JPH0830192B2 - ビチユ−メンの製造方法 - Google Patents

ビチユ−メンの製造方法

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JPH0830192B2
JPH0830192B2 JP62082168A JP8216887A JPH0830192B2 JP H0830192 B2 JPH0830192 B2 JP H0830192B2 JP 62082168 A JP62082168 A JP 62082168A JP 8216887 A JP8216887 A JP 8216887A JP H0830192 B2 JPH0830192 B2 JP H0830192B2
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temperature
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10CWORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C3/00Working-up pitch, asphalt, bitumen
    • C10C3/06Working-up pitch, asphalt, bitumen by distillation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビチューメンの製法と、この製法により製造
したビチューメンと、このようにして得られたビチュー
メンを含むビチューメン組成物とに係わる。
ビチューメンは道路建設、屋根葺き、パイプラインの
コーティング等で使用される他、練炭用結合剤としても
広く使用されている。多くの場合ビチューメンは、得ら
れる混合物に強度を与える骨材及び/又は充填材と混合
して用いられる。例えば道路建設では、ビチューメンを
砂及び石と混合し、この混合物を道路のアスファルトと
して使用する。言うまでもなく、道路用アスファルトは
十分な耐摩耗性及び耐微動摩耗(fretting)性を有して
いなければならない。従って、充填材及び/又は骨材と
混合した時により大きい耐微動摩耗性を示すようなビチ
ューメンを製造できれば有利なことになる。
ビチューメンの別の重要な特徴は水の侵入に対する耐
性である。この特徴は、ビチューメン混合物が建造物の
防水処理に使用される場合、例えば屋根葺き、パイプラ
インコーティング及び道路建設等に使用される場合には
特に重要である。
熱分解した炭化水素供給原料に由来するビチューメン
又はこの種のビチューメンを含むビチューメン組成物
は、微動摩耗と水の侵入とに対して優れた耐性を示すこ
とが判明した。
しかしながら周知のように、熱分解した炭化水素供給
原料から得られるビチューメンはFuel誌60(1981年)40
1〜404及びFuel誌63、(1984年)1515〜1517に記載のご
とくエージング及び安定性に関する特性が不十分であ
る。従ってこの種のビチューメンは例えば道路用アスフ
ァルトには不向きとみなされている。
しかしながらここに至って、熱分解した供給原料を特
定の方法で処理すると微動摩耗及び水侵入に対して優れ
た耐性を示し且つ安定性及びエージング特性も十分なビ
チューメンが得られることが判明した。
そこで本発明は、熱分解した炭化水素供給原料の残留
物画分を、常圧沸点455〜540℃の炭化水素の減圧沸点に
相当する最高蒸留温度で減圧蒸留にかけ、該蒸留残留物
の少なくとも一部分をビチューメンとして回収すること
からなるビチューメン製造方法を提供する。
常圧下での炭化水素の沸点としてはInd.Eng.Chem.,49
(1957年)1187〜1196に記載のMaxwell−Bonnellの関係
式に従い減圧下での沸点を換算して得たものを用いる。
実際には炭化水素の沸点は減圧下で測定されるが、その
場合は種々の減圧に応じて様々な沸点が得られるため、
当業者は換算による明確な常圧沸点を好んで使用する。
最高蒸留温度は常圧沸点455℃の炭化水素(455℃/バ
ール−炭化水素)の沸点以上の温度でなければならな
い。さもないと、比較的軽量の炭化水素の除去が十分に
行なわれず、そのため前述のFuel誌に記載のごとく比較
的不安定でエージングの早いビチューメンが形成される
ことになる。一方、最高蒸留温度が540℃/バール炭化
水素沸点を越えると、得られる残留物が硬質になりすぎ
て例えば道路のアスファルトに使用し得なくなり、且つ
ビチューメン混合物に使用すると不適合性の問題を生じ
得る。
減圧蒸留にかけられる残留物画分は熱分解ユニットか
らの画分の殆どいずれのものであってもよい。熱分解生
成物は常圧蒸留ユニットに送って、常圧残留物からガ
ス、ガソリン、ケロシン及びガスオイルのごとき留出物
を分離するようにするとよい。この常圧残留物は有利に
は減圧蒸留にかける。常圧蒸留は300〜370℃の底部温度
で実施するのが適切である。従って、減圧蒸留に送られ
る残留物画分は、適切には、少なくとも300℃の常圧沸
点を有する成分を少なくとも80重量%有する。
熱分解は比較的簡単な分解処理である。約400〜500℃
の温度レベルでは長鎖炭化水素が不安定になって様々な
大きさ及びタイプのより小さい分子に破壊される。熱分
解にかけられる原料は通常、原油の常圧蒸留又は真空蒸
留の結果残る複雑な重質炭化水素の混合物からなる。ビ
スブレーキング、即ち分子の破壊によって粘度を低下さ
せる操作は熱分解の重要な応用操作である。なぜなら、
この操作は熱分解の結果得られる雑留物の粘度を大幅に
減少させるからである。ビスブレーキングを行なうには
先ず適当に予加熱した材料を炉内で分解温度に加熱す
る。次いでこの材料を炉の下流のソーキング装置に送
り、そこで分解処理の大部分を生起させる。このソーキ
ング装置は過度のバックミクシングを回避すべく内部バ
ッフルを有すると有利である。生成物はガス、留出物及
び残留物である。この残留物は原料より低い粘度を示
す。このような残留物、即ちビスブレーキング処理した
炭化水素原料の残留物は本発明の方法で残留物画分とし
て好適に使用される。適切なビスブレーキング操作条件
は圧力2〜30バール、温度400〜500℃、滞留時間5〜60
分である。
前記残留物画分は減圧下で蒸留する。この場合、最高
蒸留温度に関する条件を満たせば、前記残留物画分を従
来の真空蒸留で処理する。ただし好ましくはフラッシュ
蒸留にかける方がよい。フラッシュ蒸留では前記残留物
画分を当該液のより低い圧力下での沸騰範囲内の温度に
加熱して減圧フラッシュゾーン内に導入し、留出物及び
残留物を回収する。この残留物は少なくとも一部分がビ
チューメンとして回収される。
本発明の方法では種々の減圧を使用し得る。蒸留実施
温度範囲は加えられる各圧力毎に決定される。実際の蒸
留温度は400℃を越えないのが好ましい。温度を400℃以
下にすれば、残留物中の炭化水素(間)の反応、例えば
分解反応がほぼ回避されるからである。400℃までの高
温では滞留時間が比較的長いと分解反応が生起し得るた
め、実際の蒸留温度は更に低い値、特に310〜370℃にす
るのが好ましい。炭化水素の沸点に関する条件を満たす
ために、減圧蒸留の圧力は2〜120mmHg(0.27〜16.0kP
a)にするのが好ましい。
前述のごとく最高蒸留温度は、比較的軽質の炭化水素
が十分に除去されると共に、許容し得ない程硬質のビチ
ューメンが形成されないように選択する。最高蒸留温度
は460〜510℃/バール炭化水素の沸点に対応するのが好
ましい。
本発明の方法で製造されるビチューメンは良好なエー
ジング特性及び安定性を有する。酸化安定性を更に向上
させるには、蒸留の底部画分を所望のビチューメンとし
て回収する前に少なくとも部分的にブローイングにかけ
るのが好ましい。このブローイング処理は通常、ブロー
イングカラムに液体ビチューメンを導入し、その中の液
体レベルを底面近傍でビチューメンを除去することによ
りほぼ一定に維持しながら連続的に実施する。空気はカ
ラム底部の分配器を介して液体中に吹き込まれる。適切
なブローイング温度は170〜320℃、特に220〜275℃であ
る。
所望の特性を示すビチューメン組成物を得るために種
々のビチューメンを混合することは当業者に良く知られ
ている。本発明は本発明の方法で製造されたビチューメ
ンを含むビチューメン組成物にも係わる。ただし、この
ようなビチューメン組成物はアスファルテンを過剰に含
まないようにする必要がある。その場合には不均質性が
生じ得るからである。熱分解した残留物を混合成分とし
て使用すると、アスファルテン含量が過剰になる可能性
がある。なぜなら、例えば前述のFuel誌に記載のごと
く、熱分解した残留物のアスファルテン含量はかなり高
いからである。これは、重質炭化水素油は熱分解中に沸
点のより低い化合物に変換されるが、アスファルテンは
残留物中で濃縮されるという理由による。加えて、分解
処理の間にも新たなアスファルテンが形成される。本発
明の方法の最高蒸留温度を540℃/バール炭化水素沸
点、好ましくは510℃/バール炭化水素沸点より低くす
れば、アスファルテンの量が過剰になる危険はほとんど
回避される。ビチューメン組成物は本発明の方法で製造
されたビチューメンを5〜60重量%、他の少なくとも1
種類のビチューメン成分を95〜40重量%含むのが適当で
ある。当業者は他のビチューメン成分を任意に選択し得
る。適切な他のビチューメン成分としては、直留ビチュ
ーメン、プロパンビチューメン、フルフラール抽出物の
ごときブライトストック抽出物が挙げられる。これらの
成分はブローイングにかけてもかけなくてもよく、フラ
ックス油を含んでも含まなくてもよい。他のビチューメ
ン成分を選択するための基準は揮発度、密度、針入度、
軟化点等であり、これらは当業者によって測定され得
る。
本発明のビチューメン組成物は勿論他の添加物、例え
ば希釈剤及び/又はポリマー、特にスチレン−ブタジエ
ンもしくはスチレン−イソプレンブロックコポリマー、
又はアタクチックポリプロペンも含み得る。
本発明は以下の実施例からより明らかにされよう。
実施例1 この実施例では熱分解した残留物の特性を幾つか調べ
た。残留物Iはフラッシング処理にかけなかった熱分解
残留物である。残留物IIは残留物Iを496℃/バールに
相当する364℃/30mmHg(4.0pKa)でフラッシング処理し
て得たものである。残留物IIIは残留物Iを460℃/バー
ルに相当する330℃/30mmHg(4.0kPa)でフラッシングに
かけ、且つ空気消費量20〜30Nl/hg、温度280〜300℃で
ブローイングにかけることにより得たものである。薄膜
オーブンテスト(TFOT、ASTM D1754)でこれらの残留物
を熱(163℃)及び空気の作用下におき、そのエージン
グ性状を調べた。このテストの後、針入度を測定し、初
期針入度と比較して針入度保持率(%)を計算した。針
入度保持率が高ければ高いほど残留物の耐熱性及び耐空
気性は高い。テスト中の重量損失も測定した。また、Ri
ng及びBellの方法によって測定される軟化点の変化も調
べた(△R&B)。結果を表Iに示す。
残留物I及びIIの結果の比較から明らかなように、本
発明の方法によって形成されるビチューメンは針入度保
持率がより高く、従ってエージング性状が向上してお
り、加熱時の損失がなく、軟化点変化も小さい。残留物
II及びIIIの結果の比較は、より穏やかなフラッシング
とブローイングとを順次行えば同様の特性が得られるこ
とを示している。
実施例II 数種の組成物に関して、アスファルト配合物への使用
適性をテストした。そのために種々のアスファルト配合
物をマーシャル(Marshall)テストにかけ、60℃で水中
に2週間保存した後でマーシャル値保持率を測定し、こ
れら配合物の安定性の水に対する感度を調べた。
これらの配合物は100%m/mの鉱物性骨材をベースとす
るビチューメン組成物を6.0%m/m含み、典型的な空隙率
は2%v/vであった。
ビチューメン組成物は中東減圧蒸留残油と、495℃/
バールに相当する条件でフラッシング処理した真空フラ
ッシング処理熱分解残留物とからなる。結果を表IIに示
した。
アスファルト配合物中のビチューメン組成物に関して
同様のテストを行った。これらの組成物はプロパンビチ
ューメン(PB)、ブライトストックフルフラール抽出物
(BFE)、及び500℃/バールに相当する条件でフラッシ
ングした真空フラッシング処理熱分解残留物(VFCR)か
らなる。これらの組成物のマーシャル値保持率を表III
に示す。
これらの結果から明らかなように、本発明のビチュー
メン組成物は優れた耐水性を有する。
実施例III 実施例IIの組成物6及び7を微動摩耗テストにかけ
た。このテストでは40℃で240時間水中に保存した後で
摩耗物質の割合を測定した。このテストはAAPT会報、46
3、vol.32、380〜411ページに記載されている。
物質の損失が少ないほど耐摩耗性及び耐微動摩耗性が
大きい。結果を表IVに示す。
これらの結果から明らかなように、VFCR含量の高い組
成物では耐摩耗性及び耐微動摩耗性が更に向上してい
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨアンネス・コルネリウス・アントニウ ス・スヘレケンス オランダ国、1031・セー・エム・アムステ ルダム、バトハアイスウエヒ・3 (56)参考文献 米国特許1891890(US,A) 米国特許2305440(US,A) 米国特許2768119(US,A) 米国特許2004210(US,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱分解した炭化水素供給原料の残留物画分
    を、2〜120mmHg(0.27〜16.0kPa)の範囲の減圧下、及
    び常圧沸点455〜540℃の炭化水素の当該減圧下における
    沸点に相当する310〜370℃の範囲の蒸留温度で減圧蒸留
    にかけ、該蒸留残留物の少なくとも一部分をビチューメ
    ンとして回収することからなるビチューメン製造方法。
  2. 【請求項2】残留物画分がビスブレーキング処理した炭
    化水素供給原料の残留物である特許請求の範囲第1項に
    記載の方法。
  3. 【請求項3】炭化水素供給原料が圧力2〜30バール、温
    度400〜500℃、滞留時間5〜60分でビスブレーキング処
    理したものである特許請求の範囲第2項に記載の方法。
  4. 【請求項4】残留物画分をフラッシュ蒸留にかける特許
    請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】蒸留温度が常圧沸点460〜510℃の炭化水素
    の減圧沸点に相当する特許請求の範囲第1項から第4項
    のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】蒸留の底部画分をビチューメンとして回収
    する前にブローイング処理する特許請求の範囲第1項か
    ら第5項のいずれかに記載の方法。
JP62082168A 1986-04-04 1987-04-02 ビチユ−メンの製造方法 Expired - Lifetime JPH0830192B2 (ja)

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JPS62236888A JPS62236888A (ja) 1987-10-16
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AR (1) AR248420A1 (ja)
AU (1) AU591765B2 (ja)
BR (1) BR8701512A (ja)
CA (1) CA1279598C (ja)
DE (1) DE3764133D1 (ja)
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AU7099587A (en) 1987-10-08
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EP0240090B1 (en) 1990-08-08
CN87102480A (zh) 1987-10-14
MY101289A (en) 1991-09-05
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