфальтовой смесью.

Предшествующий уровень техники предлагает многочисленные подходы к снижению выделения Н₂8, которое происходит во время смешивания и получения сероасфальта. Один подход к снижению выделений Н₂8 заключается в использовании гранул серы, которые содержат некоторую концентрацию химиката подавления Н₂8, в качестве источника серы для асфальтовой смеси. Пример такой гранулы серы, которая содержит Н₂8-подавитель, раскрыт в патенте США № 2007/0125268. В этой публикации раскрыт определенный тип гранулы серы, которая содержит определенную концентрацию Н₂8-подавителя, т.е. обычно соединения, выбранного из класса ингибиторов свободных радикалов и окислительно-восстановительных катализаторов. Гранулу серы, имеющую некоторую концентрацию Н₂8-подавителя, производят смешиванием элементарной серы с Н₂8-подавителем и, при необходимости, наполнителем, чтобы получить смесь и затем придать ей форму или гранулировать ее. Много различных средств и способов раскрыты для гранулирования смеси, включая, например, использование грануляторов, вращающихся барабанов, охлажденных конвейерных лент, на которые распыляют капли серы, и разбрызгиватели для нанесения последовательных покрытий жидкой смеси на отвердевающие частицы. Гранулы серы могут использоваться в производстве асфальтовой смеси из серы, битума и заполнителя и, как было обнаружено, обеспечивают существенное уменьшение выделения Н₂8 при смешивании асфальта по сравнению с пластинками элементарной серы, которые не содержат Н₂8-подавитель.

Другой подход, раскрытый в предшествующем уровне техники для снижения количества выделения Н₂8 во время получения или смешивания асфальтовой смеси, представлен в публикации \νϋ 2009/121917. Подход, представленный в этой публикации, является способом, который использует парафиновый воск как добавку в способе смешивания, чтобы снизить требуемую температуру, при которой должны быть смешаны битум и заполнители асфальтовой смеси. Это снижение температуры смешивания обеспечивает выгоду от снижения количества Н₂8, которое выделяется во время смешивания компонентов асфальта. Воск может быть отдельно добавлен к компонентам асфальтовой смеси во время их смешивания или он может быть в предпочтительном варианте осуществления быть включен в гранулы серы и воск вместе с гранулами, затем смешивают с битумом и заполнителями асфальтовой смеси.

Как признано в предшествующем уровне техники, необходимо иметь улучшенный способ или много способов, которые обеспечивают пониженное или низкое выделение газа сероводорода во время получения сероасфальта.

Соответственно, способ по изобретению предназначен для обеспечения пониженного или низкого выделения Н₂8 во время получения сероасфальта. Этот способ включает получение гранул серы для использования в получении сероасфальта. Гранулы серы получают формованием отвержденных затравочных частиц серы способом, включающим перекрещивание распыленной струи капелек воды с распыленной струей капелек жидкой серы, чтобы, таким образом, сформировать отвержденные затравочные частицы серы и после этого покрывать отверждаемые частицы затравок кристаллизации серы по меньшей мере одним слоем жидкой серы, при этом каждый по меньшей мере из одного слоя жидкой серы отверждают, таким образом получая гранулы серы. Гранулы серы смешивают с битумом и заполнителем, чтобы получить сероасфальт, но с низким выделением Н₂8.

Настоящее изобретение направлено на способ получения сероасфальта. Понимают, что сероасфальт как термин, использующийся в описании изобретения, представляет собой смесь элементарной серы, битума и заполнителя в соотношениях, которые обеспечивают асфальтовую смесь, которая может подходящим образом использоваться как материал для дорожного покрытия. Сероасфальт получают добавлением элементарной серы к горячему битуму или горячей смеси битума и заполнителя, в результате

- 1 020524 чего происходит выделение газообразных пахучих соединений в атмосферу. Пахучие газообразные соединения могут включать сероводород (Н₂8), карбонилсульфид (СО8), диоксид серы (8О₂), дисульфид углерода (С8₂), метилмеркаптан (СН₃8Н) и этилмеркаптан (СН₃СН₂8Н). Но самыми значительными из этих пахучих газообразных соединений являются Н₂8 и 8О₂. Среди них Н₂8 является наиболее значительным пахучим газообразным соединением, выделение которого в атмосферу снижается или минимизируется способом по изобретению.

Заполнитель смеси сероасфальта может быть любым материалом, который подходящим образом или обычно используется на практике получения и производства асфальтовых смесей, содержащих заполнитель и битум. Обычно заполнитель представляет собой любой подходящий твердый, инертный минеральный материал, который используется для смешивания в отмеренных порциях и может быть таким материалом, как песок, гравий, щебень, коралл и шлак.

Битумный компонент смеси сероасфальта функционирует как связующее, которое покрывает заполнитель, чтобы получить смесь битума и заполнителя, которая имеет свойства, такие, что она может быть распределена, пока горячая, однородным слоем на дорожное полотно и раскатана. Битум представляет собой смесь высоковязких органических соединений, обычно содержащую полициклические ароматические соединения или содержащую асфальтены, смолы и тяжелые масла. Битум может также быть и обычно является смесью, полученной из нефтяных остатков, таких как кубовые остатки или пек. Очищенный битум представляет собой кубовую фракцию сырой нефти, которую получают фракционной перегонкой сырой нефти, и может иметь начальную температуру кипения, превышающую 525°С (977°Р).

При получении сероасфальта серу смешивают с битумом и заполнителем, чтобы обеспечить смесь этих трех компонентов. В одном типичном способе получения сероасфальта твердые гранулы серы добавляют либо к горячему жидкому битуму, либо к горячему заполнителю, либо к горячей смеси битума и заполнителя, которые находятся при температуре, которая превышает температуру плавления добавленной серы так, чтобы твердые гранулы серы плавятся, когда смешиваются с горячими компонентами асфальтовой смеси. Во время такого получения сероасфальта нежелательное количество газообразного Н28 выделяется в атмосферу.

Считается, что выделившийся газ Н28 образуется в результате реакций гидрирования, которые происходят между битумом и серой при высоких температурах смешивания больше чем 135 или 140°С, и из Н₂8, который захвачен твердыми гранулами серы, используемыми при получении сероасфальта, и выделяется при плавлении. Способ по изобретению обеспечивает получение сероасфальта, но с очень пониженным выделением газа Н₂8 во время его смешивания и получения.

Способ по изобретению предусматривает получение сероасфальта с минимальным или низким или пониженным выделением Н₂8 во время получения асфальтовой смеси.

В способе по изобретению гранулы серы, имеющие конкретно определенные свойства, которые обеспечивают пониженное выделение Н28 во время смешивания асфальта, используются при получении сероасфальта. В предпочтительном варианте осуществления способа гранулы серы, полученные конкретным способом или методом гранулирования, используются при получении сероасфальта и обеспечивают намного более низкое выделение Н₂8, чем твердые гранулы серы, полученные другими способами.

Гранулы серы, предложенные для использования при получении сероасфальта, являются частицами, которые преимущественно включают элементарную серу и имеют, в среднем, максимальный размер, т.е. размер длины, который находится в диапазоне вплоть до приблизительно 25 мм. Предпочтительно для гранул серы, используемых в способе по изобретению, иметь средний максимальный размер от 0,5 до 15 мм, более предпочтительно от 1 до 10 мм и наиболее предпочтительно от 1,5 до 8 мм, или от 2 до 6 мм, или от 2 до 5 мм.

Когда в настоящем описании упоминают максимальный размер данной частицы, это означает, что она имеет максимальный размер длины в любой данной плоскости, которая рассекает данную частицу с линейным расстоянием от конца до конца части частицы, которая находится в пределах такой плоскости, но не больше, чем обозначенный максимальный размер. Примером максимального размера частицы, когда она представляет собой правильную сферу, является ее диаметр. Ссылка в описании на средний максимальный размер частицы означает среднее значение максимальных размеров частиц, содержащихся в репрезентативной пробе.

Хотя считается, что способ, которым получают гранулы серы, важен для придания желательных физических и композиционных свойств, которые делают гранулы серы особенно подходящими для использования в способе по изобретению, гранулы серы могут иметь любую из множества возможных геометрических форм, включая неправильные формы и более симметрические формы. Вследствие способа, которым получены гранулы серы, это типично и обычно предпочтительно для них, чтобы быть сферическими (номинально) по форме. Таким образом, когда гранулы серы являются сферическими по форме, их диаметр определяет максимальный размер.

Одним методом калибровки гранул серы является использование ситовых классификаторов. Гранулы серы могут быть помещены на решете проволочной сетки данного размера, которая встряхивается, чтобы помочь прохождению гранул серы через ситовые отверстия. Гранулы серы большого размера со- 2 020524 храняются на сите, а гранулы серы более малого размера проходят через отверстия сита. Может использоваться другой ситовый классификатор, который имеет желательные более малые ситовые отверстия для отделения более малых частиц гранул серы желательного минимального размера. Как правило, гранулы серы, используемые в способе по изобретению, должны пройти через стандартное сито 7/16 дюйма (0,438 дюйма или 11,2 мм) по шкале США и оставаться на стандартном сите № 40 (0,425 мм) по шкале США. Предпочтительно для частиц гранул серы проходить через стандартное сито 1/4 дюйма (0,25 дюйма или 6,3 мм) по шкале США и оставаться на стандартном сите № 35 (0,50 мм) по шкале США и предпочтительно оставаться на стандартном сите № 10 (2,00 мм) по шкале США.

Одним особенно важным свойством гранул серы является то, чтобы содержать значительно пониженную концентрацию захваченного или увлеченного газа Н₂§. Полагают, что после плавления гранул серы после их смешивания с горячим битумом и заполнителем во время получения асфальтовой смеси захваченный Н₂§ выделяется, и, таким образом, это является особенно важным аспектом способа по изобретению для гранул серы, чтобы содержать низкую концентрацию Н₂§. Таким образом, гранулы серы будут демонстрировать концентрацию Н₂§ в объеме свободного пространства над продуктом (в объеме СПНП), когда тестируются, используя аналитический тест объема свободного пространства над продуктом (объема СПНП), как описано в описании изобретения, меньше чем 30 частей на миллион по объему (ррщу) или 15 рршу.

Предпочтительно концентрация Н₂§ в объеме СПНП, демонстрируемая гранулами серы, составляет меньше чем 10 рршу, более предпочтительно меньше чем 8 рршу и наиболее предпочтительно меньше чем 5 рршу.

В то время как гранулы серы по изобретению преимущественно содержат элементарную серу, для серы возможно также включать дополнительные компоненты, которые придают дополнительные выгодные свойства гранулам серы. Например, гранулы серы могли бы включать Н₂§-подавитель. Некоторые из потенциальных Н₂§-подавителей упомянуты в вышеупомянутой описанной патентной литературе и раскрыты в другой литературе. Если Н₂§-подавитель включают в гранулы серы, он обычно присутствует в количестве меньше чем 10 вес.% от общего веса гранулы серы.

Гранулы серы могут также дополнительно содержать углерод как другой компонент. Как правило, когда гранулы серы содержат некоторую концентрацию углерода, он будет присутствовать в количестве до приблизительно 5 вес.% от общего веса гранулы серы, предпочтительно от 0,25 до 5 вес.% и наиболее предпочтительно от 0,25 до 1 вес.%.

Углерод может быть сажей или любым другим подходящим типом или формой углерода. Это является выгодным аспектом способа по изобретению, который обеспечивает сильно пониженное выделение Н₂§ при получении сероасфальта, используя гранулы серы, имеющие нижнюю требуемую концентрацию углерода.

Содержание элементарной серы в грануле серы составляет по меньшей мере 60 вес.% в расчете на общий вес гранулы серы. Предпочтительно гранулы серы будут иметь содержание элементарной серы от 75 до 100 вес.% и наиболее предпочтительно от 90 до 100 вес.%.

Объемная плотность гранул серы может быть от 500 до 2000 кг/м³. Предпочтительно объемная плотность гранул серы составляет от 750 до 1750 кг/м³ и более предпочтительно от 1000 до 1500 кг/м³. Объемная плотность измерена в соответствии со стандартом ΑδΤΜ С29.

Важный аспект изобретения включает способ, которым получены гранулы серы. Теоретически полагают, что это является результатом определенного способа и метода, которым получают гранулы серы, который придает свойства, которые делают их использование при получении сероасфальта особенно желательным по сравнению с использованием других форм частиц твердой серы, таких как, например, пластинки и хлопья.

В целом, гранулы серы, используемые в способе по изобретению, получают формированием отвержденных затравочных частиц серы способом, который включает перекрещивание распыленной струи капелек воды с распыленной струей капелек жидкой серы, чтобы формировать отвержденные затравочные частицы. Эти отвержденные затравочные частицы серы затем покрывают по меньшей мере одним слоем жидкой серы, причем каждый слой жидкой серы по меньшей мере из одного слоя жидкой серы отверждают перед последующим покрытием жидкой серой, чтобы, таким образом, получить гранулу серы нужного размера. Подходящие способы и устройства для изготовления гранул серы описаны подробно в патенте США № 5435945 и публикации \7О 2009/155682.

Нанесение покрытия на отвержденные затравочные частицы серы может включать формирование с находящейся на возвышении позиции орошения из падающих отвержденных затравочных частиц серы, которые покрывают жидкой серой. Это покрытие увеличивает размер отвержденных затравочных частиц серы либо пропусканием через первую распыленную струю капелек жидкой серы, либо через вторую распыленную струю капелек жидкой серы.

Таким образом, гранулы серы по изобретению получают распылением струи воды, которая находится при температуре обычно от приблизительно 0 до приблизительно 100°С, предпочтительно от 5 до 75°С и более предпочтительно от 10 до 50°С, и распылением струи жидкой серы, которая находится

- 3 020524 обычно при температуре от приблизительно 115 до приблизительно 200°С, предпочтительно от 120 до 175°С и более предпочтительно от 125 до 155°С. Распыленную струю воды и распыленную струю жидкой серы выпускают так, чтобы они перекрещивались и вступали в контакт друг с другом, чтобы понизить температуру распыленной струи жидкой серы, чтобы заставить капельки серы отверждаться и формировать затравочные частицы серы. Затравочные частицы серы опрыскивают распыленной жидкой серой, чтобы покрывать их твердым покрытием серы с получением гранул серы, которые больше, чем затравочные частицы серы.

Один вариант осуществления способа получения гранул серы по изобретению включает использование распыляющих форсунок, которые установлены в пределах барабана грануляции так, чтобы распыляющие форсунки находились рядом с завесой падающих гранул серы и ранее сформированных затравочных частиц серы, и так, чтобы по меньшей мере часть распыленной струи жидкой серы проходила через распыленную струю воды и в завесу падающих гранул серы и ранее сформированных затравочных частиц серы. Это обеспечивает нанесение покрытия на гранулы серы и ранее сформированные затравочные частицы серы завесы падающих гранул серы и ранее сформированных затравочных частиц серы жидкой серой, которая после этого отверждается так, чтобы увеличить размер гранул серы и ранее сформированных затравочных частиц серы с получением гранул серы из затравочных частиц серы и увеличением размера гранул серы. Конечные гранулы серы, полученные этим способом, будут иметь размер и свойства, описанные подробно в настоящем описании.

Гранулы серы по изобретению смешивают с битумом и заполнителем, чтобы получить сероасфальт. Любой способ или средства, известные специалистам в данной области техники, могут использоваться, чтобы смешать серу, битум и заполнители сероасфальта. Обычно горячий битум смешивают с горячим заполнителем, причем твердые гранулы серы добавляют либо к горячему битуму, либо к горячему заполнителю, либо к смеси горячего битума и заполнителя. Горячие компоненты либо битума, либо заполнителя, либо их смеси находятся предпочтительно при температуре, которая превышает температуру плавления гранул серы, чтобы обеспечить плавление серы и, по существу, гомогенное смешивание серы с компонентами асфальта.

Температура смешивания, при которой горячий битум или заполнитель смешивают с получением сероасфальта, составляет обычно от 100 до 200°С, но предпочтительно температура составляет от 115 до 175°С, более предпочтительно от 120 до 150°С и наиболее предпочтительно от 125 до 140°С.

Количество битума, который смешивают с заполнителем и серой с получением сероасфальта, обычно составляет по меньшей мере 1 вес.% от сероасфальта. Верхний предел содержания битума, используемого в асфальтовой смеси, составляет приблизительно 10 вес.% от сероасфальта. Предпочтительно сероасфальт содержит от 1 до 10 вес.% битума. Более предпочтительно сероасфальт содержит от 2 до 8 вес.% битума и наиболее предпочтительно от 3 до 6 вес.%.

Заполнитель представляет собой преобладающий компонент смеси сероасфальта, и он может присутствовать в количестве вплоть до 99 вес.%. Как правило, заполнитель присутствует в смеси сероасфальта в количестве от 50 до 99 вес.% от общего веса сероасфальта. Более типично, смесь сероасфальта содержит заполнитель от 60 до 98 вес.%.

Количество серы, объединенной и смешанной с битумом и заполнителями с получением смеси сероасфальта, должно быть таким, чтобы обеспечить асфальт, имеющий требуемые свойства, и обычно должно быть таким, чтобы обеспечить весовое отношение элементарной серы к битуму в сероасфальте от 1:0,1 до 1:10. Предпочтительное количество элементарной серы, смешанной с битумом и заполнителями, является таким, чтобы обеспечить весовое отношение элементарной серы к битуму в смеси сероасфальта от 1:0,5 до 1:6. Более предпочтительное весовое отношение элементарной серы к битуму в смеси сероасфальта составляет от 1:1 до 1:4.

Следующие примеры представлены, чтобы пояснять определенные варианты осуществления способа по изобретению, но они не должны быть рассмотрены как ограничивающие объем изобретения.

Пример 1.

Этот пример описывает и определяет аналитический тест объема свободного пространства над продуктом (объема СПНП), используемый в выполнении стандартного метода для определения относительных количеств пахучих газов, содержащихся в различных формах твердых материалов серы.

10-граммовый образец данного твердого материала серы, который был разрушен до частиц, имеющих размер частиц меньше чем 0,5 дюймов (12,7 мм) и больше чем 4 меш (4,76 мм), размещали в 100 мл запаянном сосуде с объемом СПНП. Сосуд с объемом СПНП размещали в печи и выдерживали при температуре 140°С, при которой сера плавится. После 1 ч в печи сосуд встряхивают так, чтобы помочь выделению газов, которые растворены в образце серы. После 2 ч в печи и выдерживания сосуда с объемом СПНП при температуре 140°С сосуд с объемом СПНП удаляют из печи и аликвоту объема газа СПНП из баллона отбирают при помощи шприца для отбора проб газа. Газовый образец анализируют, используя стандартную методологию газовой хроматографии и оборудование. Например, газовый хроматограф Уапап 3800, оборудованный детектором теплопроводности (ТСЭ), последовательно с пламенным фотометрическим детектором (ΡΡΡΌ) может использоваться в газово-хроматографическом анализе образца

- 4 020524 объема газа СПНП, чтобы определить состав газа, который включает сероводород (Η₂δ), карбонилсульфид (СОЗ), диоксид серы (δθ₂), метилмеркаптан (ΟΗ₃δΗ) и этилмеркаптан (ΟΗ₃ΟΗ₂δΗ). Результаты по составу этого анализа могут затем быть представлены.

Пример 2.

Этот пример представляет результаты анализа объема СПНП, выполненного на различных примерах гранул серы или гранулированного продукта и источников серы, используемых в их производстве.

Анализ объема СПНП проводился на многих образцах серы, взятых из нескольких источников, чтобы определить пахучие газовые соединения, которые содержатся в образцах серы.

Сера, получаемая на установке № 1, формировалась в гранулы, используя процесс формования гранул ОХ, который включает получение затравочных частиц серы, на которые распыляются тонкие покрытия жидкой серы последовательными слоями отвержденной серы, чтобы образовать гранулу, имеющую приблизительный диаметр 6 мм. Источник серы, использованный, чтобы изготавливать гранулы ОХ, гранулы ОХ больше чем № 4 меш (отверстия 4,75 мм) и гранулы ОХ меньше чем № 4 меш, каждый тестировали, используя анализ объема СПНП. Эти результаты представлены в табл.1.

Таблица 1

Результаты аналитических тестов объема СПНП, выполненных на образцах серы из установки № 1

Пахучее соединение серы	Сера до образования гранул ОХ	Гранулы ОХ (меш >Кз4)	Гранулы ОХ (меш <№4)
Н₂3	40	2	1
СОЗ	Меньше, чем 0.1	1.6	1.2
ЗО₂	95	3.5	1.5
сз₂	1.4	4.6	3.2
СН₃ЗН	Меньше чем 0.1	Меньше чем 0.1	Меньше чем 0.1
СН₃СН₂ЗН	Меньше чем 0.1	Меньше чем 0.1	Меньше чем 0.1

Серу, полученную на установке № 2, формировали в лепешки способом Ротоформ для изготовления лепешек серы. Лепешки серы изготавливают подачей регулярного множества малых капелек жидкой серы на непрерывно двигающуюся стальную ленту конвейера, которую охлаждают распылением воды на ее нижнюю сторону. Охлажденные капельки серы выгружают с движущейся стальной ленты конвейера в форме твердых полусферических лепешек. Источник серы, из которого формировали твердые лепешки серы и твердые лепешки серы, которые сформировали, используя способ Ротоформ, тестировали, используя анализ объема СПНП. Эти результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты аналитических тестов объема СПНП, выполненных на образцах серы из установки № 2

Пахучее соединение серы	Сера до образования лепешек	Лепешки Ротоформ
Н₂3	21	21
СОЗ	Меньше чем 0.1	Меньше чем 0.1
ЗО₂	119	98
сз₂	9.0	9.8
СН₃ЗН	Меньше чем 0.1	Меньше чем 0.1
СН₃СН₂ЗН	Меньше чем 0.1	Меньше чем 0.1

Последним образцом твердых гранул серы, тестированных, используя анализ объема СПНП, был образец коммерчески доступной гранулы лепешки серы, которая включает некоторую концентрацию углерода и которые продаются под товарным знаком ТЫорауе®. Результаты анализа объема СПНП этого образца представлены в табл. 3.

Таблица 3

Результаты аналитических тестов объема свободного пространства над продуктом, выполненных на коммерчески доступных углеродсодержащих лепешках серы

Пахучее соединение серы	Образец промышленной углеродсодержащей лепешки серы
Н₂5	14
СОЗ	1.5
8О₂	Не получено
С5₂	1.3
СН₃ЗН	Меньше чем 0.1
СН₃СН₂5Н	Меньше чем 0.1

Как можно видеть из данных, представленных в табл. 1-3, гранулы ОХ серы показали значительно более низкую концентрацию Η₂δ в объеме СИНИ, чем ротоформные лепешки и углеродсодержащие ле- 5 020524 пешки серы. Гранулы СХ серы имели концентрацию Н₂§ в объеме СИНИ 1 или 2 рршу, которая значительно ниже чем 21 рршу концентрации Н₂§ в объеме СИНИ, показанной ротоформными лепешками серы, и 14 рршу концентрации Н₂§ в объеме СИНИ, показанной образцом коммерчески доступных углеродсодержащих лепешек серы.

Далее замечено, что источник серы, использованный при формовании гранул СХ, имел концентрацию Н₂§ в объеме СИНИ 40 рршу, которая значительно выше, чем концентрация в гранулах СХ, которые получали из указанного источника серы. Считают, что значительно сниженное количество захваченного Н₂§ в гранулах СХ по сравнению с захваченным Н₂§ в источнике серы возникает в результате уникальности способа, которым получают гранулы СХ. Теоретически оценивают, что в способе гранулирования СХ сера дегазируется аэрацией тонких покрытий жидкой серы по мере того, как они последовательно распыляются на затравочные частицы кристаллизации серы и гранулы при увеличении размера гранул. Как оказалось, эта теория поддерживается данными, представленными в табл. 2, которые показывают, что источник серы, использованный в формовании ротоформных лепешек, имеет ту же самую концентрацию Н2§ в объеме СИНИ, как и ротоформные лепешки, изготовленные из такого источника серы.

Лепешки-гранулы серы, имеющие некоторую концентрацию углерода, показывают концентрацию Н₂§ в объеме СИНИ 14 рршу. Это значение концентрации Н₂§ в объеме СИНИ является более низким, чем концентрация Н₂§ в объеме СИНИ ротоформных лепешек, но более высоким, чем концентрация Н₂§ в объеме СИНИ гранул СХ, таким образом указывая, что они имеют более низкое количество захваченного Н₂§, чем ротоформные лепешки, но более высокое количество захваченного Н₂§, чем гранулы СХ.

Иример 3.

Этот пример описывает несколько смесей сероасфальта, изготовленных при использовании различных источников серы или гранул, которые описаны в примере 2. Также представлены образцы асфальта с концентрациями газа Н₂§, включенного в объем СИНИ выше образцов асфальта, которые были измерены тестированием смесей сероасфальта, приготовленных с использованием различных источников серы.

Смеси для мощения готовили плавлением определенных материалов серы, т.е. гранул СХ, или ротоформных лепешек, или плоских чешуек серы, в печи и затем выливанием ожиженной серы в лабораторную мешалку, содержащую смесь горячего заполнителя и битума (состав смеси составляет 93,6 вес.% минерального заполнителя и 3,9 вес.% битума), которую заранее перемешивали в течение 15 с. Смешивание компонентов продолжали 90 с. 4000 г смеси серы, битума и заполнителя выливали в две 4-литровые изолированные канистры, которые затем закрывали крышкой. Канистры наполняли приблизительно до середины. Газам позволяли накапливаться в объеме СИНИ выше смеси для мощения в течение 5 мин, в этой точке концентрация газа сероводорода была измерена, используя измеритель Игаедег МииОТагп. оборудованный насосом. Целевая температура смеси для мощения была от 135 до 140°С. Результаты анализа объема свободного пространства над продуктом представлены в табл. 4.

Таблица 4

Концентрация газа сульфида водорода в закрытом объеме СИНИ выше асфальтовой смеси, полученной с использованием указанной формы серы

	Гранулы СХ	Лепешки Ротоформ	Сера типичного нефтеперерабатывающего завода
НгЗ, ρρηιν (частей на миллион, объемных)	4	23	42
Температура смеси для мощения, °С	136	141	140

Как показывают данные, представленные в табл. 4, смесь сероасфальта, полученная с использованием гранул СХ, имела значительно пониженное количество захваченного газа Н₂§ по сравнению со смесями сероасфальта, полученными, используя другие формы материалов серы, т.е. ротоформные лепешки и типичную серу нефтеперерабатывающего завода. Это является указанием на то, что, когда гранулы СХ используются для получения сероасфальта, это будет приводить к сильно пониженному или более низкому выделению Н₂§, чем тогда, когда другие формы гранул серы используются при получении асфальта.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ обеспечения пониженного или низкого выделения Η₂δ во время получения сероасфальта, включающий стадии, на которых получают гранулы серы для использования в получении указанного сероасфальта, которые получены формированием отвержденных затравочных частиц серы способом, включающим перекрещивание распыленной струи капелек воды с распыленной струей капелек жидкой серы с получением указанных отвержденных затравочных частиц серы и после этого покрытие указанных отвержденных затравочных частиц серы по меньшей мере одним слоем жидкой серы, при этом каждый из указанных по меньшей мере одного слоев жидкой серы отверждают, получая указанные гранулы серы; и смешивают указанные гранулы серы с битумом и заполнителем с получением указанного сероасфальта, но с низким выделением Η₂δ.
2. Способ по п.1, в котором указанные гранулы серы имеют концентрацию Η₂δ в объеме свободного пространства над продуктом меньше чем 15 рршу.
3. Способ по п.1 или 2, в котором указанные гранулы серы имеют средний максимальный размер вплоть до 25 мм.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором указанные гранулы серы имеют объемную плотность от 500 до 2000 кг/м³.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором указанные гранулы серы содержат по меньшей мере 60 вес.% элементарной серы, до 5 вес.% углерода и меньше чем 10 вес.% подавителя Η₂δ.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором указанная распыленная струя капелек воды находится при температуре от 0 до 80°С и указанная распыленная струя капелек жидкой серы находится при температуре от 115 до 160°С.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором указанная стадия покрытия включает формирование с находящейся на возвышении позиции орошения из падающих отвержденных затравочных частиц серы, которые покрывают жидкой серой, чтобы, таким образом, увеличить размер указанных отвержденных затравочных частиц серы либо прохождением через указанную распыленную струю капелек жидкой серы, либо через вторую распыленную струю капелек жидкой серы.
8. Способ по любому из пп.1-7, в котором указанный сероасфальт содержит по меньшей мере 1 вес.% битума, серу в таком количестве, чтобы обеспечить весовое отношение серы к битуму в указанном сероасфальте от 1:0,1 до 1:10, и вплоть до 98 вес.% заполнителя и в котором указанное смешивание указанных гранул серы, битума и заполнителя проводят при температуре смешивания от 100 до 150°С.