NO117229B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av syntetiske bitumener.

Foreliggende oppfinnelse angår en integrert fremgangsmåte til fremstilling av syntetiske bitumener.

Asfaltbitumener er meget anvendt ved vei-konstruksjon, til taktekningsformål, for beleg-ning for rørledninger, for impregneringsformål, som bindemidler for briketter etc.

For disse forskjellige anvendelser kreves

asfaltbitumener som kan variere sterkt med hensyn til type og egenskaper. Det er derfor ikke mulig, ved å gå ut fra et enkelt asfaltresiduum, å fremstille alle disse forskjellige typer av asfaltbitumener alene ved behandlinger som går ut på destillasjon, da egenskapene av direkte destillerte, asfaltiske bitumener stort sett bestemmes av typen av råolje som tjener som utgangsmateriale og de erholdte bitumener vil derfor passe for bare et begrenset antall anvendelser.

For å overkomme denne vanskelighet har

det vært forsøkt på forskjellige måtér å modifisere egenskapene av asfaltbitumener erholdt ved

destillasjon. Ved en fysikalsk prosess er dette mulig ved å fjerne fra asfaltutgangsmaterialet, og fra det asfaltbitumenet fremstilt fra dette, visse fraksjoner, f. eks. ved ekstraksjon, eller ved å tilsette til asfaltbitumen visse destillat- eller residuum-fraksjoner av forskjellig opprinnelse. Ved en kjemisk prosess har egenskapene av asfaltbitumen vært modifisert, f. eks. ved cracking av asfaltutgangsmaterialet eller ved å underkaste det oxydasjonsbehandling (blåsning).

Forandringene i egenskapene av asfaltbitumener som kan bevirkes ved disse prosesser, er basert på en forandring i • sammensetningen av det meget komplekse, kolloidale system av . ho-vedsakelig hydrocårbonforbindelser som utgjør asfaltbitumenet.

For å karakterisere dets sammensetning og dets iboende egenskaper, har bestanddelene av de asfaltiske produkter vært delt i tre klasser, nemlig olje, harpikser og asfaltener. Det er ingen klar forskjell mellom disse klasser av forbindel ser, og i virkeligheten er der en gradvis overgang fra oljer til harpikser og fra harpikser til asfaltener. Skjønt der ikke kan angis noen skarpe grenser melom disse klasser av forbindelser, ut-gjør disse forskjeller og uttrykkene som anvendes for å betegne dem allikevel for fagfolk en enkel måte å beskrive asfaltiske produkter.

Som allerede antydet ovenfor er de forskjellige prosesser som anvendes med henblikk på å modifisere egenskapene av et bituminøst produkt i visse henseender, i stor utstrekning basert på en forandring i dets sammensetning, dvs. en forandring i forholdet av olje, harpikser og asfaltener til hverandre.

Som karakteristiske egenskaper for asfaltiske bitumener kan nevnes penetrasjon, mykningspunkt, duktilitet og temperaturfølsomhet. For praktiske formål er det særlig temperaturføl-somheten som er en viktig egenskap. Denne ut-trykkes for det meste som det såkalte «penetrasjonsindeks» («penetration index»). På basis av denne egenskap deles asfaltbitumener i tre grupper, (1) asfaltbitumener med penetrasjonsindeks på under 4- 2 som oppviser ren viskøs flytning og i alminnelighet betegnes som bitumener av «bek-typen», (2) asfaltbitumener med en penetrasjonsindeks på fra 2 til -f- 2, som oppviser en viss elastisitet og i alminnelighet litt thixotropi og som innbefatter bitumener av «soltypen», også kalt bitumener av «normaltypen», og (3) asfaltbitumener med et gjennomtrengningstall over + 2, som foruten elastisitet også oppviser thixotropi og som er av » gel typen» eller bitumener av den blåste type.

Den innsikt man har fått i oppbygningen av asfaltprodukter har vært til hjelp ved utviklin-gen av de forskjellige prosesser nevnt ovenfor for fremstilling av asfaltbitumener med be-stemte egenskaper etter ønske.

En av disse prosesser som har oppnådd vid anvendelse i petroleumsindustrien er luftblås-ningsprosessen, som kan eller ikke kan utføres i nærvær av en katalysator. Med et gitt asfaltresiduum som utgangsmateriale, muliggjør denne prosess fremstillingen av et asfaltbitumen med en øket peentrasjonsindeks. Denne prosess er imidlertid relativt kostbar, den foregår med en langsom hastighet og krever i alminnelighet nøy-aktig kontroll av temperaturen, luftmengden som anvendes om måten ved hvilken luften for-deles i et asfaltresiduum.

Asfaltbitumener med en nedsatt penetrasjonsindeks i forhold til asfaltutgangsmaterialet kan erholdes ved cracking av dette materiale. Denne prosess har imidlertid neppe innarbeidet seg i virkelig praksis på grunn av at de dannede asfaltbitumener vanligvis ikke er særlig stabile.

Skjønt det således innen visse grenser er mulig å forandre penetrasjonsindeksen for et asfaltbitumen ved de nevnte prosesser, oppviser termiske behandlinger, såsom blåsing og cracking, i alminnelighet den ulempe at de forstyrrer den kompliserte, kolloldale struktur av asfaltbitumen, hvilket spesielt viser seg ved peptiserings-tilstanden av asfaltene. Uavhengig forandring av de karakteristiske egenskaper, såsom penetrasjon, mykningspunkt og duktilitet, er dessuten ikke særlig godt mulige ved slike prosesser. Alt dette betyr i det vesentlige at ved disse prosesser kan bare et begrenset antall av bitumenkvaliteter fremstilles. Det er derfor i mange tilfeller nød-vendig å underkaste det erholdte produkt videre behandlinger eller å tilsette visse olj efraksj oner eller bitumenfraksjoner av forskjellig opprinnelse til det.

Den integrerte fremgangsmåte i henhold til foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å fremstille syntetiske bitumener av nesten en hvilken som helst grad, begynnende fra et direkte destillert asfaltresiduum (eller en blanding av slike residuer) og fra et cracket asfaltresiduum (eller en blanding av slike residuer). Fremgangsmåten er karakteristisk ved at residuene (eller blandin-gene) hver skilles i en olj efraksj on som helt eller delvis er befridd for asfaltener, og en asfaltenholdig fraksjon. Olj efraksj onen fra det direkte destillerte residuum (eller blanding) og den asfaltenholdige fraksjon fra det crackede residuum (eller blanding) blandes derpå, helt eller delvis, til et syntetisk asfaltbitumen med en øket penetrasjonsindeks, og/eller olj efraksj onen fra det crackede residuum (eller blanding) og den asfaltenholdige fraksjon fra det direkte destillerte residuum (eller blanding) blandes, helt eller delvis, til et syntetisk bitumen med en nedsatt pentrasjonsindeks. Om ønskes kan det således erholdte asfaltbitumen eller bitumener underkastes en destillasjon for å fremstille et bitumen eller bitumener av større hårdhet.

I det følgende vil olje, harpikser og asfaltener som stammer fra crackede residuer, for

korthets skyld, bli betegnet som cracket olje, cracket harpiks og crackede asfaltener og de som stammer fra direkte destillert residuum som direkte destillert olje, direkte destillert harpiks og direkte destillerte asfaltener.

Ved «syntetiske bitumener» menes asfaltiske bitumer erholdt ved å blande visse høyt-kokende olj efraksj oner, harpikser og asfaltener, som kan helt eller for en del være av forskjellig opprinnelse. Dette står i motsetning til de as-faltbitumer som har vært fremstilt på konven-sjonell måte ved destillasjon, ekstraksjon, blåsning eller cracking. I henhold til destillasjons-og ekstraksjonsprosessene fjernes visse bestanddeler fra asfaltresiduumet, men 1 henhold til blåsnings- og cracklngsprosessene forandres sammensetningen av utgangsmaterialet ved kjemisk omdannelse.

Som forklart i det foregående var foran-dringen av penetrasjonsindeksen for et gitt asfaltisk materiale allerede tidligere kjent. En øket penetrasjonsindeks kan reholdes ved blåsning og en nedsatt penetrasjonsindeks ved cracking. Bortsett fra det forhold at hvis det ønskes å fremstille to typer av asfaltiske bitumener samtidig, ville dette kreve så vel en cracking som en blåseinstallasjon, er det en viktig ulempe at begge disse termiske behandlinger forstyrrer den kolloldale struktur av bitumenet. En av følgene er at stabiliteten av det asfaltbitumen som erholdes, er nedsatt, hvilket gir seg til kjenne, f. eks. i en nedsatt motstands-dyktighet overfor forandrede værforhold. Denne forstyrrelse i den kolloldale struktur er, ved blåsningsprosessen, forbundet med det forhold at i det blåste residuum har forholdet av oljebestanddeler, harpikser og asfaltener til hverandre undergått en forandring, da ved denne prosess harpiksene overføres til asfaltenlignen-de forbindelser, mens visse oljebestanddeler danner harpikslignende forbindelser. Med hensyn til de «blåste» asfaltener, har disse «nye» harpikser betraktelig dårligere peptiserings-egenskaper enn de ublåste harpikser som opprinnelig var tilstede hadde, i forhold til de opprinnelige, ublåste asfaltener. En lignende nedgang i stabilitet inntrer i endog høyere grad ved cracking.

Et meget overraskende element ved foreliggende fremgangsmåte er det forhold at skjønt der anvendes en crackingsprosess, som, som angitt ovenfor, i seg selv i alminnelighet ikke er særlig egnet for fremstillingen av asfaltbitumener, kan syntetiske bitumener fremstilles som ikke oppviser de ulemper som bevirkes ved forstyrrelsen av de kolloidale system som beskrevet. Øyensynlig sikrer så vel i et materiale erholdt ved å blande de crackede asfaltener med den ikke crackede olje og i et materiale erholdt ved å blande de ikke-crackede asfaltener med den crackede olje, nærværet av de ikke-crackede bestanddeler tilstrekkelig stabilitet. Bortsett fra dette gir foreliggende fremgangsmåte flere andre viktige fordeler, for i prinsippet er det nå mulig å fremstille fra den samme råolje, dvs. mulig på basis av bare et direkte destillert asfaltresiduum, et stort antall syntetiske bitumener med forskjellige egenskaper. Hvis et cracket residuum fremstilles fra en råolje, dvs. ved cracking og destillasjon, og et destillat eller særlig en residuuumfrak-sjon, cracket olje og alsfaltener (som definert ovenfor) fåes fra dette crackede residuum, hvis videre et residuum fra direkte destillasjon fra denne råolje (hvilket residuum kan være det samme som det ovenfor nevnte residuum) og direkte destillert olje og direkte destillert asfaltener fåes fra dette residuum fra direkte destillasjon, og hvis slike crackede asfaltener og/eller slik cracket olje blandes med slik direkte destillert olje og/eller slike direkte destillerte asfaltener, kan mange forskjellige slags syntetiske bitumer fremstilles fra denne ene crackede olje ved valg av forholdet mellom mengdene av utgangsmaterialet som skal crackes og som ikke skal crackes, ved å av-passe crackinggraden og ved å variere blan-dingsforholdet mellom de crackede og ikke-crackede fraksjoner. Endog meget videre mu-ligheter gir seg hvis utgangsmaterialene er et cracket og et direkte destillert asfaltisk residuum (eller residuuumblanding) av forskjellige opprinnelser. Et passende valg av residuer og mengden av disse tillater da kontroll av mengdene av crackede og ikke-crackede oljer på en slik måte at praktisk talt alle bitumengrader kan fremstilles i de ønskede mengder uten at et ubekvemt overskudd dannes. En annen mu-lighet for å Innvirke på egenskapene av sammensetningen av det endelige bitumen oppnås ved å blande noe crackede asfaltener og/eller direkte destillert olje i et materiale som fåes fra cracket olje og direkte destillerte asfaltener eller noe direkte destillerte asfaltener og/ eller cracket olje i et materiale erholdt fra direkte destillert olje og crackede asfaltener. Det er selvsagt også mulig å gjøre de erholdte materialer mere flytende ved hjelp av en passende flytende olje, såsom en direkte destillert olje eller cracket destillat eller restolje, som kan ha vært underkastet en eller annen raffi-nering.

Dessuten er en av de viktigste faktorer med henblikk på å påvirke egenskapene av foreliggende sluttprodukter, crackinggraden. Ettersom crackingbehandlingen utføres under mere stringente betingelser er det mulig å fremstille bitumener med mere vidt divergerende penetrasjonsegenskaper. Asfaltener som stammer fra et sterkt cracket residuum kan gi, sammen med ikke-cracket olje, et asfaltpro-dukt med en penetrasjonsindeks på + 5 eller høyere. På den annen side kan olje som stammer fra et sterkt cracket residuum, sammen med ikke-crackede asfaltener gi et asfaltpro-dukt med en penetrasjonsindeks på -=- 1 eller la-vere.

Som crackingprosesser er så vel termiske som katalytiske prosesser anvendbare. Om øn-kes utføres crackingbehandlingen i nærvær av hydrogen, f. eks. under betingelser ved hvilke «hydro-cracking» finner sted. Temperaturen og oppholdstiden i reaksjonssonen velges slik at den ønskede cracking-grad oppnås, idet oppholdstiden er kortere når der velges en høyere temperatur, og omvendt. Temperaturene i crac-kingsonen er i alminnelighet mellom 400 og 540°C og fortrinnsvis mellom 450—500°C. Hvis residuet skal underkastes relativt dyp cracking, foretrekkes kombinasjonen av en relativt lav crackingtemperatur og en noe lengre oppholdstid fremfor en høyere crackingtemperatur og en kort oppholdstid, da, ettersom crackingstempe-raturen er høyere, muligheten øker for at der i crackingresiduet dannes større mengder av «benzen-uoppløselige» produkter, som som regel ikke er særlig ønskelige i de foreliggende, syntetiske bitumener. I visse tilfelle vil en lett |crackingbehandling være tilstrekkelig. Meget igodt egnet er da en utførelsesform av prosessen kjent som «visbreaking».

Som allerede forklart spiller harpiksene som er tilstede i de foreliggende residuumut-gangsmaterialer, en viktig rolle med hensyn til egenskapene av de syntetiske bitumener som skal fremstilles fra dem. Dette er særlig tilfelle hvis der skal fremstilles syntetiske bitumener

på basis av et sterkt cracket, asfaltisk residuum

da asfaltenene som skilles fra dette, i alminnelighet er vanskelig å peptisere, spesielt ved hjelp av crackede harpikser, som det også alt er angitt ovenfor, men også i noen grad selv ved hjelp av direkte destillerte harpikser. Det har imidlertid vist seg at denne ulempe kan overvinnes fullstendig når man arbeider ifølge oppfinnelsen, ved å forene de crackede asfaltener med en olj efraksj on som stammer fra direkte destillert residuum som har et høyere innhold av opprinnelige, dvs. ikke crackede, harpikser. Adskillelsen av asfaltutgangsmateri-aler i «olje» og «asfaltener» bør derfor for-

trinnsvis utføres på en slik måte at hovedpar-ten av harpiksene forblir i oj efraksj onen.

En fremgangsmåte som er meget vel egnet for å skille asfaltene fra residuene er angitt i patent nr. 107 607. Denne fremgangsmåte går i korthet ut på å felle asfaltenene med et felningsmiddel og skille de utskilte bestanddeler ved å føre blandingen av residuum og felningsmiddel gjennom en eller flere hydrocycloner og/eller multicyckloner.

Som felningsmidler for å felle asfaltene i denne prosess, er slike hydrocarboner meget vel egnet som har fra 4 til 9 carbonaomer i mo-lekylet og med eller uten polare grupper som substituenter, idret hydrocarbonene har en overflatespenning i forhold til luft på under 24 dynes pr. cm ved 25°C. Som eksempler kan nevnes paraffiniske hydrocarboner, såsom pentan, hexan, heptan og isoctan, videre methyl-cyclohexan, dimethyl-cyclopentan, diethylet-her, diethylacetat og blandinger av disse. Av økonomiske grunner anvendes fortrinnsvis lavt-kokende, paraffiniske hydrocarboner, såsom pentan og pentaninneholdende hydrocarbon-oljefraksjoner som fåes i form av tekniske blandinger, f. eks. fra direkte destillasjon av råolje, og som derfor er tilgjengelige i store mengder i omtrent et hvilket som helst raf-fineri.

For felning av asfaltenene anvendes som regel 2—10 volumdeler, og forstrinnsvis 4,5—8,5 volumdeler, felningsmiddel på en volumdel olje. Felning kan utføres enten charge vis eller kontinuerlig. Den kontinuerlige fremgangsmåte foretrekkes imidlertid. Ved en meget vel egnet utførelsesform av en slik fremgangsmåte blir residuet, som fortrinnsvis først er blandet med en del av felningsmidlet for å senke dets viskositet, matet kontinuerlig inn i en blande-anordning hvori residuumfelnlngsmiddelblan-dingen, etter felning av asfaltenene ved tilset-ning av mere felningsmiddel, er tilstede i en gjennomsnittlig oppholdstid av fra 0,3 til 10 minutter og fortrinnsvis fra 1 til 6 minutter, hvoretter blandingen inneholdende agglome-rerte asfaltenpartikler føres gjennom en eller flere hydrocycloner og/eller multicycloner, idet olj efasen som kommer ut fra overløpsåpningen og asfaltenkonsentratet som kommer ut fra un-derløpsåpningen oppsamles hver for seg og om ønskes befris helt eller delvis fra felningsmidlet ved fordampning eller på annen måte. Felningsmidlet som således gjenvinnes kan tilbakeføres i prosessen.

Felningen utføres som regel ved litt for-høyet temperatur da dette reduserer viskosite-ten av blandingen ytterligere, og bidrar til agglomereringen av utfelte partikler. Den høy-este temperatur som er anvendbar, bestemmes av mykningspunktet for asfaltenene i angjel-dende medium. Som regel anvendes temperaturer mellom 60 og 80°C.

Fortrinnsvis anvendes hydrocycloner av slike dimensjoner at der sikres at der ved et innløpstrykk som ikke overstiger ca. 10 ato, fremdeles fåes en god og skarp adskillelse av asfaltenene. Passende hydrocyckloner er slike hvor den største innvendige diameter er 0,5 til

10 cm med innløpstrykk mellom 2 og 10 ato. Be-tingelsene avpasses fortrinnsvis slik at asfalten-innholdet på den utgående olje, etter fjerning

av felningsmidlet, er mindre enn 1 vektpst. og fortrinnsvis mindre enn 0,5 vektpst. I denne hensikt kan der anvendes hydrocycloner hvor diametrene av Innløpsåpning, overløpsåpning og underløpsåpning står i forhold til hverandre som 1,5 : 3 : 1 til 2,5 : 3 : 2, idet 75—95 pst. av oljeblandingen som mates inn går ut fra hydrocyclonene via overløpsåpningen. Gode resultater fåes med hydrocycloner hvor diameteren av den sylindriske del er 10 mm og diameteren av inn-løpsåpnlngen, overløpsåpning og underløpsåp-ning er henholdsvis 2 mm, 3 mm og 1,5 mm.

Ved et innløpstrykk på 5 ato er kapasiteten på denne hydrocyclon 150 1 asfaltensuspensjon pr. time. Gode resultater fåes også med en hydrocyclon hvor diameteren av den sylindriske del er 25 mm og diameteren av innløpsåpning, overløpsåpning og underløpsåpning er henholdsvis 5 mm, 7,5 mm og 3,75 mm, idet kapasiteten er 1 mVtime ved et innløpstrykk på 2,5 ato, og med en hydrocyclon hvor diameteren av den sylindriske del er 100 mm og diametrene av innløps-, overløps- og underløpsåpningene er henholdsvis 20 mm, 30 mm og 15 mm, idet kapasiteten er 30 mVtime ved et innløpstrykk på 10 ato.

For å øke gjennomløpskapasiteten kan flere hydrocycloner kobles parallelt, hvilket meget passende kan gjøres ved anvendelse av multicycloner, med hvilket menes konstruksjonsen-heter inneholdende et stort antall hydrocycloner, og som regel forsynt med en felles inn-løpsledning og to felles utløpsledninger.

Om ønskes kan skarpheten ved adskillelsen økes ved anvendelse av hydrocycloner forbundet i serier, 1 hvilket tilfelle det er ønskelig, for å få en asfaltensuspensjon med et lavt olje-innhold, å fortynne asfaltsuspensjonen som kommer ut fra underløpet av den første hydrocyclon eller multicycklon med felningsmiddel før det føres inn i den annen hydrocyclon eller multicycklon. Tilstrekkelig felningsmiddel til-settes da til å gjøre oljeinnholdet av væskefasen av asfaltensuspensjonen 2,5 pst. eller mindre.

Den crackede eller direkte destillerte asfaltensuspensjon som kommer ut fra hydrocyclonen eller hydrocyclonene kan blandes med den direkte destillerte eller crackede avasfalterniserte olj efraksj on som sådan, eller etter fullstendig eller delvis fjernelse av felningsmidlet. Hvis prosessen drives kontinuerlig, er det som regel tilrådelig å blande den felnings-inneholdende asfaltensuspensjon som sådan med avasfalternisert olje, som også fremdeles kan inneholde felningsmiddel, for på denne måte å få en homogen fordeling av asfaltenpartiklene i olj ef asen på en enkel og hurtig måte. Fjernelse av felningsmidlet kan så etter-på bevirkes ved å føre blandingen inn i en des-tillasjonsenhet. Asfaltenpartiklene oppløses da hurtig i olj ef asen, idet det syntetiske bi turnen med den ønskede penetrasjonsindeks således dannes. Ved å utføre destillasjonen på en slik måte at oljekomponentene fjernes så vel som felningsmidlet, kan asfaltiske bitumener med et forutbestemt mykningspunkt fremstilles.

En foretrukken fremgangsmåte ved kontinuerlig fremstilling av syntetiske bitumener i helhold tål oppfinnelsen utføres som følger: et direkte destillert asfaltresiduum deles i to strømmer (A og B). En strøm (A) crackes ved å føre den kontinuerlig inn i en apparatur hvor der hersker termiske crackingsbetingelser og hvor temperaturer mellom 450 og 500° og fortrinnsvis opprettholdes. De dannede crackede produkter mates inn i en destillasjonsanordning hvor flyktige bestanddeler og om ønskes, en del av oljebestanddelene fjernes fra toppen, mens det crackede residuum som kommer ut fra bunnen etter avkjøling blandes kontinuerlig og i noen tid, fortrinnsvis i 1—6 minutter, med oljeinneholdende felningsmiddel fra prosessen. Den således erholdte oljeinneholdende asfaltensuspensjon føres inn i en (første) hydrocyclon eller multicycklon fra hvilken, via overløpsåpnin-gen, der fåes et produkt (I) som består av en oppløsning av helt eller delvis avasfalternisert, cracked olje i felningsmiddel. Via underløps-åpningen i denne cyclon tas ut en suspensjon av crackede asfaltener som blandes med rent eller praktisk talt rent felningsmiddel, på en slik måte at oljeinnholdet i væskefasen av su-spensjonen er 2,5 volumpst. eller mindre. Denne fortynnede suspensjon blir så ført inn i en (annen) cyclon fra hvilken der via underløpet tas ut et konsentrat av crackede asfaltener (produkt II) og via overløpet et oljeinneholdende felningsmiddel, som føres til den første cyclon.

Den annen strøm av restolje (B) blir, på samme måte som det crackede residuum erholdt fra strøm A, i et system av to hydrocycloner forbundet i serie, skilt i et produkt III, bestående av en oppløsning av helt eller delvis avasfalternisert olje i felningsmiddel og et produkt IV bestående av et asfaltenkonsentrat.

Oppløsningen av den avasfalterniserte, crackede olje (produkt I) og det ikke-crackede asfaltenkonsentrat produkt IV) blandes helt eller delvis og den således erholdte blanding mates inn i et destillasjonsapparat hvor felningsmidlet, og, om nødvendig, en del av oljebestanddelene fjernes fra toppen og hvor et syntetisk bitumen med nedsatt penetrasjonsindeks tas ut fra bunnen.

Konsentratet av crackede asfaltener (produkt II) og en oppløsning av ikke-crackede avasfalternisert olje (produkt III) blandes helt eller delvis, og denne blanding mates, på samme måte som blandingen av produktene I og IV inn i et destillasjonsapparat, fra hvilket der fra bunnen tas ut et syntetisk bitumen med hevet penetrasjonsindeks.

Oppfinnelsen skal belyses videre ved hjelp av følgende eksempler.

Eksempel I

En gjenværende asfaltf raks jon fremstilt ved

direkte destillasjon av en råolje fra Midtøsten, som hadde et opprinnelig kokepunkt på 350 °C, en viskositet på 40,6 Cs ved 100°C og et asfal-teninnhold på 2,0 vektpst, ble, etter å være oppvarmet til 100°C, kontinuerlig matet med

en hastighet av 1190 kg/h via en ledning l inn 1 et anlegg som er skjematisk fremstilt i fig. 1.

Strømmen av restolje ble skilt i to deler, nemlig 390 kg/h via ledningen 2 og 800 kg/h via en ledning 3.

Strømmen som ble matet inn via ledning 2 ble cracket i en rørformet reaktor 4 ved en

temperatur på 490—500°C. Det dannede, crackede produkt ble ført via en ledning 5 til en destillasjonskolonne 6, hvor. gass, bensin og en kerosin-gassolj efraksj on ble fjernet fra systemet fra toppen via henholdsvis ledningene 7, 8 og 9. Det crackede residuum som kom ut fra bunnen av denne kolonne . (118 kg/h) ble tatt ut via en ledning 10 for å blandes kontinuerlig med 596 kg/h pentan tilført fra et lagerkar 11 via en ledning 12. For å bevirke hurtig og fullstendig felning av asfaltenene ble blandingen av cracket residuum og pentan, hvis temperatur var 60°C, ført gjennom en ledning 13 under turbulente strømningsbetingelser for å skilles i en hydrocyclon 14. Ledningen 13 hadde en lengde på 25 meter og oppholdstiden av blandingen i denne ledning var 1 minutt. Dimen-sjonene av hydrocyclonen 14 var: diameteren av den sylindriske del 25 mm, diameteren av innøpsåpningen 7 mm, diameteren av over-strømningsåpningen 8,5 mm og diameteren av , underløpsåpningen 4 mm. Fra overløpsåpnin-gen av hydrocyclon 14 ble der tatt ut 473 kg/h av en pentanholdig olje som ble ført til en destillasjonskolonne 18 via en ledning 15, en ovn 16 og en ledning 17. Ved toppen av denne kolonne ble 414 kg/h pentan. fjernet for å recycleres til lagerkaret 11 via ledningene 19 og 20. Ved bunnen av kolonne 18 ble en avasfalternisert oljefraksjon tatt ut via en ledning 21 i en mengde på 59 kg/h. Fra underløpet av hydrocyclonen 14 kom der ut et pentanholdig asfaltenkonsentrat i en mengde på 241 kg/h via en ledning 22.

Til påmatningsstrømmen på 800 kg/h som ble matet via ledningen 3, ble 3996 kg pentan tilsatt via en ledning 23, hvoretter denne blanding ble ført via en ledning 24 ved en temperatur på 60°C under turbulente strømningsbetin-gelser med en oppholdstid på 1 minutt inn i en hydrocyclon 25, hvor diameteren av den sylindriske del var 65 mm.

Fra overløpet av denne cyclon ble der tatt ut en pentanholdig oljeoppløsning via en ledning 26 i en mengde på 4376 kg/h, og denne oppløsning ble ført til en destillasjonskolonne 29 via en ovn 27 og et rør 28. Fra toppen av denne kolonne ble 3633 kg pentan fjernet og recyclert til lagertanken 11 via ledningene 30 og 20. Fra bunnen av kolonnen 29 ble avasfalternisert olje tatt ut i en mengde på 743 kg/h via en ledning 31. Fra underløpet av cyclonen 25 kom der ut et pentanholdig asfaltenkonsentrat i en mengde på 418 kg/h via en ledning 32.

I dette tilfellet ble to syntetisk bitumener, en inneholdende direkte destillert olje og crackede asfaltener og det annet cracket olje og direkte destillerte asfaltener, fremstilt samtidig. I denne hensikt ble den avasfalterniserte olje som ble utvunnet via ledningen 21 fra destillasjonskolonnen 18 blandet i en blander 33 med pentanholdig asfaltenkonsentrat utvunnet fra cyclonen 25 via ledningen 32, hvoretter blandingen ble ført, via en ledning 34, inn i en destillasjonskolonne 35, hvor pentan ble fjernet fra toppen og derpå ført tilbake til lagertanken 11 via ledningene 36, 19 og 20. Fra bunnen av destillasjonskolonnen 35 kom der ut 114 kg/h syntetisk bitumen via en ledning 37, og dette bitumen hadde et mykningspunkt på 86°C, en penetrasjon på 2 ved 25°C og en penetrasjonsindeks på -r- 0,4.

Den avasfalterniserte olje som ble utvunnet via ledningen 31 fra destillasjonskolonnen 29 i en mengde på 743 kg/h, ble delt i en strøm

for brensel med lavt askeinnhold (562 kg/h), som ble fjernet via en ledning 38 og en strøm på 181 kg/h, som ble ført, via en ledning 39, til en blander 40 for å blandes med det pentanholdige asfaltenkonsentrat som kom ut via ledningen 22 fra cyclonen 14. Blandingen ble ført, via en ledning 41, inn i en destillasjonskolonne 42, hvor pentan ble fjernet fra toppen og ført tilbake til lagertanken 11 via ledningene 43 og 36. Fra bunnen av destillasjonskolonnen 42, ble der, via ledningen 44, tatt ut 240 kg syntetisk bitumen med et mykningspunkt på 87°C, en penetrasjon på 41 ved 25°C og en penetrasjonsindeks på -f- 4,8. Ny pentan ble tilført systemet via en ledning 45.

Som oppsummering kan bemerkes at man ved å gå ut fra 1190 kg/h asfaltresiduum fikk de følgende produkter ved hjelp av ovenstå-ende utførelsesform av oppfinnelsen: 114 kg/h syntetisk bitumen med en penetrasjonsindeks på - i- 0,4 meget vel egnet for agglomereringsformål, f. eks. for malm og kull (briketteringsbitumen), dessuten er dette bitumen egnet for impregneringsformål og som et bindemiddel ved fremstilling av elektroder,

240 kg/h syntetisk bitumen med en penetrasjonsindeks på -4,8„ hvilket bitumen kan anvendes, f. eks. som bekledning og bunnfåring av kanaler og lignende, i papirfremstilling, for kabler og for taktekningsmaterialer,

560 kg/h asfaltenfri gjenværende brensel

med lavt askeinnhold, og

272 kg/h verdifulle leddcrackede produkter. Det bemerkes videre at pentanen som anvendes i anlegget, recycleres idet der via ledningen 45 bare tilføres en liten mengde for å kompensere for uunngåelige tap.

Eksempel II

Utgangsmaterialet var et asfaltresiduum med en penetrasjon på 500 ved 25°C erholdt ved direkte destillasjon av en råolje fra Midtøsten.

En del av dette asfaltresiduum ble avasfalternisert på den i Eksempel I beskrevne måte ved hjelp av to hydrocycloner forbundet i serie, idet heptan ble anvendt som felningsmiddel. Mengden av avasfalternisert olje var 94,5 vektpst., beregnet på residuet, og av asfaltenene 5,5 vektpst.

En annen del av asfaltresiduumet ble termisk cracket ved en temperatur på 495°C. Etter at bestanddelene som kokte under 350°C

(30 pst. av det samlede crackede produkt)

hadde destillert av, ble det crackede residuum skilt, likeledes ved hjelp av heptan, og i to hydrocycloner forbundet i serie, i en avasfalternisert, cracket olje (50 vektpst. beregnet på det samlede crackede produkt) og crackede asfaltener (20 vektpst. beregnet på det samlede crackede produkt).

I Tabell I er angitt verdier for mykningspunkt og penetrasjon ved 25°C for fire materialer (A, B, C og D) sammensatt av forskjellige mengder av: a) den avasfalterniserte olje fra det direkte destillerte residuum, og

b) de crackede asfaltener.

I Tabell II er angitt verdier for mykningspunkt og gjennomtrengning ved 25°C for fire materialer: (E, F, G og H) sammensatt av forskjellige mengder av:

a) den avasfalterniserte, crackede olje og

b) asfaltenene fra direktedestillasjonsresiduet.

I Fig. 2 er data fra begge tabeller vist, idet

ordinaten representerer penetrasjonen ved 25°C og abscissen representerer mykningspunktet

(ring og kule) i grader C, dessuten er stiplede

linjer trukket for materialer som har (fra venstre til høyre) en gjennomtrengningsindeks på

henholdsvis —2, 0, +2 og +6. Verdiene for ma-terialene A—H er merket på figuren med de tilsvarende bokstaver. Kurven erholdt ved å forbinde punktene A, B, C og D synes i det ho-vedsakelige å falle sammen med en linje (ikke trukket) for penetrasjonsindeks+5, da denne kurve ligger noe til venstre for den stiplede

linje som representerer en penetrasjonsindeks på +6. Likeledes faller kurven som fåes ved å forbinde punktene E, F, G og H, som ligger til høyre for den stiplede linje som representerer en penetrasjonsindeks på —2, stort sett sam-

men med en linje (ikke trukket) for en penetrasjonsindeks på ca. —1. En linje som kan

trekkes mellom J og K (ikke vist) ville repre-sentere «destillasjonslinjen» for asfaltresiduumet anvendt som utgangsmateriale. For sam-menlignings skyld er der også vist sammensetningslinjer for bitumengrader som kan erholdes fra dette samme asfaltutgangsmateriale

ved anvendelse av en forskjellig fremgangsmåte, dvs. i hvilken syntetiske bitumener fremstilles ved å tilsette forskjellige mengder direkte

destillerte asfaltener til asfaltresiduum og derpå destillere av oljebestanddeler, idet disse er

de sammensetningslinjer som stort sett faller

sammen med de stiplede linjer for penetrasjons-indeksene 0 og +2.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av syntetiske bitumener, karakterisert ved

at der som utgangsmaterialer anvendes et direkte-destillert asfaltresiduum eller en blanding av slike residuer og et cracket asfaltresiduum eller en blanding av slike residuer, at hvert av de to residuer eller blandinger av residuer skilles i en olj efraksj on som helt eller delvis er befridd for asfaltener, og i en asfaltenholdig fraksjon, fortrinnsvis ved hjelp av et fellingsmiddel, som pentan eller pentanholdig materiale, og minst én hydrocyclon (multicycklon), at olje- fraksjonen fra det direkte-destillerte residuum eller blanding av residuer og den asfaltenholdige fraksjon fra det crackede residuum eller blanding av residuer helt eller delvis blandes for å danne et syntetisk bitumen med hevet penetrasjonsindeks, og/eller at olj efraksj onen fra det crackede residuum eller blanding av residuer og den asfaltenholdige fraksjon fra det direkte-destillerte residuum eller blanding av residuer helt eller delvis blandes under dan-nelse av et syntetisk bitumen med nedsatt penetrasjonsindeks.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at der anvendes et direkte-destillert residuum og et cracket residuum som stammer fra samme råolje.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at der anvendes et cracket residuum erholdt ved å underkaste et asfaltresiduum som stammer fra direkte destillasjon av en råolje en termisk crackingbehandling, etterfulgt av destillasjon av de crackede , produkter.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 3, karakterisert ved at den termiske crackingbehandling utføres ved en temperatur mellom 450 og 500°C og at oppholdstiden er slik at dannelsen av betraktelige mengder benzen-uoppløselige produkter unngåes.