SU1008235A1

SU1008235A1 - Process for producing bitumen

Info

Publication number: SU1008235A1
Application number: SU813295689A
Authority: SU
Inventors: Михаил Иванович Кучма; Любовь Федоровна Кириченко; Анатолий Дмитриевич Бабинец
Original assignee: Государственный Дорожный Научно-Исследовательский Институт
Priority date: 1981-06-03
Filing date: 1981-06-03
Publication date: 1983-03-30

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА путем обработки нефт ного сырь при повышенной температуре окислителем. разлагающимс при нагреве с выделением двуокиси азота и кислорода, о тличающийс тем, что, с целью повьвпечи качества битума и эффективности процесса, в нефт ное сырье, нагретое до 80-100 С, ввод т ингибитор окислени - амин в количестве 0,5-5,0 вес.% и окислитель в количестве 2-16 вес.%..на сырье, затем нагревают полученную смесь до llO-ieO C с выдерживанием ее при этой температуре в течение 1-4 ч. 2.Способ по п. 1,1 отличающийс тем, что окислитель ввод т в виде 10-90%-нЬго раствора в кислой смолке от ректификации бензола или в кислом гудроне. gMETHOD OF OBTAINING BITUMEN by treating petroleum feedstock at elevated temperatures with an oxidizing agent. decomposed by heating with evolution of nitrogen dioxide and oxygen, which is characterized by the fact that, in order to improve the quality of bitumen and the efficiency of the process, an oxidation inhibitor — amine in the amount of 0.5–5 is introduced into the crude oil heated to 80–100 ° C. , 0 wt.% And oxidizer in the amount of 2-16 wt.% .. on raw materials, then heat the mixture to llO-ieO C with keeping it at this temperature for 1-4 hours. 2. The method according to claim 1, 1 characterized in that the oxidizing agent is introduced in the form of a 10-90% solution in acidic tar from benzene rectification or in acidic tar. g

Description

00 ND00 ND

ООOO

ДD

Изобретение относитс к способам пол чени битумов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.The invention relates to methods for the preparation of bitumens and can be used in the oil refining industry.

Известен способ получени битумов путем окислени остатков переработки нефти кислородом вс(здуха при 18b-300°C 1 .A known method for producing bitumens by oxidizing the residue of oil refining with oxygen is oxygen (heat at 18b-300 ° C 1.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс спосо% получени битума путем обработки нефт ного сырь при повышенной температуре окислителем, разлагающемс при нагреве с выделением двуокиси азота и кислорода {2 ,The closest to the present invention is the method of obtaining bitumen by treating petroleum feedstock at an elevated temperature with an oxidizing agent, which decomposes during heating, releasing nitrogen dioxide and oxygen {2,

Однако полученный битум имеет неширокий интервал пластичности и при этом наблюдаютс потери сырь , отдуваемого в виде легколетучих компонентов и большие затраты энергии при окислении.However, the resulting bitumen has a narrow plasticity range, and at the same time there are losses of raw materials, blown out in the form of volatile components and high energy consumption during oxidation.

Цель изобретени - повышение качества битума, заключающеес в расширении интервала пластичности до 120°С и снижение при этом потерь сырь и энергии на процесс.The purpose of the invention is to improve the quality of bitumen, which consists in expanding the plasticity range to 120 ° C and reducing the loss of raw materials and energy per process.

Поставленна цель достигаетс тем, что в предлагаемый способ получени битума путем нагрева нефт ного сырь до 80 100°С, ввод т в него ингибитор окислени - амин в количестве 0,5-5,0 вес.%, с последующим введением окислител , разлагающегос при-нагреве с выделением двуокиси азота и кислорода, в количествеThe goal is achieved by the fact that in the proposed method of obtaining bitumen by heating the crude oil to 80–100 ° C, an oxidation inhibitor — amine in the amount of 0.5–5.0 wt.% Is introduced into it, followed by the introduction of an oxidizing agent decomposing at - heating with release of nitrogen dioxide and oxygen, in the amount of

2-16 вес.% на сырье с дальнейшим нагревом смеси до 110-160°С с выдерживанием ее при этой температуре в течение 1-4 ч.2-16 wt.% For raw materials with further heating of the mixture to 110-160 ° C with keeping it at this temperature for 1-4 hours

Окислитель предпочтительно вводить в виде 10-90%-го раствора в кислой смолке ректификации бензола или в кислом гудроне.The oxidizing agent is preferably introduced in the form of a 10-90% solution in the acid tar of benzene distillation or in acid tar.

Отличительные признаки способа заключаютс в проведении процесса в описанной последовательности с применением указанных ингибитора окислени и окислител , вводимых в указанных количествах.Distinctive features of the method consist in carrying out the process in the described sequence using the indicated oxidation inhibitor and oxidant, introduced in the indicated amounts.

В качестве окислител может быть использована 40-60%-на азотна кислота , смесь азотной с серной кислот при BecoBcfi соотношении их от 10;1 до.10:5, раствор аммонийной, натриевой или кальциевой селитры в серной кислоте, при весовом соотношении их от 10:4 до 10:8.As an oxidizing agent, 40-60% nitric acid, a mixture of nitric and sulfuric acids can be used at a BecoBcfi ratio of 10: 1 to 10: 5, a solution of ammonium, sodium or calcium nitrate in sulfuric acid, with a weight ratio of from 10: 4 to 10: 8.

Основным окислителем вл етс азотна кислота, котора при нагревании разлагаетс на двуокись азота и кислород.The main oxidant is nitric acid, which when heated decomposes into nitrogen dioxide and oxygen.

В смес х с серной кислотой окислительные процессы усиливаютс , поскольку серна кислота, св зыва выдел ющуюс воду, повышает концентрацию азотной кислоты. In mixtures with sulfuric acid, the oxidative processes are enhanced as sulfuric acid, bound to the excreted water, increases the concentration of nitric acid.

Окисление сол ми азотной кислоты (селитра1чи) основано на разложении.The oxidation of nitric acid salts (nitrate) is based on decomposition.

их сильными кислотами, с выделением окислов азота и кислорода.their strong acids, with the release of nitrogen oxides and oxygen.

Окисл ющийс эффект азотной кислоты становитс практически заметным уже при 2 вес.. % окисл емого сырь . При 17 вес.% наблюдаетс сильное переокисление, снижающее показатели хрупкости и раст жимости.The oxidizing effect of nitric acid becomes almost noticeable already at 2 wt.% Of the oxidizable raw material. At 17 wt.%, A strong over-oxidation is observed, reducing brittleness and stretch.

Предварительный нагрев сырь до температуры менее нежелателен, так как при этом преобладают процессы нитровани , а при температуре больше 100°С наблюдаетс вспенивание и .увеличиваютс потер массы (снижение выхода сырь ).Preheating the raw material to a temperature is less undesirable, since nitration processes predominate, and foaming is observed at temperatures above 100 ° C and weight loss increases (decrease in the yield of the raw material).

Последующий прогрев при температуре меньше 110°С не приводит к нужному эффекту окислени , а подъем температуры выше 160°с ведет к получению переокиеленного продукта (повышению температуры хрупкости) и увеличению потери массы. Аналогично сказываетс и увелич.ение времени последующего прогрева, в св зи с чем оно ограничиваетс в пределах 1-4 ч.Subsequent heating at a temperature of less than 110 ° C does not lead to the desired oxidation effect, and a rise in temperature above 160 ° C leads to the over-oxidation of the product (an increase in brittleness temperature) and an increase in mass loss. The increase in the time of the subsequent warming up is similarly affected, and therefore it is limited to 1-4 hours.

Применение ингибиторов окислени аминов, тормозит окисление, снижает перекисную деструкцию получаемого битума. Оптимальна область концентрации ингибиторов окислени , соответствующа наибольшему выходу продукта , лучшим показател м температуры хрупкости и прилипани битума к гранитному щебню находитс в пределах 0,5-5,0 вес.% окисл емого сырь Окисл юща смесь азотной кислоты с серной наиболее эффективна при весовом соотношении их от 10:1 до 10:5, а смесь селитры с серной кислотой - при весовом соотношении от 10:4 до 10:8. За пределами этих соотношений или сильно снижаетс эффект окислени или преобладают деструктивные процессы с потерей сырь .The use of inhibitors of the oxidation of amines, inhibits oxidation, reduces the peroxide destruction of the resulting bitumen. The optimal concentration range of oxidation inhibitors corresponding to the highest yield of the product, the best indicators of the temperature of brittleness and adhesion of bitumen to crushed granite is in the range of 0.5–5.0 wt.% Of the oxidizable raw material. they are from 10: 1 to 10: 5, and a mixture of nitrate with sulfuric acid - at a weight ratio of from 10: 4 to 10: 8. Outside of these ratios, either the oxidation effect is greatly reduced or destructive processes with the loss of raw materials prevail.

То же наблюдаетс и при снижении концентрации окислител за пределы 2-16 вес.% окисл емого сырь . .The same is observed with a decrease in the concentration of the oxidizing agent beyond 2–16 wt.% Of the oxidizable raw material. .

Применение окислител в виде раствора в кислой смолке ректификации бензола или в кислом гудроне, благодар наличию в их составе битумоподобных органических соединений , позвол ет значительно увеличить выход битума при одновре1| нном обеспечении необходимых качественных показателей, по которым и ограничиваютс пределы концентраций окислител в этих растворах.The use of an oxidizing agent in the form of a solution in the acid tar of benzene rectification or in acid tar, due to the presence of bitumen-like organic compounds in their composition, makes it possible to significantly increase the yield of bitumen at the same time | It is necessary to ensure the necessary quality indicators for which the limits of the oxidizer concentration in these solutions are limited.

Пример. 520 г нефт ного гудрона (глубина проникновени иглы при 25°С более 300 см, температура разм гчени 28°С, температура хрупкости - ) нагревают в металлическом сосуде с лопастной мешалкой до 95с, ввод т в него ингибитор окис-, лени 15,6 г (3 вес.%) карбоксиламина (моноэфир триэтаноламина и синт тических жирных кислот), а затем окислитель 78 г (15 вес,%) 52%-ной азотной кислоты, после чего темпер туру поднимают до 145°С и выдерживают смесь при этой температуре 2,5 ч. Полученный битум имеет следующи свойства: температуру разм гчени , температуру хрупкости - 27°С раст жимость при 25°С 82 см, интер вал пластичности 74 С, прилипание К гранитному щебню отличное (по п бальной системе). П р и м е р 2. 330 г нефт ного гудрона, имекицего свойства, описанные в примере 1, нагревают в металлическом сосуде с лопастной мешалкой до 870°С, ввод т в него и гибитор окислени 6,6 г кубовых остатков алкиламинов (2 вес.%), а затем окислитель 39,6 г (12 вес.%) смеси азотной и серной кислот, вз тых в весовом соотношении 10:5, после чего температуру поднимают до 150°С и выдерживают массу при этой температуре 3ч. Полученный битум имеет следующие свойства: температуру разм гчени , температуру хрупкости -27°С, раст жимость при 25°С 40 см. Интер вал пластичности ., прилипание к гранитному щебню отличное. Пример 3. 270 г нефт ного гудрона, имеющего свойства, описан .ные в примере 1, нагревают в металлическом сосуде с лопастной мешалко до ,. ввод т в него ингибитор окислени 10,8 г алкиламина АНП-2 ( 4 вес.%), а затем окислитель 27 г (10 вес.%) раствора аммонийной сеIлитры в серной кислоте, вз тых в весовом соотношении 10:6, после чего температуру смеси поднимают до 130°С и выдерживают массу при этой температуре в течение 3,5 ч. Полученный бигум имеет следующиесвойства: температуру разм гчени 48°G, температуру хрупкости 21°С, раст жимость при 25°С 31 см., интерэал пластичности 75°С, прилипание к гранитно щебню хорошее. Пример 4. 250 г нефт ного гудрона, имеющего свойства, описанные в примере 1, нагревают в металлическом сосуде с лопастной мешалкой до , ввод т в него ингибитор окислени 5 г (2 вес.%) карбоксиламина , а затем окислитель (аммонийную селитру, смешанную в соотношении 10:6 с серной кислотой) в количестве 40 г (16 вес.%-гудрона) растворенный в 50 г (44%-ный раствор) кислой смолки ректификации бензола, после чего температуру поднимают до 155с и выдерживают смесь при этой температуре 3 ч. Полученный битум имеет следующие свойства: температуру разм гчени 70°С, температуру хрупкости -24°С, раст жимость при 25°С 13 см, интервал пластичности 94°С, прилипание к гранитному щебню отличное. Результаты других исследований битумов, полученных предлагаелалм способом, сведены в таблицу, из которой видно, как мен ютс свойства получаемого продукта при средних и предельных значени х концентрацией окисл ющих ингредиентов в зависимости от типа окислител , в присутствии ингибиторов окислени и .без них, при изменении температуры и времени проведени процесса окислени . Использование предлагаемого способа получени битума позвол ет по сравнению с существующими получить битумы с лучшими эксплуатационными свойствами и на 10-15 вес.% уменьить потери сырь , а при использовании смолообразных отходов (кислых смолок и гудронов) увеличить выход битума до 140 вес.%.Example. 520 g of oil tar (needle penetration depth at 25 ° C over 300 cm, softening temperature 28 ° C, brittleness temperature -) are heated in a metal vessel with a paddle stirrer to 95 s, and an oxide inhibitor 15.5 is introduced into it. g (3 wt.%) of carboxylamine (monoether of triethanolamine and synthetic fatty acids), and then oxidant 78 g (15 wt.%) of 52% nitric acid, after which the temperature is raised to 145 ° С and the mixture is kept at this temperature 2.5 hours. The resulting bitumen has the following properties: softening temperature, brittleness temperature - 27 ° С p Article extensibility at 25 ° C 82 cm, inter plasticity shaft 74 C, adhesion to the crushed granite excellent (score system of claim). EXAMPLE 2. 330 g of petroleum tar, having the properties described in Example 1, are heated in a metal vessel with a paddle stirrer to 870 ° C, 6.6 g of bottoms of alkylamines (2 wt.%), and then the oxidizer, 39.6 g (12 wt.%) of a mixture of nitric and sulfuric acids, taken in a weight ratio of 10: 5, after which the temperature is raised to 150 ° C and the mass is kept at this temperature for 3 hours. The resulting bitumen has the following properties: softening temperature, brittleness temperature of -27 ° C, extensibility at 25 ° C 40 cm. Inter plasticity shaft, adhesion to granite rubble is excellent. Example 3. 270 g of petroleum tar having the properties described in Example 1 are heated in a metal vessel with a paddle mixer until. 10.8 g of alkylamine ANP-2 (4 wt.%) were introduced into it, and then an oxidizing agent, 27 g (10 wt.%) of an ammonium carbon dioxide solution in sulfuric acid, taken in a weight ratio of 10: 6, followed by The temperature of the mixture is raised to 130 ° C and the mass is kept at this temperature for 3.5 hours. The resulting bigum has the following properties: softening temperature 48 ° G, brittleness temperature 21 ° C, extensibility at 25 ° C 31 cm, plasticity interval 75 ° C, good adhesion to granite rubble. Example 4. 250 g of petroleum tar having the properties described in Example 1 are heated in a metal vessel with a paddle stirrer until the oxidation inhibitor is introduced into it 5 g (2 wt.%) Of carboxyl amine and then the oxidant (ammonium nitrate, mixed in the ratio of 10: 6 with sulfuric acid) in the amount of 40 g (16 wt.% - tar) dissolved in 50 g (44% solution) of benzene sour tar, after which the temperature is raised to 155 s and the mixture is kept at this temperature 3 h. The resulting bitumen has the following properties: softening temperature of 70 ° С, tempo The brittleness profile is -24 ° C, stretchability at 25 ° C is 13 cm, the plasticity range is 94 ° C, adhesion to crushed granite is excellent. The results of other studies of the bitumens obtained by the method by the method are summarized in a table, which shows how the properties of the obtained product change with average and limiting values of the concentration of oxidizing ingredients depending on the type of oxidant, in the presence of oxidation inhibitors and without them. temperature and time of the oxidation process. Using the proposed bitumen production method, compared to existing bitumens, it produces bitumens with better performance and reduces raw material losses by 10–15 wt.%, And using resinous wastes (acidic tars and tars) increases bitumen yield to 140 wt.%.

Продолжение таблицыTable continuation

4П I4P I

То же То Same thing

То же То жеSame same

-. 2,5 То же i. || П -. 2.5 Same i. || P

HkD%,Hkd%

28 29 3928 29 39

33

To же - «Also - "

45 47 54 56 59 40 45 48 56 38 45 47 54 56 59 40 45 48 56 38

iiii

2,5 2.5

HNO, 45 50 61 40 48 53 To жеHNO, 45 50 61 40 48 53 To the same

4,0 To же4.0 To the same

n 54n 54

78 6078 60

0,20.2

0,50.5

48 44 44 75 94 72 2748 44 44 75 94 72 27

5,0 5,5 5.0 5.5

NO +HjS04 3,0NO + HjS04 3.0

To же - - - - -- The same - - - - -

1008235 Продолжение таблицы1008235 Continuation of the table

99 99 99 99 98 99 99 96 99 99 98 95 99 99 99 99 98 99 99 96 99 99 98 95

4 four

5 5 5. 55 5 5. 5

100100

52 53 69 73 74 81 76 75 7152 53 69 73 74 81 76 75 71

100 24 100 24

100 30 100 30

98 8 98 8

82 27 82 27

5 5 4 2 4 5 5 3 4 5 5 4 2 4 5 5 3 4

82 27 82 27

32 20 16 32 20 16

8eight

68 27 68 27

8282

72 27 72 27

.p .p

75 27 75 24 75 27 75 24

6464

81 67 100 25 81 67,100 25

100100

8585

5 5 5 4 5 5 5 99 96 94 99 98 97 96 5 70 74 81 66 76 78 5 5 5 4 5 5 5 99 96 94 99 98 97 96 5 70 74 81 66 76 78

78 4 78 4

60 20 60 20

100 26 100 26

90 28 90 28

76 25 2476 25 24

75 7875 78

92 9492 94

2 2

94 8094 80

16 sixteen

43 . 343. 3

51 051 0

98 98 99 99 95 93 9998 98 99 99 95 93 99

5 5 5 5 5 55 5 5 5 5 5

78 82 88 378 82 88 3

7878

7 7

71 7 71 7

73 9 73 9

102. 27 102. 27

2,02.0

121 27 121 27

2,5 2.5

98 26 98 26

100100

52 2552 25

11eleven

10082351008235

12 Продолжение12 Continuation

таблицыtables

Claims

METHOD FOR PRODUCING BITUMEN by treating petroleum feed at high temperature with an oxidizing agent. decomposing when heated with the release of nitrogen dioxide and oxygen, characterized in that, in order to improve the quality of the bitumen and the efficiency of the process, an oxidation inhibitor, an amine in the amount of 0.5-5, is introduced into the crude oil heated to 80-100 ° C, 0 wt.% And an oxidizing agent in an amount of 2-16 wt.%, On raw materials, then the resulting mixture is heated to 110-160 ° C with keeping it at this temperature for 1-4 hours

2. The method according to p. I- ,; characterized in that the oxidizing agent is introduced in the form of a 10-90% endo solution in acidic tar from distillation of benzene or in acidic tar. with about

00 short with poison