SU443051A1 - Способ получени адгезионной присадки дл битумов - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области получени , адгезионных присадок дл  нефт ных битумов , используемых в дорожном строительстве .

Известен способ получени  адгезионных присадок дл  битумов путем окислени  углеводородного сырь , например парафина, кислородом воздуха при 130-140°С.

Однако, улучша  сцепл емость битума с минеральными материалами, указанные присадки придают битуму хрупкость и тем самым ухудшают его качество, что происходит за счет плохого структурного сродства присадок о битумом.

Кроме того, известные присадки получают из достаточно дорогого и ограниченного сырь .

С целью повышени  качества присадок, а также расширени  сырьевой базы, окислению подвергают высокомолекул рные остаточные нефтепродукты и процесс осуществл ют в водно-содоЕОМ растворе при температуре 150--200°С и давлении 20-60 атм. Окисление ведут в течение 0,5-2 ч.

Использованием высокомолекул рных соединений нефти, например пр могонного гудрона , полугудрона, экстрактов селективной очистки масел, асфальтов деасфальтизации, значительно расшир ютс  ресурсы доступного и дешевого сырь  дл  получени  адгезионных пр1ггадок к битумам. Присадка,-полученна  из названного сырь , лишена тех- недостатков , которые имеют известные присадки , так как кислоты, получающиес  из высокомолекул рных соединений нефти при окислении в водно-содовом растворе, имеют такую же структуру (конденсированна  ароматика ), как и битум. Структурное сродство битума и высокомолекул рных ароматических кислот не приводит к ухудшению качества битума при добавлении присадки.

Окисление высокомолекул рных остаточных нефтепродуктов проведено на укрупненной лабораторной установке, в реакторе с циркул ционным перемешивающим устройством . Такой тип реактора  вл етс  наиболее подход щим дл  данного вида сырь , так как нефтепродукты имеют меньшую нлотность , чем водный раствор соды и всплывают на поверхность. Осуществление тесного контакта фаз с кислородом воздуха возможно только при перемешивании и многократной циркул ции смеси в зоне реактора.

Способ может быть осуществлен по следующей схеме.

Сырье и водный раствор соды загружают в реактоп 1. Перемешивание и циркул цию реакционной смеси осуществл ют с помощью

мещалки 2 и электродвигател  3. Герметизацию аппарата осуществл ют компоновкой электродвигател  в общем корпусе с реактором . Предотвращение попадани  продуктов реакции в электродвигатель осуществл етс  противодавлением, создаваемым подачей в корпус сжатого воздуха или инертного газа. Реактор обогревают электроспиралью 4, интенсивность обогрева регулируют латром 5. По достижении заданной температуры в реакторе , замер емой термопарой 6, открывают ю вентиль 7 и в реактор нагнетают воздух дл  окислени . Расход воздуха контролируют ротаметром 8. По достижении заданного давлени , контролируемого манометром 9, открывают вентиль 10 и отработанный воздух 15 и газообразные продукты реакции вывод т из реактора. Испаривща с  вода и продукты реакции конденсируютс  в холодильнике 11 и возвращаютс  в реактор. По истечении заданной продолжительности окислени  пре- 2о кращают подачу воздуха в реактор и выключают обогрев. После охлаждени  из реактора выгружают содержимое. Водно-солевой раствор оксидата подкис- gs л ют кислотой (серной, азотной, фосфорной, сол ной) до дл  перевода кислот из сол ной формы в кислотную, а затем концентрат водонерастворимых высокомолекул рных кислот отдел ют от водного сло  во- 2Q дорастворимых кислот. Концентрат водонерастворимых кислот используют как адгезионную присадку дл  битумов. Выход концентрата водонерастворимых кислот составл ет 80-100% на исходное 35 сырье. Соотнощение концентрата водонерастворимых кислот зависит от глубины деструктивного окислени  исходного сырь . С повышением температуры и продолжительности процесса, а также с увеличением расхода со- 40 ды глубина деструктивного окислени  возрастает , что способствует росту количества водорастворимых кислот. Окисление высокомолекул рных соединений без соды способствует протеканию реакций уплотнени  с об- 45 разованием битума или еще более уплотненных продуктов, не содержащих ощутимого количества карбоксильных групп. Концентрат водонерастворимых кислот испытывают как адгезионную присадку к до- gg рожным битумам на сцепл емость с мрамором и гранитом. Прибавление 2-4% присадки к битуму улучшает его сцепл емость с мрамором на 20-60% и с гранитом на 40- 70%. Присадка пригодна дл  кислых и ос- 55 ионных пород. В виде побочных продуктов процесса получаютс - водорастворимые кислоты и одна из солей - сульфат, нитрат или фосфат натри , в зависимости от кислоты вз той в процесс. 60 Водорастворимые кислоты после извлечени  метилэтилкетоном из воды могут использоватьс  как ароматические поликарбоновые кислоты. Сульфат натри  быть использован как технический продукт, а натрий ни- 65 т или натрий фосфат - как компоненты еральных удобрений. ример. Окислению по выше описанной ме подвергают гидрон и асфальт деасьтизации гудрона пропаном. Качество ь  и полученных кислот, а услови  слени  гудрона и асфальта приведены в л. 1. Таблица 1 ффективность концентрата высокомолекурных кислот, как адгезионной присадки овер ют на битуме БНД-130/200, соответвующим требовани м ГОСТ 11954-66. Концентрат с кислотным числам 90, исльзуемый как присадка, имеет следующие зико-химические показатели; Внешний Плотность р4°, кг/см Кинематическа  в зкость при 100°С, сСт Температура разм гчени  по Киш, °С

Термическа  стабильность (вес после 5 ч нагрева при 160°С), % от первоначального

Растворимость, %: в воде

в бензоле91,5

в ацетоне76,1

в петролейном эфире65,3

В табл. 2 дано изменение физико-химических свойств битума БНД-130/200 при добавлении присадки (концентрат с кислотным числом 90).

Таблица 2

Исследовани  показывают, что концентрат высокомолекул рных кислот при добавлении в битум БНД-130/200 в количестве 2-37о усиливает сцепл емо-сть битума с мрамором и гранитом и  вл етс  хорошей адгезионной присадкой.

Предмет изобретен1  

Способ получени  адгезионной присадки дл  битумов путем окислени  углеводородного сырь  при повышенной температуре кислородом воздуха, отличаюшийс  тем,

что, с целью повышени  качества присадки и расширени  сырьевой базы, окислению подвергают высокомолекул рные остаточные нефтепродукты и процесс осушествл ют в водносодовоМ растворе при температуре 150-

250°С и давлении 20-60 атм.

Газообразные бодопродукты