SU936794A3

SU936794A3 - Способ получени эмульсии серы в углеводороде

Info

Publication number: SU936794A3
Application number: SU742031535A
Authority: SU
Inventors: Гарриг Клод; Баптист Синьоре Жан; Шамбю Клод
Original assignee: Сосьете Насьональ Де Петроль Дъакитэн (Фирма)
Priority date: 1973-05-24
Filing date: 1974-05-23
Publication date: 1982-06-15
Also published as: FR2230691A1; PL93967B1; NO741841L; NL179212C; NL179212B; ATA416274A; IT1012739B; FI61908B; CH590900A5; DE2422469C2; FI158474A; DK279674A; LU70142A1; ES426044A1; FI61908C; NO148111B; JPS5419887B2; AT361836B; NL7406791A; DE2422469A1

Description

Изобретение относится к способам получения устойчивых эмульсий мелкодиспергированной среды в углеводородах и может быть использовано для получения эмульсий серы в асфальте, битуме, гуд- ⁵роле и ^тому подобных углеводородах.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения эмульсии серы в углеводороде типа битума и асфальта путем подачи в зону смешения смеси ^,0серы и углеводорода, нагрева смеси, перемешивания смеси до получения эмульсии и охлаждения эмульсии [1].

Недостатком этого способа является невозможность получения эмульсий с тон- ¹⁵кодиспергированной серой с размером частиц менее 10 мкм.

Цель изобретения - обеспечение возможности получения эмульсии с размером частиц серы не более 10 мкм. ²⁰

Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу получения эмульсии серы в углеводороде, преимущественно битуме и асфальте, путем подачи в зону смешения от 15 до 100 вес.ч. серы и 100 вес.ч. углеводорода при 125-200^0/ перемешивания смеси до получения эмульсии и охлаждения эмульсии, перемешивание смеси осуществляют в пленке толщиной 0,1-2,25 мм при одновременном воздействии на пленку центробежной силой и сжатием.

Подачу смеси осуществляют при 140160°С. Воздействие центробежной силой осуществляют вращением пленки со скоростью 3000-7400 об/мин.

\ Для получения эмульсии серы в угле. /Водородном материале как асфальт, битум и т. д., смесь расплавленной серы и углеводородного вещества подвергают диспергированию с интенсивным перемешиванием. Чтобы сера стала жидкой, проводят обработку при температурах выше 120° С, но верхний предел температур зависит от природы углеводородного вещества и от температуры, при которой жидкая сера становится вязкой. В практическом применении дисперсной серы в биоптимапь3 туме для дорожных покрытий эмульсия приготавливается при 125-200°С, средняя предпочтительная 130-170°С или 150-160° С.

Для достижения степени высокой дисперсности применяют устройства, приспособленные для эмульгирования жидкостей, Эмульсия серы в битуме образуется прохождением смеси сера-битум в турбине, зазор которой заключен в 0,1 до 2,25 мм и, особенно, 1,15 мм.

Кроме того, для получения ного результата, размер зазора должен регулироваться в зависимости от пропорции серы по отношению к битуму.

Выбирают тем больший зазор, чем выше пропорция диспергируемой серы. Нужно регулировать скорость вращения турбины и величину зазора, так чтобы компрессия в зазоре не достигла той, при которой сера превращается в серу /Л, Для более мелких зазоров нужно меньшие скорости и обратно.

При помощи турбины Моритца типа БФ 50 В с регулируемым зазором и со скоростью вращения ротора 7400 об/мин получены очень устойчивые эмульсии от 13 до 25 ч серы на 100 . ч. битума (пенетрания 80-100), с зазором от 0,3 до 0,5 мм.

Готовят смесь сера-битум в устройстве,· производящем высокую дисперсию, как например, в турбоэмульгаторе, и по• лученная таким образом эмульсия обра батывается в турбине с соответственно отрегулированным зазором, чем облегчается работа турбины. Можно пропустить эмульсию несколько раз через’ турбину, чтобы получить высокую степень дисперсии, т.е. желаемые мельчайшие размеры капелек серы. Для этого предлагаемый

936794 . 4 способ может осуществляться при помо· > щи нескольких турбин или турбин и турбоэмупьгаторов последовательно установленных.

; В предлагаемом способе применяют турбину Моритца, типа БВ 50 В, с ре , тулируемы зазором, емкостью в 3 п приводимую в движение мотором 1,75 Че. Скорость вращения ротора регулируется I от 7000 до 3000 об/мин. Битум и сера, в желаемой пропорции, вводят одновременно во вращающуюся турбину. Температура на входе в турбину от 140 до 190 С, а на выходе 110-140 С, средняя темi .пература, между температурой при входе и при выходе, считается температуройобработки, определенной выше. Выходя щий продукт снова возвращают в турбину, чтобы подвергнуть его эмупьгирова₍ нию в течение 3 мин.

В других примерах в вышеуказанную турбину вводят смесь серы и битума, предварительно эмульгированных в турбоэмульгаторе Морйтц в течение 3 мин, в ; таком случае возвращения в цикле нет. В турбине БФ 50 В смесь обрабатывается только один раз.

IS

3$

Пример 1. Приготовляют серию . проб эмульсий серы (с 1 до 4) в битуме с пенетрацией 80 - 100 в турбине Моритц, описанной выше, с зазором 0,56 мм при 160 и 120®С.

Чистый битум пропускают через турбину при тех же условиях. Проводят измерения вязкости полученных продуктов, а также контрольной смеси (5), приготовленной простым перемешиванием 33,3 ч, расплавленной серы с 100 ч. того же битума при температурах от 120 до 166¾. Результаты, а именно, логарифмы вязкостей приведены в табл. 1.

, Таблица 1

Опыт №	Эмульгируемое вещество	Содержание серы (ч.) на' 100 ч. битума	Вязкость, сП, при	°C
80'	120	160 1

1	Эмульсия	11	3,45	2,66	1,90
2		.25	4,04	2,76	1,78
3		33,3	4,32	2,83	1,86
4		43	4,65	2,90	1,92
5	Гетерогенная	33,3	3,62	2,97	2,29
	смесь
6	Чистый битум	. 0	3,93	2,91	2,33

При этом вязкости эмульсий, согласно опытам с 1 по 4 изменяются гораздо больше, в зависимости от температуры,, чем вязкости битума или гетерогенной смеси битум—сера. Для эмульсий в опытах со 2 по 4 т.е. выше 11 ч.серы на 100 ч. битума, композиция гораздо тверже в холодном состоянии (вязкость при 80°С значительно выше) , чем смесь (5) или чистый битум (6). Напротив, при вы-10 соких температурах, в частности около 160°С, при которых проводится работа с битумными композициями вязкость .эмульсий с 1 по 4, гораздо ниже,чем вязкость смеси чистого битума. В результате получается большая легкость обработки в горячем состоянии -при лучшей устойчивости в холодном.

Для продуктов, одинаковых с опытом 1, но обработанных сначала в течение 3 мин в турбоэмупьгаторе Моритц, а затем в турбине БФ 50 В, результаты того же порядка, что в*табп. 1, с еще более подчеркнутой разницей между 80 и 160*С для эмульсий.

Пример 2. На серии проб предлагаемых- эмульсий, полученных как в примере 1, но с зазором 0,4 мм, определяют когезию.

В табл. 2 приведены результаты когезии эмульсий.

		Т а б п и	ц а 2
Содержание серы	Когезия	Л Л , кг/см , при С
(ч.) на ЮО ч. битума	-33 ' )	5	' 55
0	0,28	1,58	2,25
5,25	0,32	1,25	2,64
11,0	0,46	1,23	6,12
17,7	1,24	2,00	6,32
25,0	0,68	1,86	5,72
33,3	0,92	2,56	4,42
43,0	1,10	1,99	5,67
Классическая композиция	0,43	1,73	4,26

Из данных табп. 2 видно, что устойчивость предлагаемых композиций значительно улучшена по отношению к битуму без добавления серы и к классической композиции это улучшение особенно чувствительно при содержаниях серы, превышающих 11% по отношению к битуму. Это преимущество очень значительно при очень низких температурах (-33 С) как и при летних температурах (55 С), ко- . торым часто подвергаются дорожные покрытия.

Пример 3. Опыты при —33 С, i описанные в табл. 2, с предлагаемыми 15 эмульсиями повторяют с пробами эмульсий, полученных с различными зазорами той же турбины.

Значения сипы сцепления приведены в табп. 3·

Таблица 3

Содержание серы (ч.) на. 100 ч. битума	Силы сцепления при зазоре, мм ^L
0,15 ('	! °.⁴	1,15
11	0,27	0,46	0,56
17,7	0,77	1,24	0,90
33,3	0,85	0,92	0,90
43,0	0,39	1,10	0,63

Для эмульсий с 17-43 ч. серя на . 100 ч. битума максимум когезии находится при зазоре 0,4 мм и для 11'ч. серы — зазор 1,15 мм наиболее благоприятный.

Надлежащее регулирование зазора для · данной эмульсии является важным фактором.

Claims

1

Изобретение относитс к способам получени устойчивых эмульсий мепкодиспергированной среды в углеводородах и может быть использовано дл получени эмульсий серы в асфальте, батуме, гудроле и чтому подобных углеводородах.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ получени эмульсии серы в углеводороде типа битума и асфальта путем подачи в зону смешени смеси серы в углеводорода, нагрева смеси, перемешивани смеси до получени эмульсии и охлаждени эмульсии ij.

Недостатком этого способа вл етс невозможность получени эмульсий с тонкодиспергированной серой с размером частиа менее 1О мкм.

Цепь изобретени - обеспечение возможности получени эмульсии с размером частиц серы не более 10 мкм.

Поставленна цель достигаетс тем, чтд согласно способу получени эмульсии серы в углеводороде, преимуи ественно битуме и асфальте, путем подачи в зону

смешени от 15 до 100 вес.ч. серы в 1ОО вес.ч. углеводорода при 125-200 0, перемешивани смеси до получени эмульсии и охлаждени эмульсии, перемешивание смеси осуществл ют в пленке толшв- ной ОД-2,25 мм при одновременнсм воздействии на пленку центробежной свпоЯ и сжатием.

Подачу смеси осуществл ют при 14О- . Воздействие центробежной сипов осуществл ют вращением пленки со скоростью ЗООО-7400 об/мин. Дл получени эмульсии серы в угле /водородном материале как асфальт, бвтум и т. д., смесь расплавленной серы и углеводородного вещества подвергают диспергированию с интенсивным перемешиванием . Чтобы сера стала жидкой, провод т обработку при температурах выше 12ОС, но верхний предел температур зависит от природы углеводородного вещества и от температуры, при которой жидка сера становитс в зкой. В практическом применении дисперсной серы в битуме дл дорожных покрытий эмульси приготавпиваетс при 125-2ООС, средн предпочтитепьна 130-170 С или 15О-160 С.. Дл достижени степени высокой дисперсности примен ют устройства, приспособпенные дл эмульгировани жидкостей упьси серы в битуме образуетс прохождением смеси сера- тум в турбине , зазор которой заключен в пределах о Oji до 2,25 мм и, особенно, от 0,4 до 1,15 мм. Кроме того, дл получени с тимального результата, размер зазора должен регулироватьс в зависимости от пропорони серы по отношению к битуму. Выбирают тем бопыыий зваср, чем вы ше пропорци диспергаруемой серы. Нужно {югулировать скорость вращени турбины и величину зазора, так чтобы компресси в зазоре не достигла той, при которой сера превращаетс в серу . Дл боивв мелких зазоров нужно меньшие ско рости и обратно. При помснви турбины Моритаа типа БФ ВО В с регулируемым зазором и со скоростью врашени ротора 74ОО об/мин поз1учены очень устойчивые эк гльсии от 13 до 25 ч серы на ЮО.ч. й1тума (пенетраш 80-10О), с зазор 1 от 0,3 до ;0,S MM, Готов т Osiecb сера-битум в устройСгве ,- производ щем высокур дисперсию, как например, в чурбоэмупьгаторе, и поч лученна таким образом эмульси обра батываетс в турбине с соответственно отрегулированным зазором, чем облегчав етс работа турбины. Можно пропустить и ульсйю несколько раз через турбину, чтобы получить высокую степень дисперч сии, т.е. желаемые мельчайшие размеры капелек серы. Дл этого предлагаемый способ может осуществл тьс при помо- щи нескольких турбин или турбин и турбоэмульгаторов последовательно установленных В предлагаемом способе примен ют турбину Моритца, типа БВ 50 В, с ре , гулируемы зазором, емкостью в 3 л приводимую в движение мотором 1,75 л.с. Скорость вращени ротора регулируетс от 7ООО до ЗООО об/мин. Битум и сера, в желаемой пропорции, ввод т одновременно во вращающуюс турбину. Темперачура на входе в турбину от 140 до 19О С, а на выходе 11О-14О С, средн температу .ра, между температурой при входе и при выходе, считаетс температурюй k обработки, определенной выше. Выход щий продукт снова возвращают в турбину , чтобы подвергнуть его эмульгированию в течение 3 мин. В других примерах в вышеуказанную турбину ввод т смесь серы и битума, предварительно эмульгированных в турбоэмульгаторе Морйтц в течение 3 мин, в таком случае возвращени в цикле нет. В турбине БФ 50 В смесь обрабатываетс только один раз. Пример 1. Приготовл ют серию проб эмульсий серы (с 1 до 4) в битуме с пенатрацией 80 - 1ОО в турбине Морйтц, описанной выще, с зазором 0,56 мм при 160 и . Чистый битум пропускают через турбину при тех . же услови х. Провод т измерени в зкости полученных продуктов, а также контрольной смеси (5), приготовленной простым перемещиванием 33,3 ч, расплавленной серы с 1ОО ч. того же битума при температурах от 120 до 16ClPCJ Результаты, а именно, логарифмы в зкостей приведены в табл. 1. Таблица 1

Эмульси

11

,25 33,3 43

33,3

Гетерогенна смесь Чистый битум О

2,29

2,97

3,62

2,91

3,93

2,33 При этом в зкости эмульсий, согласно опытам с 1 по 4 измен ютс гораздо больше, в зависимости от температуры,, чем в зкости битума и пи гетерогенной смеси битум-сера. Дл эмупьсий в опытах со 2 по 4 т.е. выше 11 ч. серы на 100 ч, битума, композици гораздо твер же в холодном .состо нии (в зкость при значительно выше), чем смесь (5) .или чистый битум (6). Напротив, при вы соких температурах, в частности около 16О с, при которых проводитс работа с битумными композици ми в зкость .эмульсий с 1 по 4, гораздо ниже,чем в зкость смеси чистЬго битума. В р&зультате пог чаетс больша легкость обработки в гор чем состо ниипри лучщей устойчивости в холодном. Дл продуктов, одинаковых с опытом 1, но обработанных сначала в течение 3 мин в турбоэмульгаторе Моритц, а затем в турбине БФ 50 В, результаты того же пор дка, что втабл. 1, с еще более подчеркнутой разницей между 80 и 160 С дл эмульсий. Пример

2. На серии проб предлагаемых- эмульсий, полученных как в при Из данных табп. 2 видно, что устойчивость предлагаемых композиций значитепьно улучшена по отношению к битуму без добавлени серы и к классической композиции это улучшение особенно чувствительно при содержани х серы, превышающих 11% по отношению к битуму. Это преимущество очень значительно при очень низких температурах (-33 С) как и при летних температурах (55 С), кото{ым часто подвергаютс дорожные покрыти . и м е р

3. Опыты при -33 С, П р описанные в табл. 2, с предлагаемыми эмульси ми повтор ют с пробами эмульсий , полученных 6 различными зазорами той же турбины. Значени силы сцеплени приведены в табл. 3 ТаблицаЗ

79367948

3, Способ по п. 1, о т п и ч а ю -Источники информации,

щ и с в тем, что воздействие пентро-прин тые во внимание пр экспертизе

бежной сипой осушествп ют вращением1. Патент США № 2182837,

ппенки со скоростью 3QOO-74OO об/мин. к . 94-23, 1965.