ES2313113T3 - Granulos de azufre que comprenden un supresor de h2s. - Google Patents
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Abstract
Gránulo de azufre que comprende un supresor de H 2S que comprende en el intervalo del 90 al 100% en peso de azufre elemental, basado en el peso total del gránulo, en el que el supresor de H2S es uno o más compuestos seleccionados entre la clase de inhibidores de radicales libres y catalizadores rédox.
Description
Gránulos de azufre que comprenden un supresor de
H_{2}S.
La invención se refiere a un gránulo de azufre.
La invención se refiere adicionalmente a un proceso para la
fabricación de gránulos de azufre. La invención se refiere también a
un proceso para la fabricación de una mezcla de pavimentación de
asfalto que comprende azufre usando gránulos de azufre de acuerdo
con la invención.
En la construcción de carreteras y la industria
de pavimentación de carreteras, un procedimiento utilizado
habitualmente es recubrir el material agregado tal como arena,
grava, piedras trituradas o mezclas de las mismas con un bitumen
fluido caliente, extender el material recubierto como una capa
uniforme sobre un lecho de la carretera o carretera construida
previamente mientras que aún está caliente, y compactar la capa
uniforme laminando con rodillos pesados para formar una carretera
con superficie lisa.
La combinación de bitumen con material agregado,
tal como arena, grava, piedras trituradas o mezclas de las mismas,
se denomina también "asfalto". El bitumen, denominado también
"aglutinante de asfalto", es normalmente un aglutinante
líquido que comprende asfaltenos, resinas y disolventes. El bitumen
puede comprender, por ejemplo, mezclas pirogenosas derivadas de
residuos de petróleo tales como aceites residuales, alquitranes o
brea o mezclas de los mismos.
Se sabe en la técnica que el azufre puede
mezclarse con bitumen para aplicaciones en la construcción de
carreteras y en la industria de pavimentación de carreteras.
En el documento US 2003/073761 A1 se describe
una composición que comprende azufre, un elastómero termoplástico y
disulfuro de tetrametiltiuram.
En el documento
GB-A-2.384.240 se describe una
composición que comprende azufre en un intervalo del 0,01 al 2% en
peso.
En el documento DE 110.58.712 A1 se describe una
composición que comprende el 18,4% en peso de azufre elemental.
Los esfuerzos hacia mejorar la adición de azufre
al bitumen se describen por ejemplo en el documento GB 1.528.384.
Más recientemente, estudios sobre el uso de azufre en mezclas
bituminosas han indicado que es posible el uso de bitumen
modificado con azufre. El bitumen modificado con azufre se formula
sustituyendo parte del bitumen en aglutinantes convencionales por
azufre elemental.
Uno de los problemas encontrados cuando se usa
azufre en el bitumen es la formación no deseada de H_{2}S, dando
como resultado reacciones de deshidrogenización entre el bitumen y
el azufre a altas temperaturas.
Incluso una baja emisión de H_{2}S del asfalto
que comprende azufre, lo que significa asfalto formulado usando
bitumen modificado con azufre en el que azufre elemental se ha usado
para sustituir parte del bitumen, presenta un problema de emisión
en los proyectos de pavimentación de carretera. Esto se debe a que
la concentración de H_{2}S gaseoso aumenta gradualmente a altos
niveles en los huecos de aire en la mezcla de pavimentación suelta
durante el almacenamiento en silos y durante el suministro en
camiones al sitio de pavimentación. El gas "almacenado" se
libera cuando las bolsas de aire en la mezcla se abren cuando la
mezcla se vuelca desde los camiones de suministro o cuando la
mezcla se somete a mezclado mecánico.
A la vista de las cantidades sustanciales de
azufre usadas, especialmente en el asfalto que comprende azufre que
tiene altas proporciones en peso de azufre-bitumen,
por ejemplo tan altas como 1:1, la emisión de H_{2}S es un
problema grave. Por lo tanto, es necesario reducir la formación no
deseada y la emisión de H_{2}S a partir de asfalto que comprende
azufre.
En los resúmenes de Patente Japonesa, vol. 2000,
nº 20, 10-07-2001 se describe un
método para reducir la formación de H_{2}S durante la
vulcanización. No se hace referencia a mezclas
azufre-bitumen.
Un método para reducir la emisión de H_{2}S a
partir de mezclas de azufre-asfalto moldeadas en
caliente es añadir un supresor de H_{2}S en el proceso para
fabricar mezclas de azufre-bitumen mezclando y
calentando azufre y bitumen en presencia de un supresor de H_{2}S
añadido como se describe en los documentos US 3.960.585 y en
EP-A-121.377.
Una desventaja del método descrito en el
documento US 3.960.585 es que el supresor de H_{2}S líquido tiene
que inyectarse en la mezcla de pavimentación en la planta de
mezclado. Por consiguiente, el equipo de inyección tiene que
ajustarse y mantenerse en la planta de mezclado, haciendo al proceso
problemático y costoso. Otra desventaja es que es más difícil
conseguir una distribución homogénea del supresor de H_{2}S en la
mezcla de pavimentación, puesto que se añade una cantidad
relativamente pequeña del supresor de H_{2}S líquido a una mezcla
relativamente grande de sólidos y líquidos.
Ahora se ha descubierto que los gránulos de
azufre que comprenden un supresor de H_{2}S pueden usarse
satisfactoriamente en un proceso para la fabricación de una mezcla
de pavimentación de asfalto que comprende azufre.
La invención proporciona un gránulo de azufre
que comprende al menos un supresor de H_{2}S que comprende en el
intervalo del 90 al 100% en peso de azufre elemental, basándose en
el peso total del gránulo, en el que el supresor de H_{2}S es uno
o más compuestos seleccionados entre la clase de inhibidores de
radicales libres y catalizadores rédox. El gránulo de azufre de
acuerdo con la invención ofrece la ventaja de que cuando se usa en
cualquier proceso donde el objetivo es conseguir una supresión de la
formación o emisión de H_{2}S, la eficacia del supresor de
H_{2}S será mayor porque el supresor de H_{2}S estará cerca de
la fuente de formación de H_{2}S, en concreto el azufre.
La invención proporciona adicionalmente un
proceso para la fabricación de gránulos de azufre que comprende al
menos un supresor de H_{2}S, comprendiendo el proceso las etapas
de:
(a) mezclar azufre elemental, uno o más
supresores de H_{2}S y opcionalmente una carga en una unidad de
mezclado para obtener una mezcla;
(b) conformar y/o granular la mezcla obtenida en
la etapa (a) en una unidad de granulación para obtener gránulos de
azufre que comprenden un supresor de H_{2}S.
La invención proporciona también un proceso para
la fabricación de una mezcla de pavimentación de asfalto que
comprende azufre usando gránulos de azufre que comprenden un
supresor de H_{2}S de acuerdo con la invención. El proceso
comprende las etapas de:
(i) precalentar bitumen a una temperatura de
entre 140 y 180ºC;
(ii) precalentar el agregado a una temperatura
de entre 140 y 180ºC;
(iii) mezclar el bitumen caliente con el
agregado caliente en una unidad de mezclado,
en el que los gránulos que comprenden un
supresor de H_{2}S de acuerdo con la invención se añaden en al
menos una de las etapas (i), (ii) o (iii), preferiblemente en la
etapa (iii).
El uso de gránulos de azufre de acuerdo con la
invención ofrece la ventaja de que el supresor de H_{2}S se
incorpora más homogéneamente en la mezcla de pavimentación de
asfalto que comprende azufre porque el supresor de H_{2}S se
añade como parte de uno de los constituyentes, en lugar de añadir
una cantidad relativamente pequeña de supresor de H_{2}S líquido
a una mezcla relativamente grande de sólidos y líquidos.
Una ventaja aún más importante es que en la
mezcla de pavimentación de asfalto que comprende azufre resultante,
el supresor H_{2}S estará en las proximidades del azufre puesto
que el supresor de H_{2}S se incorporó en los gránulos de azufre.
La eficacia del supresor de H_{2}S por lo tanto será mayor, como
se ha explicado anteriormente.
La invención proporciona también el uso de una
mezcla de pavimentación de asfalto que comprende azufre que
comprende un supresor de H_{2}S en la pavimentación de
carreteras.
La expresión
"bitumen-agregado" se usará de forma
intercambiable con el término "asfalto". El término
"bitumen" se usa en este documento para referirse a un
aglutinante.
La referencia en este documento a gránulos es a
cualquier tipo de azufre formado. El azufre formado es azufre
elemental que se ha moldeado desde el estado fundido en alguna clase
de partícula dimensionada regularmente, por ejemplo copos,
esquirlas o azufre con forma de esfera tal como nódulos, gránulos,
pepitas y pastillas o azufre con tamaño de media grano.
El gránulo de azufre comprende en el intervalo
del 90 al (e incluyendo) el 100% en peso de azufre elemental,
basándose en el peso total del gránulo.
La referencia en este documento a un supresor de
H_{2}S es un compuesto capaz de suprimir la formación o emisión
de H_{2}S. Los supresores de H_{2}S son compuestos seleccionados
entre la clase de inhibidores de radicales libres y catalizadores
rédox. Los supresores de H_{2}S preferidos se seleccionan entre el
grupo de disulfuro de
tetra-alquil-tiuram, ditiocarbamatos
especialmente ditiocarbamatos de dialquil cinc, compuestos de
amina, yodo, sales de cobre, óxidos de cobre, sales de cobalto,
óxidos de cobalto, óxidos de hierro y sales de hierro.
Las sales de hierro preferidas son compuestos de
cloruro de hierro en particular aquellos compuestos de cloruro de
hierro seleccionados entre el grupo de cloruro férrico, cloruro
férrico hidratado, cloruro ferroso y cloruro ferroso hidratado. El
cloruro ferroso hidratado es el más preferido, debido a su mayor
eficacia como supresor de H_{2}S y debido a su no
corrosividad.
El gránulo de azufre que comprende un supresor
de H_{2}S de acuerdo con la invención típicamente comprende un
supresor de H_{2}S en cantidades en el intervalo del 0,02% al 10%
(p/p), preferiblemente del 0,05% al 6,5%, más preferiblemente del
0,1% al 2,0%, basándose en el gránulo total.
Típicamente, el supresor de H_{2}S se
distribuye homogéneamente por todo el gránulo de azufre.
La formación de H_{2}S se origina en el
azufre. Una ventaja importante de los gránulos de azufre que
comprenden supresor de H_{2}S de acuerdo con la invención es que
debido a que el supresor de H_{2}S se añade como parte integral
del gránulo azufre, la supresión de la formación de H_{2}S será
más eficaz debido a que el supresor de H_{2}S se localizará en
las proximidades de la fuente para la formación de H_{2}S, en
concreto azufre.
La invención proporciona adicionalmente un
proceso para la fabricación de gránulos de azufre que comprende al
menos un supresor de H_{2}S. En la etapa (a) del proceso para
fabricar gránulos de azufre que comprenden un supresor de H_{2}S,
el azufre elemental se mezcla con uno o más supresores de H_{2}S y
opcionalmente una carga en una unidad de mezclado para obtener una
mezcla.
Los supresores de H_{2}S preferidos son
compuestos seleccionados entre la clase de inhibidores de radicales
libres y catalizadores rédox como se ha descrito anteriormente en
este documento. Preferiblemente, el supresor de H_{2}S se añade
como una solución en un disolvente adecuado, más preferiblemente
como una solución concentrada en un disolvente adecuado.
Típicamente, el disolvente es agua. Típicamente, la solución de
supresor de H_{2}S se introduce bombeando la solución desde una
unidad de depósito a la unidad de mezclado.
Típicamente, la mezcla tiene lugar a presión
atmosférica y a temperaturas elevadas. La mezcla puede tener lugar
a temperaturas entre 100ºC y 130ºC, preferiblemente entre 115ºC y
121ºC o al menos 113ºC.
El azufre elemental puede introducirse en una
unidad de mezclado de muchas maneras. Adecuadamente se añade en
forma de azufre en polvo o como un flujo de azufre fundido o como
una suspensión de agua y partículas de azufre.
En un proceso preferido, el azufre elemental se
introduce como una suspensión de agua y partículas de azufre.
Típicamente, las partículas de azufre se dispersan o suspenden en la
suspensión. Preferiblemente, las partículas tienen un tamaño que
varía entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 150 micrómetros,
preferiblemente entre aproximadamente 1,0 y aproximadamente 100
micrómetros. Para evitar la retirada del exceso de agua en una fase
posterior en el proceso, el contenido de agua en la suspensión de
azufre se mantiene típicamente tan bajo como sea posible,
preferiblemente entre aproximadamente el 10 y el 40% basándose en el
peso total de la mezcla, más preferiblemente entre el 15 y el 70%
basándose en el peso total de la suspensión. En el caso en que las
partículas de azufre se suspendan en la suspensión, la suspensión de
azufre se agita o mezcla preferiblemente en un aparato adecuado
para homogeneizar la suspensión antes de introducirla en el proceso
de fabricación.
En una realización preferida, la suspensión de
azufre contiene partículas de azufre que se dispersan en el agua.
Este tipo de suspensión, denominada en lo sucesivo suspensión de
azufre dispersa o emulsionada, comprende partículas de azufre
dispersas en agua, preferiblemente partículas de azufre micronizadas
dispersas en agua. Las partículas de azufre se mantienen
adecuadamente en dispersión durante la adición de un emulsionante
adecuado. Los emulsionantes adecuados se conocen en la técnica y no
son críticos para la invención. Una ventaja de usar partículas de
azufre dispersadas es que la precipitación de las partículas de
azufre se mantiene a un mínimo y el azufre se distribuye más
homogéneamente por toda el agua. De esta manera, se reduce la
necesidad de agitación o mezcla antes de introducir la suspensión
de azufre en la unidad del reactor. Típicamente, la suspensión se
introduce bombeando la suspensión desde la unidad de depósito de
suspensión de azufre en la unidad de reactor. Preferiblemente, la
suspensión se agita o mezcla en un aparato adecuado antes de
introducirla en la unidad de mezclado de la etapa (a).
En otro proceso preferido, el azufre elemental
se introduce en la unidad de reactor en la etapa (a) como azufre
fundido. El azufre fundido puede obtenerse a partir de azufre
sólido, fundiéndolo en un aparato de fusión adecuado, por ejemplo
un fusor tubular.
El uso de azufre fundido es ventajoso cuando el
azufre se obtiene en estado fundido a partir de procesos
industriales. Los procesos para la retirada de componentes de
azufre no deseados a partir de gas natural normalmente produce
azufre en estado fundido y el uso de este azufre fundido
directamente en el proceso de producción de gránulos de azufre
evita la necesidad de etapas adicionales tales como secado y
molienda del azufre, para obtener una suspensión de azufre. Una
ventaja adicional de usar azufre fundido es que no se introduce agua
adicional en el proceso. Cuando se añade azufre elemental en estado
fundido, la temperatura de la mezcla que comprende azufre se
mantiene preferiblemente por encima del punto de fusión del azufre,
preferiblemente entre temperaturas de 115ºC y 121ºC para asegurar
que el azufre se mantiene en el estado fundido.
\newpage
En otro proceso preferido más, se usa azufre
elemental producido biológicamente. La referencia en este documento
a azufre elemental producido biológicamente es a azufre obtenido a
partir de un proceso en el que los competentes que comprenden
azufre tales como sulfuros o H_{2}S se convierten en azufre
elemental mediante conversión biológica. La conversión biológica
puede efectuarse adecuadamente usando bacterias oxidantes de
sulfuro. Las bacterias oxidantes de sulfuro adecuadas pueden
seleccionarse por ejemplo entre los cultivos aerobios autótropos
conocidos de los géneros Thiobacillus y Thiomicrospira. Un ejemplo
de un proceso de conversión biológica adecuado para obtener el
azufre elemental producido biológicamente adecuado para el proceso
acuerdo con la invención es el proceso para la retirada de
compuestos de azufre a partir de gases en los que gas se lava con un
líquido de lavado acuoso y el líquido de lavado se somete a
bacterias oxidantes de azufre, como se describe en el documento WO
92/10270. El azufre elemental producido biológicamente tiene una
naturaleza hidrófila. Una ventaja del azufre elemental producido
biológicamente es que el ensuciamiento o bloqueo del equipo se
reduce sustancialmente o incluso se elimina debido a la naturaleza
hidrófila. El azufre elemental producido biológicamente puede
introducirse en el proceso en forma de azufre sólido, en forma de
suspensión (incluyendo azufre dispersado o en emulsión) o en forma
de azufre fundido.
Para conseguir una distribución más homogénea
del supresor de H_{2}S por todo el azufre, el supresor H_{2}S y
el azufre elemental se entremezclan preferiblemente y se introducen
en forma de una suspensión o en forma de líquido en la unidad de
mezclado de la etapa (a).
Opcionalmente, puede añadirse una carga en la
etapa (a). Las cargas adecuadas incluyen cargas minerales, tales
como cargas minerales basadas en calcio (por ejemplo, hidróxido
cálcico). La adición de cargas minerales permite el uso de una
menor cantidad de azufre y ayuda a mejorar la estabilidad de los
gránulos frente a la temperatura.
Adecuadamente, la cantidad de carga en el
gránulo está en el intervalo del 0,1 al 30% (p/p), preferiblemente
del 0,5 al 20%, más preferiblemente del 1 al 10%, basándose en el
peso total de gránulo.
Después de la etapa (a), se obtiene una mezcla
de comprende azufre, uno o más supresores de H_{2}S y
opcionalmente una carga. Esta mezcla se conforma y/o granula en una
unidad de granulado en la tapa (b) para obtener gránulos que
comprenden un supresor de H_{2}S.
Las unidades de granulación adecuadas son
unidades para la formación de gránulos o bolitas como se describe
en Perry's Chemical Engineers' Handbwook, capítulo 20 (1997) o
unidades en las que una mezcla líquida que comprende azufre puede
pulverizarse o verterse sobre una superficie de manera que los
gránulos de azufre se forman después de la refrigeración, por
ejemplo como se describe en los documentos US 4.081.500 o US
4.043.717. La unidad de granulación puede comprender adecuadamente
un granulador, preferiblemente un granulador de tambor, o un tambor
rotatorio o un dispositivo para pulverizar el azufre fundido.
En un proceso preferido, la mezcla que comprende
azufre y supresor de H_{2}S es líquida, estando el azufre
elemental en estado fundido.
En una realización preferida, la unidad de
granulación comprende un tambor rotatorio. En esta realización, la
mezcla líquida que comprende azufre y supresor de H_{2}S y
opcionalmente una carga obtenida después de la etapa (a) se
refrigera y solidifica en el exterior de un tambor rotatorio. La
mezcla refrigerada se desprende del tambor rotatorio en copos,
siendo los copos los gránulos de azufre que comprenden un supresor
de H_{2}S.
En otra realización preferida, la unidad de
granulación comprende un medio de transporte y la granulación se
realiza formando gotas de la mezcla líquida obtenida después de la
etapa (a) y depositando estas gotas sobre el medio de transporte,
por ejemplo una cinta transportadora. Adecuadamente, la mezcla
líquida se pulveriza sobre una cinta transportadora a través de un
cabezal de pulverización. Después de la refrigeración, las gotas se
forman en gránulos.
En otra realización preferida más, la unidad de
granulación comprende un granulador y la granulación se realiza
aplicando recubrimientos sucesivos de una mezcla líquida obtenida
después de la etapa (a) a las partículas solidificadas de una
mezcla obtenida después de la etapa (a). El recubrimiento se realiza
adecuadamente hasta que el gránulo resultante alcanza el diámetro
deseado. Típicamente, la mezcla líquida obtenida después de la
etapa (a) se pulveriza en el granulador, recubriendo de esta manera
las partículas solidificadas.
En otra realización preferida más, la unidad de
granulación comprende un dispositivo de pulverización y los
gránulos de azufre se forman pulverizando la mezcla líquida obtenida
después de la etapa (a) en un tanque que contiene agua,
refrigerando de esta manera la mezcla líquida en gránulos. Como
alternativa, la mezcla líquida obtenida después de la etapa (a) se
pulveriza desde la parte superior de una torre contra un flujo
ascendente o aire refrigerando de esta manera los gránulos.
Opcionalmente, los gránulos de azufre que
comprenden un supresor de H_{2}S obtenidos después de la etapa
(b) se secan, adecuadamente se secan al aire o se secan en una
unidad de secado. Las unidades de secado adecuadas incluyen
unidades de secado en las que la transferencia de calor para secado
se consigue por contacto directo entre el sólido húmedo y gases
calientes. Típicamente, la unidad de secado es un secador
rotatorio.
La invención proporciona adicionalmente un
proceso para fabricar una mezcla de
bitumen-agregado que comprende azufre, denominada
también asfalto que comprende azufre.
En la etapa (i) de este proceso el bitumen se
calienta, típicamente a una temperatura de entre 120 y 180ºC,
preferiblemente entre 130 y 150ºC, más preferiblemente entre 140 y
150ºC.
En la etapa (ii) de este proceso el agregado se
calienta, típicamente a una temperatura de entre 120 y 180ºC,
preferiblemente 130 y 150ºC, más preferiblemente entre 140 y
150ºC.
En la etapa (iii), el bitumen caliente y el
agregado caliente se mezclan en una unidad de mezclado. Típicamente
la mezcla tiene lugar a una temperatura entre 120 y 180ºC,
preferiblemente entre 130 y 150ºC, más preferiblemente entre 140 y
150ºC. Típicamente, el tiempo de mezcla es entre 10 y 60 segundos,
preferiblemente entre 20 y 40 segundos.
Los gránulos de azufre que comprenden supresor
de H_{2}S se añaden en al menos una de las etapas (i), (ii) o
(iii).
Preferiblemente, la adición de gránulos de
azufre que comprenden un supresor de H_{2}S va seguida de mezcla
durante un tiempo adicional. Típicamente, el tiempo de mezcla
adicional es entre 5 y 600, preferiblemente entre 10 y 100
segundos.
En una realización preferida, el agregado
caliente se mezcla con gránulos de azufre que comprenden supresor
de H_{2}S. El bitumen caliente se añade después a la mezcla de
agregado caliente-azufre.
En otra realización preferida, el agregado
caliente se mezcla con bitumen caliente y los gránulos de azufre
que comprenden supresor de H_{2}S se añaden a la mezcla de bitumen
caliente-agregado. Esta realización ofrece la
ventaja de producir una resistencia de la mezcla de
asfalto-azufre más fuerte.
En otra realización preferida más, el bitumen
caliente se mezcla con los gránulos de azufre que comprenden
supresor de H_{2}S y en la mezcla de bitumen
caliente-azufre resultante se mezcla con agregado
caliente para obtener una mezcla de asfalto que comprende
azufre.
Típicamente, la cantidad de gránulos de azufre
que comprenden supresor de H_{2}S añadido a la mezcla de
bitumen-agregado (asfalto) es tal que se obtiene una
mezcla que comprende azufre y bitumen en una proporción en peso de
aproximadamente 1:0,5 a 1:5, preferiblemente de aproximadamente 1:1
a 1:4.
Típicamente, la mezcla de bitumen/agregado
comprende al menos el 2% en peso de bitumen basado en el peso total
de la mezcla. Se prefieren las mezclas que comprenden de
aproximadamente el 1% en peso a aproximadamente el 10% de bitumen,
con una preferencia especial para mezclas que comprenden de
aproximadamente el 3% en peso a aproximadamente el 6% en peso de
bitumen basado en el peso total de la mezcla.
La mezcla de pavimentación de asfalto que
comprende azufre obtenida de esta manera puede usarse en la
pavimentación de carreteras, por ejemplo aplicándola a la carretera
con una máquina de pavimentación, típicamente seguido de
compactación con rodillos hasta que se alcanza la densidad
requerida.
El uso de gránulos de azufre que comprenden un
supresor de H_{2}S elimina la necesidad de instalación y
mantenimiento de un equipo de inyección en la planta de mezcla de
bitumen-agregado, ofreciendo de esta manera
ventajas comparadas con el proceso en el que el supresor de H_{2}S
se añade por separado.
Otra ventaja es que los gránulos de azufre que
comprenden un supresor de H_{2}S de acuerdo con la invención
pueden ayudar a prevenir la separación de la película de bitumen, lo
que se denomina "separación", de los agregados minerales
sensibles al agua. Esto es especialmente importante cuando se añade
cal hidratada a las mezclas de asfalto. La adición de cal hidratada
a las mezclas de asfalto es beneficiosa porque reacciona con el
bitumen retirando de esta manera los componentes bituminosos que
comprenden oxígeno y formando un enlace fuerte. En las mezclas de
asfalto que comprenden azufre, sin embargo, la adición de cal
hidratada provoca problemas. Parte de la cal puede estar en estado
CaO y la reacción con azufre puede tener lugar para formar yeso
sintético. Este yeso sintético es soluble en agua y puede provocar
la desintegración del agregado azufre-bitumen en
presencia de agua. Los gránulos de azufre que comprenden un supresor
de H_{2}S de acuerdo con la invención resuelven este problema
puesto que el supresor de H_{2}S retrasa la disgregación del
bitumen-agregado y puede evitar la disgregación de
agregados minerales.
Otra ventaja más de los gránulos de azufre de
acuerdo con la invención es que debido a que el supresor de
H_{2}S se incorpora en el gránulo de azufre, el supresor de
H_{2}S estará en las proximidades del azufre en la mezcla de
asfalto final, pudiendo suprimir de esta manera la formación de
H_{2}S que se desprende del azufre antes de que se libere
H_{2}S.
Ejemplo
1
(Comparativo)
Se preparó una mezcla con el siguiente
procedimiento. El agregado y bitumen se calentaron en un horno a
165ºC. El bitumen se añadió al agregado y se mezcló durante 30
segundos en una mezcladora Hobart. Las pastillas de azufre
elemental sin supresor de H_{2}S añadido se añadieron y se
mezclaron durante 150 segundos adicionales. La temperatura de la
mezcla era de aproximadamente 145ºC después de la mezcla.
Aproximadamente 3.700 gramos de mezcla, con la siguiente
composición: agregado: 3.535 g; bitumen: 132 g (3,5%), azufre
elemental: 87 g (2,3%), se vertieron entonces en un recipiente
calentado controlado termostáticamente. Las concentraciones de
H_{2}S en el recipiente se midieron periódicamente,
aproximadamente 30 mm por encima de la superficie de la mezcla con
un medidor de gas con una bomba incorporada para extraer el H_{2}S
gaseoso hacia el medidor. Las medidas se realizaron (a) después de
una mezcla inicial y en diversos periodos de tiempo posteriormente
después de remezclar manualmente el asfalto que comprende azufre con
la tapa del recipiente retirada y (b) después de diversos periodos
de tiempo con la tapa puesta sobre el recipiente para forzar que la
concentración de gas se acumulara dentro del recipiente. La mezcla
se agitó vigorosamente de vez en cuando y después se puso una tapa
sobre el recipiente durante un corto periodo de tiempo, típicamente
5 minutos para permitir que el H_{2}S gaseoso se acumulara dentro
del recipiente. La concentración de H_{2}S se midió después a
intervalos de 5 minutos. La concentración de H_{2}S se encontró
que era de 37 ppm después de 5 minutos, a una temperatura de mezcla
de 145ºC.
Ejemplo
2
(De acuerdo con la
invención)
Se preparó una mezcla usando el procedimiento
descrito en el ejemplo comparativo, excepto que se usaron gránulos
de azufre que comprendían un supresor de H_{2}S, con una
concentración de supresor de H_{2}S del 6,5% basada en el gránulo
total.
La mezcla resultante tenía la siguiente
composición: agregado: 3.535 g; bitumen: 132 g (3,5% basado en el
peso de mezcla total); azufre elemental: 87 g (2,3% basado en el
peso de mezcla total); más 6 g de cloruro férrico (peso hidratado
20 g). se encontró que la concentración de H_{2}S era entre 14 y
20 ppm después de 5 minutos a una temperatura de mezcla de
149ºC.
Los resultados muestran claramente que el uso de
gránulos de azufre que comprenden un supresor de H_{2}S da como
resultado una disminución sustancial de la formación de
H_{2}S.
Claims (8)
1. Gránulo de azufre que comprende un supresor
de H_{2}S que comprende en el intervalo del 90 al 100% en peso de
azufre elemental, basado en el peso total del gránulo, en el que el
supresor de H_{2}S es uno o más compuestos seleccionados entre la
clase de inhibidores de radicales libres y catalizadores rédox.
2. Gránulo de azufre de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el supresor de H_{2}S se selecciona
entre el grupo de yodo, compuestos de amina, sales de cobre, óxidos
de cobre, sales de hierro, óxidos de hierro, sales de cobalto y
óxidos de cobalto.
3. Gránulo de azufre de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que las sales de hierro son compuestos de
cloruro de hierro, preferiblemente seleccionados entre el grupo de
cloruro férrico, cloruro férrico hidratado, cloruro ferroso, y
cloruro ferroso hidratado.
4. Gránulo de azufre de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende un supresor
de H_{2}S en cantidades en el intervalo del 0,02% al 10% (p/p),
preferiblemente del 0,05% y del 6,5%, más preferiblemente entre el
0,1% al 2,0% basado en el gránulo de azufre.
5. Un proceso para la fabricación de gránulos de
azufre que comprende al menos un supresor de H_{2}S, comprendiendo
el proceso las etapas de:
- (a)
- mezclar azufre elemental, uno o más supresores de H_{2}S y opcionalmente una carga en una unidad de mezclado para obtener una mezcla;
- (b)
- conformar y/o granular la mezcla obtenida en la etapa (a) en una unidad de granulación para obtener gránulos de azufre que comprenden un supresor de H_{2}S.
6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
5, en el que el azufre elemental se introduce en forma de azufre
fundido, manteniéndose la temperatura de la mezcla preferiblemente
por encima de 113ºC.
7. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 5
ó 6, en el que el supresor de H_{2}S es uno o más compuestos
seleccionados entre la clase de inhibidores de radicales libres y
catalizadores rédox.
8. Un proceso para fabricar una mezcla de
pavimentación de asfalto que comprende azufre, comprendiendo el
proceso las etapas de:
- (i)
- precalentar el bitumen a una temperatura entre 140 y 180ºC;
- (ii)
- precalentar el agregado a una temperatura de entre 140 y 180ºC;
- (iii)
- mezclar el bitumen caliente con el agregado caliente en una unidad de mezclado, en el que los gránulos de azufre que comprenden un supresor de H_{2}S de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 se añaden en al menos en una de las etapas (i), (ii) o (iii), preferiblemente en la etapa (iii).
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