RU2402589C2 - Method for production of road bitumen - Google Patents
Method for production of road bitumen Download PDFInfo
- Publication number
- RU2402589C2 RU2402589C2 RU2009100572/04A RU2009100572A RU2402589C2 RU 2402589 C2 RU2402589 C2 RU 2402589C2 RU 2009100572/04 A RU2009100572/04 A RU 2009100572/04A RU 2009100572 A RU2009100572 A RU 2009100572A RU 2402589 C2 RU2402589 C2 RU 2402589C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bitumen
- catalyst
- coal
- temperature
- oil
- Prior art date
Links
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения дорожных битумов из продуктов термического ожижения бурого угля и нефтяных остатков и может быть использовано в нефтехимической, угольной и дорожной промышленности.The invention relates to methods for producing road bitumen from products of thermal liquefaction of brown coal and oil residues and can be used in the petrochemical, coal and road industries.
Известен способ получения дорожного битума из сланца (А.С. №1268599) в присутствии добавки - кубового остатка производства фенолов кумольным методом. В качестве растворителя используют фракции:A known method of producing road bitumen from oil shale (AS No. 1268599) in the presence of an additive - still residue of the production of phenols by the cumene method. The following fractions are used as solvent:
а) полученную в процессе обработки сланца и выкипающую в пределах 200-320°С в соотношении 1:0,3-0,7;a) obtained during the processing of oil shale and boiling in the range of 200-320 ° C in a ratio of 1: 0.3-0.7;
б) полученную также при обработке сланца и выкипающую при 200-320°С в соотношении 1:0,2-0,8.b) obtained also during the processing of oil shale and boiling off at 200-320 ° C in a ratio of 1: 0.2-0.8.
Недостаток данного способа заключается в том, что высококипящий зольный экстракт отнесен к битумам, но не указаны основные показатели, характеризующие его как битум.The disadvantage of this method is that the high boiling ash extract is classified as bitumen, but the main indicators characterizing it as bitumen are not indicated.
Известен способ получения битума (А.С. №1260384) путем окисления углеводородного сырья кислородом воздуха, где в качестве углеводородного сырья используют полугудрон или их смесь с каменноугольным дегтем, а также добавляют сернокислотный окислитель, в качестве которого применяют кислый гудрон производства сульфонатных присадок, кислый гудрон очистки масляных дистиллятов или отработанная серная кислота сернокислотного алкилирования.A known method of producing bitumen (A.S. No. 1260384) by oxidizing hydrocarbon feed with atmospheric oxygen, where a semi-tar oil or mixture thereof with coal tar is used as hydrocarbon feed, and sulfuric acid oxidizing agent is used, which is used as acid tar for the production of sulfate additives, acidic oil distillate refining tar or spent sulfuric acid sulfuric acid alkylation.
Недостатком данной технологии производства битума является применение кислых компонентов, в частности отработанной серной кислоты сернокислотного алкилирования, которая очень быстро будет разрушать органические производные битума, такие как смолы, асфальтены и парафино-нафтены, являющиеся основными составляющими битумов. Поэтому такие битумы быстро разрушаются и качество дорожного покрытия на их основе будет низким.The disadvantage of this technology for the production of bitumen is the use of acidic components, in particular spent sulfuric acid, sulfuric acid alkylation, which will very quickly destroy organic bitumen derivatives, such as resins, asphaltenes and paraffin-naphthenes, which are the main components of bitumen. Therefore, such bitumen is rapidly destroyed and the quality of the pavement based on them will be low.
Известен также способ получения дорожного битума на основе продуктов крекинга лигнина и каменноугольного дегтя, которые используются в соотношении 1:1 (А.С. №355867).There is also a method of producing road bitumen based on products of cracking of lignin and coal tar, which are used in a ratio of 1: 1 (AS No. 355867).
Недостаток этой технологии в том, что необходимо проводить крекинг лигнина, отделение от полученного продукта серии нежелательных компонентов. Далее следует проводить полукоксование или коксование каменного угля с целью получения каменноугольного дегтя.The disadvantage of this technology is that it is necessary to carry out cracking of lignin, separation of a series of undesirable components from the resulting product. Next, semi-coking or coking of coal should be carried out in order to obtain coal tar.
Получаемый при этом битум оценен только по трем параметрам. Побочные продукты процессов крекинга лигнина и каменного угля, которые получаются в достаточно большом количестве, необходимо утилизировать, что, безусловно, отражается на внедрении данной технологии.The resulting bitumen is evaluated only in three parameters. By-products of the processes of cracking of lignin and coal, which are obtained in a sufficiently large amount, must be disposed of, which, of course, affects the implementation of this technology.
Известен также способ получения битума путем окисления нефтяных остатков, в частности гудрона, в присутствии катализатора, содержащего твердые хлориды - отходы титаномагниевого производства, мартеновский шлак и/или алюминиевый шлак (А.С. №2098178, 1995).There is also a method of producing bitumen by oxidation of oil residues, in particular tar, in the presence of a catalyst containing solid chlorides - waste from titanium-magnesium production, open-hearth slag and / or aluminum slag (AS No. 2098178, 1995).
Недостаток способа заключается в необходимости наличия указанных отходов металлургических производств, состав которых непостоянный, что будет влиять на качество получаемого битума.The disadvantage of this method is the need for the presence of these wastes of metallurgical industries, the composition of which is unstable, which will affect the quality of the resulting bitumen.
Наиболее близким к изобретению является способ получения битума окислением нефтяных остатков в присутствии катализатора, в качестве которого используют сланец и/или уголь, или смесь цеолита и сланца, или смесь цеолита и угля в виде пыли в количестве 5-60 мас.% от исходного сырья (патент RU №2221003). Используют как природные цеолиты, так и искусственные. В качестве цеолита используют также отработанные цеолитсодержащие катализаторы нефтеперерабатывающих процессов.Closest to the invention is a method for producing bitumen by oxidation of oil residues in the presence of a catalyst, which is used as shale and / or coal, or a mixture of zeolite and shale, or a mixture of zeolite and coal in the form of dust in the amount of 5-60 wt.% From the feedstock (patent RU No. 2221003). Both natural zeolites and artificial ones are used. Used zeolite also contains spent zeolite-containing catalysts for oil refining processes.
Недостаток способа заключается в том, что каталитические свойства угля, сланца и использованных цеолитов в любой их модификации очень незначительны и, кроме того, не являются селективными, т.к. не позволяют извлечь из угля недостающих компонентов битума, таких как асфальтенов и фенолов. Фенолы обладают биоцидными свойствами, предохраняя его от воздействия микроорганизмов, что в целом повышает долговечность битумных материалов (Патент RU №2208024). Роль угля в прототипе ограничивается только тонкодисперсным наполнителем. Отработанные цеолитсодержащие катализаторы могут внести нежелательные компоненты в битум, что сделает его опасным для экологии.The disadvantage of this method is that the catalytic properties of coal, shale and the used zeolites in any modification are very small and, in addition, are not selective, because they do not allow the extraction of the missing components of bitumen from coal, such as asphaltenes and phenols. Phenols possess biocidal properties, protecting it from the effects of microorganisms, which generally increases the durability of bitumen materials (Patent RU No. 2208024). The role of coal in the prototype is limited only to finely divided filler. Spent zeolite-containing catalysts can introduce unwanted components into bitumen, making it environmentally hazardous.
Для устранения указанных недостатков предлагается способ получения битума путем каталитического окисления кубового остатка термического растворения угля, полученного после отгонки светлых продуктов до температуры 350°С.To eliminate these drawbacks, a method for producing bitumen by catalytic oxidation of a bottom residue of thermal dissolution of coal obtained after distillation of light products to a temperature of 350 ° C is proposed.
Для термического растворения угля использовали растворитель - нефтепродукт, в качестве которого применяли мазут или нефтяной остаток с температурой кипения выше 300°С или их смесь. Терморастворение проводили в присутствии катализатора, представляющего собой оксид железа, промотированный оксидами металлов переменной валентности при соотношении уголь : нефтяной остаток : катализатор 1:3:0,01 при температуре 300-350°С, давлении 2-5 атм, времени выдержки 30 минут. Окисление кубового остатка проводили в присутствии вышеуказанного катализатора при температуре 160°С в течение 2,5-3 часов при атмосферном давлении.For thermal dissolution of coal, a solvent was used - an oil product, which was used as fuel oil or oil residue with a boiling point above 300 ° C or a mixture thereof. Thermal dissolution was carried out in the presence of a catalyst, which is iron oxide promoted with variable valence metal oxides with a ratio of coal: oil residue: catalyst 1: 3: 0.01 at a temperature of 300-350 ° C, pressure 2-5 atm, holding time 30 minutes. The bottom residue was oxidized in the presence of the above catalyst at a temperature of 160 ° C for 2.5-3 hours at atmospheric pressure.
Способ проводят следующим образом.The method is as follows.
В мазут или нефтяной остаток с температурой кипения выше 350°С или их смесь добавляют тонкодисперсную угольную пыль ≤0,1 м и катализатор, представляющий собой оксид железа, промотированный оксидами металлов переменной валентности.Finely dispersed coal dust ≤0.1 m and a catalyst representing iron oxide promoted by oxides of metals of variable valence are added to fuel oil or oil residue with a boiling point above 350 ° C or their mixture.
Полученную пасту помещают в автоклав и нагревают при температуре 300-350°С и давлении до 5 атм, в течение 30 минут, для извлечения необходимых компонентов из угля, в частности фенольных соединений и асфальтенов.The resulting paste is placed in an autoclave and heated at a temperature of 300-350 ° C and pressure up to 5 atm, for 30 minutes, to extract the necessary components from coal, in particular phenolic compounds and asphaltenes.
Далее из полученного продукта отгоняют светлые фракции. Полученный высококипящий остаток подают в диспергатор и подвергают окислению при температуре до 200°С при атмосферном давлении.Next, light fractions are distilled off from the obtained product. The obtained high-boiling residue is fed into a dispersant and subjected to oxidation at temperatures up to 200 ° C at atmospheric pressure.
Способ иллюстрируется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
В качестве растворителей использовали мазут-100, со следующей характеристикой:As solvents used fuel oil-100, with the following characteristic:
Уголь - бурый, со следующей характеристикой: Ad - 4,6; Vdaf - 15,8; Cdaf - 72,1; Hdaf - 5,9; (S+O+N)daf - 25,3.Coal is brown, with the following characteristic: A d - 4.6; V daf - 15.8; C daf 72.1; H daf - 5.9; (S + O + N) daf - 25.3.
Уголь предварительно измельчают до фракции 0,1 мм, перемешивают с мазутом в соотношении 1:3, в полученную пасту добавляют катализатор в количестве 0,01 г на кг пасты, которую затем помещают в автоклав и выдерживают при температуре 300-350°С в течение 30 минут. Катализатор вводится в систему на стадии диспергирования угля. Из полученной смеси отгоняют светлые фракции до 350°С. Оставшийся высококипящий остаток с катализатором помещают в диспергатор, через который пропускают воздух и окисляют в течение 2,5-3 часов при температуре 160°С. В результате получают битум марки БНД 40/60.The coal is pre-crushed to a fraction of 0.1 mm, mixed with fuel oil in a ratio of 1: 3, the catalyst is added to the resulting paste in an amount of 0.01 g per kg of paste, which is then placed in an autoclave and kept at a temperature of 300-350 ° C for 30 minutes. The catalyst is introduced into the system at the stage of dispersing coal. Light fractions are distilled from the resulting mixture to 350 ° C. The remaining high-boiling residue with the catalyst is placed in a dispersant, through which air is passed and oxidized for 2.5-3 hours at a temperature of 160 ° C. The result is bitumen grade BND 40/60.
Пример 2Example 2
Приготовление пасты проводят по примеру 1. В качестве растворителя используют фракцию, выкипающую в пределах 200-350°С, со следующей характеристикой:The preparation of the paste is carried out according to example 1. As a solvent, use a fraction boiling in the range of 200-350 ° C, with the following characteristic:
- плотность при 20°С, кг/м3 - 860.- density at 20 ° C, kg / m 3 - 860.
Групповой состав, мас.%:Group composition, wt.%:
- асфальтены - 3,4;- asphaltenes - 3.4;
- масла - 78,0;- oil - 78.0;
- смолы - 21,6.- resin - 21.6.
Опыт по получению битума проводят по примеру 1. В результате получают битум марки БНД 60/90.The experience in obtaining bitumen is carried out as in example 1. As a result, bitumen grade BND 60/90 is obtained.
Пример 3Example 3
Приготовление пасты проводят по примеру 1. В качестве растворителя используют фракцию, выкипающую в пределах 200-350°С, и мазут в соотношении 1:1. Опыт по получению битума проводят по примеру 1. В результате получили битум марки БНД 90/130.The preparation of the paste is carried out according to example 1. As a solvent, use a fraction boiling in the range of 200-350 ° C and fuel oil in a ratio of 1: 1. The experience in obtaining bitumen is carried out according to example 1. As a result, bitumen grade BND 90/130 was obtained.
Результаты экспериментов представлены в таблицах.The experimental results are presented in tables.
На начальном этапе работ было установлено оптимальное соотношение уголь-растворитель в опытах по термическому растворению угля. Данные представлены в таблице №1.At the initial stage of the work, the optimum coal-solvent ratio was established in experiments on the thermal dissolution of coal. The data are presented in table No. 1.
Как следует из проведенных исследований, при увеличении количества растворителя происходит уменьшение асфальтенов и смол с одновременным увеличением масел. Оптимальным значением принято соотношение 1:3, т.к. это наиболее близкая величина к производным битумным продуктам: асфальтенов - 10,2%; смол - 19,4% и масел 70,4%.As follows from the studies, with an increase in the amount of solvent, there is a decrease in asphaltenes and resins with a simultaneous increase in oils. The optimal value is a ratio of 1: 3, because this is the closest value to derivatives of bitumen products: asphaltenes - 10.2%; resins - 19.4% and oils 70.4%.
Из результатов таблицы следует, что при использовании в качестве растворителей мазута высококипящей фракции и смеси мазута и высококипящей фракции 1:1 полученный групповой состав продукта близкий к битумным составам.From the results of the table it follows that when using a high boiling fraction and a mixture of fuel oil and a high boiling fraction 1: 1 as solvents, the resulting group composition of the product is close to bitumen compositions.
В следующей таблице представлены результаты, которые получены после вакуумной разгонки и последующего получения битума по методике, описанной в примере 1.The following table presents the results obtained after vacuum distillation and subsequent production of bitumen according to the procedure described in example 1.
Как следует из данных, приведенных в таблице 3, после окисления высококипящего остатка, полученного в результате вакуумной разгонки до 350°С продукта терморастворения угля, образуется остаток, соответствующий по групповому составу и температуре размягчения по КиШ битумам.As follows from the data given in table 3, after oxidation of the high-boiling residue obtained by vacuum distillation of the thermal dissolution product of coal to 350 ° С, a residue is formed that corresponds to the group composition and softening temperature according to the chisel bitumen.
Физико-химические характеристики полученных битумов приведены в таблице 4.Physico-chemical characteristics of the obtained bitumen are shown in table 4.
- 25°С1. The depth of penetration of the needle, 0.1 mm, with:
- 25 ° C
Приведенные в таблице 4 физико-химические величины битумов, полученные по примерам 1-3, соответствуют требованиям ГОСТа 22245-90.The physicochemical values of bitumen given in table 4, obtained according to examples 1-3, meet the requirements of GOST 22245-90.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100572/04A RU2402589C2 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Method for production of road bitumen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100572/04A RU2402589C2 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Method for production of road bitumen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009100572A RU2009100572A (en) | 2010-07-20 |
RU2402589C2 true RU2402589C2 (en) | 2010-10-27 |
Family
ID=42685551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009100572/04A RU2402589C2 (en) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Method for production of road bitumen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2402589C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2732176C1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-09-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Method of preparing asphalt-concrete mixture |
-
2009
- 2009-01-11 RU RU2009100572/04A patent/RU2402589C2/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2732176C1 (en) * | 2019-05-21 | 2020-09-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Method of preparing asphalt-concrete mixture |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009100572A (en) | 2010-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101323788B (en) | Processing process for preparing various asphalt and fuel oil with coal tar | |
JP5266504B2 (en) | Method for producing acicular coke used as raw material for low CTE graphite electrode | |
RU2012148118A (en) | METHOD FOR HYDROCONVERSION OF OIL FRACTIONS BY SLURRY-TECHNOLOGY, PROVIDING THE REMOVAL OF METALS OF THE CATALYST AND RAW MATERIALS, INCLUDING A WASHING STAGE | |
US1925005A (en) | Coal treatment process | |
EP0175518B1 (en) | Process for the preparation of super needle coke | |
KR20120064685A (en) | Method for the catalytic extraction of coal | |
JP5221997B2 (en) | Decomposition method of hydrocarbon oil | |
CN106883871B (en) | A kind of production method of needle-shape coke raw material | |
CN106675632B (en) | Delayed coking method | |
US20220220387A1 (en) | Method for producing impregnated pitch | |
RU2402589C2 (en) | Method for production of road bitumen | |
JPS5934753B2 (en) | Manufacture of carbonaceous materials | |
US2185952A (en) | Method of making unsaturated hydrocarbons | |
RU2569355C1 (en) | Method for obtaining oil-coal tar pitch | |
CN105733666B (en) | The processing method of catalytic cracked oil pulp | |
CN111356757B (en) | Thermal treatment method of Tall Oil Pitch (TOP) | |
CN210765178U (en) | System for needle coke raw materials preliminary treatment | |
Doshlov et al. | Producing anode binders by compounding | |
Doshlov | Novel technology for production of petroleum pitches for non-ferrous metallurgy | |
JPH02302493A (en) | Production of high-grade petroleum tar pitch | |
RU2722291C1 (en) | Method of producing oil pitch - composite material for production of anode mass | |
RU2582411C1 (en) | Method of producing binder for making carbon materials and articles therefrom | |
GB2083070A (en) | Process for producing high quality carbon binders | |
RU2586139C1 (en) | Method of producing binder for making carbon materials and articles therefrom | |
WO2023233847A1 (en) | Method for producing petroleum pitch and petroleum pitch |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20151002 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170117 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180111 Effective date: 20180111 |
|
QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180111 Effective date: 20180323 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180919 Effective date: 20180919 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180920 Effective date: 20180920 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20191211 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200619 Effective date: 20200619 |