NL8202869A

NL8202869A - Asfaltsamenstelling voor een luchtdoorblaasbehandeling.

Info

Publication number: NL8202869A
Application number: NL8202869A
Authority: NL
Original assignee: Chevron Res
Priority date: 1981-07-20
Filing date: 1982-07-15
Publication date: 1983-02-16
Also published as: FI69861C; US4338137A; FI822017L; NO821771L; JPS5815556A; CA1165509A; BR8203399A; AU8430882A; NZ200755A; FI822017A0; SE8203620L; FI69861B

Description

I ί ___Λ - 1 - sr.o. 51 151

Asfaltsamenstelling voor een luchtdoorblaasbehandeling.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op asfaltsamen-stellingen. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding be trekking op asfaltsamenstellingen, die katalysatoren bevatten voor de luchtdoorblazing van asfalt.

5 De asfaltprodukten in onverwerkte vorm, d.w.z, in de natuur voorkomend of afkomstig van de aardolieraffinage, kunnen voor een gegeven toepassing ongeschikt zijn vanwege een overmatige brosheid, een onvoldoende penetratie bij een gegeven verwekings-punt en dergelijke. Een techniek bekend als ••luchtdoorblazing" 10 werd ontwikkeld om de eingeschappen van de asfaltprodukten zodanig te modificeren, dat een gewenste penetratie bij een gewenst ver-wekingspunt bereikt kan worden. Luchtdoorblazing doet de penetratie van het asfalt bij een gegeven verwekingspunt toenemen.

Luchtdoorblazing is een werkwijze, waarbij de asfalt wordt 15 onderworpen aan een hitte en mengbehandeling bij aanwezigheid van een gas, zoals luoht, zuurstof of zuurstof en een inert gas en eventueel een katalysator. De werkwijze verhoogt het verwekingspunt en verlaagt de penetratie van de asfalt.

Fosforsesquisulfide (P^S^), fosforpentasulfide (PgS^), 20 H^PO^, PgO^ en ijzer (ill) chloride (PeCl^) zijn b'ekende katalysatoren voor de luchtdoorblazing van asfalt. Aangezien de werkwijze van luchtdoorblazing energie intensief is en de katalysatoren duur kunnen zijn, zou het in hoge mate gewenst zijn een lucht-doorblazingskatalysator te hebben, die gebruikt kan worden in een 25 lagere concentratie dan bijvoorbeeld ijzer (ill) chloride en/of een verhoogd penetratiepunt vertoont voor een gegeven verwekingspunt. Het zou eveneens gewenst zijn de beschikking te hebben over een katalysator met een lager chloorgehalte dan PeCl^, aangezien het HC1, dat wordt afgegeven als bijprodukt, corrosie kan veroor-50 zaken van metalen ketels en kan bijdragen aan luchtverontreiniging. Yerhoging van het penetratiepunt bij een gegeven verwekingspunt geeft een produkt, dat buigzaam is bij lage temperaturen, maar bij omgevingstemperaturen niet stroomt.

Een asfaltsamenstelling voor luchtdoorblazing werd gevonden, 35 8202869 ^ \ "if - 2 - die ijzer (IT.) chloride en asfalt bevat. Het ijzer (il) chloride geeft vergelijkbare of vergrote penetraties bij vooraf gekozen verwekingspunten ten opzichte van met lncht doorgeblazen asfalt met ijzer (ill) chloride als katalysator. Het ijzer (il) chloride 5 bevat minder chloor dan ijzer (ill) chloride en kan in concentra-ties gebruikt worden, die lager zijn dan of gelijk zijn aan de concentratie van ijzer (ill) chloride noodzakelijk voor het be-reiken van een vergelijkbare penetratie voor een gegeven verwe-kingspnnt.

10 IJzer (il) chloride (PeClg) wordt als een luehtdoor- blazingskatalysator aan asfalt toegevoegd. Het ijzer (il) chloride wordt toegevoegd in een hoeveelheid van ongeveer 0,01 gew.% tot ongeveer 5 gew.% van de totale katalysator bevattende asfaltsamen-stelling. IJzer (il) chloride versnelt de luehtdoorblazingsreac-15 tie en verschaft equivalente of hogere penetraties bij een vooraf gekozen verwekingspunt dan ijzer (ill) chloride en aanzienlijk hogere penetraties dan zonder katalysator. Hit is verrassend en onverwacht, omdat ijzer (il) chloride een reductiemiddel is, terwijl ijzer (ill) chloride een oxidatiemiddel is. Het ijzer (il) 20 chloride kan in watervrije vorm of in gehydrateerde vorm, zoals FeClg.^gO zijn.

He asfaltvoorraad die voor gebruik geschikt is, kan van variabel karakter zijn. Elk aardolie residu of stroom, achter-blijvend na afscheiding daaruit van verdampbare koolwaterstoffen 25 via smeeroliefracties of έέη of ander verwant extract met groot molecuulgewicht verkregen van de aardolieraffinage of in de natuur voorkomende asfalt kan gebruikt worden. Bijvoorbeeld kunnen de residuen van Alaskan North Slope/Waxy light Heavy crude blend, Arabian Heavy crude, Arabian Light crude en dergelijke gebruikt 30 worden. Vanzelfsprekend zal het verschil in de arfaltvoorraad re-sulteren in verschillende eigenschappen van het uiteindelijke, met luchtgeblazen asfalt.

He samenstelling wordt vervaardigd door de asfalt te verhitten tot een temperatuur van ongeveer 90-180°C en grondig 35 het ijzer (il) chloride in de asfalt te mengen om de katalysator gelijkmatig te verdelen door de asfalt voorafgaande aan de door-blazing met lucht. Haarna wordt de asfalt-ijzer (il) chloride-samenstelling met lucht doorgeblazen volgens de in de techniek bekende methoden zoals vermeld in de Amerikaanse octrooischriften 40 2.450.756, 2.762.755,en 3.126.329.

8202869 % - 3 - C -_

Meer in het bijzonder wordt de asfalt verhit tot een temperatuur van ongeveer 210 tot 290°C en lucht, zunrstof of een zuurstof-inert gasmengsel wordt door de samenstelling gednrende een voldoende tijd geborreld om een vooraf gekozen verwekings-5 punt te bereiken. In het algemeen wordt de luchtdoorblazingsx behandeling uitgevoerd gedurende een periode van ongeveer 0,5 uur tot ongeveer 12 uren. · V Met lucht doorgeblazen asfalt verandert de eigenschappen V van de asfaltprodukten. Het luehtdoorblazingsproces vergroot de 10 penetratie voor een gegeven verwekingspunt zodanig, dat de asfalt minder bros en vatbaar voor scheuren is gedurende de thermische kringloop. De thermische kringloop is de verandering in temperatuur van heet tot koud zoals ontmoet kan worden in asfaltprodukten, die voor dakbedekking worden gebruikt. De asfalt zal uiterst heet 15 worden door direkt zonlicht, maar 's nachts uiterst koud worden.

0m een doelmatig bedekkingsasfalt te zijn, moet de asfalt voldoende hoge penetratie hebben, zodat het niet tijdens de thermische kringloop bros wordt of kraakt en dient een voldoende hoog verwekingspunt te hebben om viskeus te blijven, zodat het gedurende 20 warme dagen niet van het dak zal aflopen.

Yoorbeeld I.

Ben oplossing van ijzer (II) chloride werd bereid door 11,7 gram FeClg^HgO in 17»6 ml water op te lossen. De oplossing bevatte 25,5 gew.$> BeClg berekend op watervrije basis. De oplos-25 sing werd toegevoegd bij een temperatuur van ongeveer 120°C aan 5000 gram van een asfalt met een kinematische viscositeit van ongeveer 317»1 centistokes bij 100°C. De concentratie van FeClg van ongeveer 0,25 gram per 100 gram asfalt. Daama werd de samenstelling verhit op een temperatuur van ongeveer 150°C om de 3° katalysator te dehydrateren. Het gekatalyseerde asfalt werd overge-bracht naar een luchtdoorblazingsketel, onder roeren verhit op Y 260°C en een volume lucht overeenkomend met 0,0028 Bm^ per minuut ' werd gedurende ongeveer 106 minuten door de asfalt geblazen om een met lucht doorgeblazen asfaltsamenstelling te verkrijgen met 35 sen verwekingspunt van ongeveer 86°C met een penetratie van ongeveer 20 decimilliliter (dmm) bij 25°C.

Voorbeelden II t/m IV.

Met lucht doorgeblazen produkten werden volgens voorbeeld I bereid, echter werd de asfalt gedurende varierende hoeveelheden 40 tijd zoals aangegeven in tabel A geblazen voor het bereiden van met 8202869 - 4 - * # lucht doorgeblazen produkten met verwekingspunten, die toenemen met een toenemende doorblaastijd en een afnemende conoentratie zoals aangegeven in tabel A.

Tabel A.

5 Voorbeeld Doorblaastijd Verwekingspunt Penetratie _ van lucht (min.) _(°C)_ (dmm bi.i 25°C) II 112 -96 17 III 118 103 15 IV 126 110 12 10 Vergeli.ikingsvoorbeelden A-1 t/m A-4.

De voor voorbeeld I geschetste methode werd uitgevoerd 0 ©IC V63?d met betrekking tot de voorbeeld A-1 t/m A-4>/bet PeClg vervangen door PeCl^.eHgO in een hoeveelheid van 0,58 gram per 100 gram asfalt. De resultaten zijn in tabel B opgenomen.

15 Tabel B.

Voorbeeld Doorblaastijd Verwekingspunt Penetratie ' van lucht (min.) _(°C)_ (dmm bij 25°C) A-1 105 89 19 A-2 112 98 15 20 A-3 116 103 14 A-4 124 117 12

Vergeli.ikingsvoorbeelden B-1 t/m B-4.

De met betrekking tot voorbeeld I geschetste methoden werden uitgevoerd, echter werd geen luchtdoorblazingskatalysator 25 aan de asfalt toegevoegd. De asfaltprodukten werden gedurende een voldoende tijd met lucht doorgeblazen om de overeenkomstige verwekingspunt en ten opzichte van de verwekingspunten in de boven-genoemde voorbeelden te bereiken. Echter vereiste de geen kata-lysator bevattende asfalt veel langere luchtdoorblazingstijden 30 voor het bereiken van een overeenkomstig verwekingspunt, zoals blijkt uit tabel 0.

8202869 * 3 -Λ ^ ...,...... ......-Λ - 5 -

Tabel Ο»

Voorbeeld Doorblaastijd Y er wekingspun t Penetratie _________ van luoht (min.) (°0) (dmm bi.i 25°c) B-1 154 87 14 B-2 168 96 11 5 B-3 179 103 9 B-4 196 116 8

Ben vergelijking van de voorbeelden geeft aan, dat ijzer (il) chloride een doelmatige katalysator is voor het verkorten van de luchtdoorblazingstijden noodzakelijk voor het bereiken van 10 een vooraf gekozen verwekingspunt ten opzichte van geen katalysator bevattende asfaltprodukten. Bovendien is met deze specifieke asfalt het ijjzer (il) chloride beter dan het ijjzer (ill) chloride bij de vervaardiging van asfaltprodukten met hogere penetraties voor een gegeven verwekingspunt. De doelmatigheid van het ijzer (il) chloride 15 is vergelijkbaar met ijzer (ill) chloride, hoewel in andere asfaltprodukten de penetratie gelijk of enigszins lager kan zijn dan de penetratie van ijze'r (ill) chloride met vooraf gekozen verwekingspunt en.

8202869

Claims

1. Asfaltsamenstelling, gekenmerkt door de aanwezigheid van 0,01 gew.% tot ongeveer 5 gew.%· ijzer (II) chloride, waarbij de rest uit asfalt bestaat.

2. Samens telling volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het ijzer (II) chloride aanwezig is in een hoeveelheid van ongeveer 0,10 tot ongeveer 1 gew.Z.

3. Samenstelling volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat het ijzer (II) chloride gehydrateerd is.

4. Werkwijze ter bereiding van geblazen asfalt, met het 10 kenmerk, dat men asfalt bij aanwezigheid van 0,01 gew.Z tot ongeveer 5 gew.Z ijzer (II) chloride gedurende een voldoende tijd met lucht doorblaast om een vooraf gekozen verwekingspunt te verkrijgen.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat men de temperatuur handhaaft binnen een traject van ongeveer 210°C 15 tot ongeveer 290°C.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5,met het kenmerk, dat men het ijzer (II) chloride toepast in een hoeveelheid van ongeveer 0,1 gew.Z tot ongeveer 1 gew.Z.

7. Werkwijze volgens conclusies 4 tot 6, methetken-20 m e r k, dat men de doorblazing met lucht uitvoert gedurende een periode van ongeveer 0,5 tot 12 uren.

8. Werkwijze volgens conclusies 4 tot 7, met het kenmerk, dat men het ijzer (II) chloride aan de asfalt toevoegt voordat met lucht wordt doorgeblazen.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat men gehydrateerd ijzer (II) chloride toepast.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat men het ijzer (II) chloride aan de asfalt toevoegt bij een temperatuur van ongeveer 90eC tot ongeveer 189eC. 8202869