| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2287550
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ бітум
Ім'я винахідника: Зорін Аркадій Данилович (RU); Занозіна Валентина Федорівна (RU); Каратаєв Євген Миколайович (RU); Сидоров Юрій Володимирович (RU); Колмаков Георгій Олександрович (RU)
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Екобіо" (RU)
Адреса для листування: 603950, м.Нижній Новгород, пр. Гагаріна, 23, корп.5, НДІ Хімії, В.Ф. Занозіна
Дата початку дії патенту: 2005.10.03
Винахід відноситься до області переробки відходів нафтопереробної і нафтохімічної промисловості, зокрема кислих гудронів, і може бути використано для отримання бітумів, що застосовуються в дорожньому будівництві, у виробництві покрівельних та ізоляційних та інших матеріалів. Сутність: кислий гудрон переважно з вмістом сірчаної кислоти, що не перевищує 7% від маси гудрону, нагрівають в проточному реакторі при температурах крекінгу нижче температури коксоутворення. Нелетючу вуглеводневу фракцію виводять з реактора. З парової вуглеводневої фракції виділяють компоненти з температурою кипіння вище 200 ° С і змішують їх з нелетучей вуглеводневої фракцією.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області переробки відходів нафтопереробної і нафтохімічної промисловості, зокрема кислих гудронів, і може бути використано для отримання бітумів, що застосовуються в дорожньому будівництві, у виробництві покрівельних та ізоляційних матеріалів і т.п.
Кислі гудрони є одним з основних видів твердофазних відходів промислових підприємств, які утворюються при очищенні нафтових продуктів сірчаною кислотою і, як правило, скидаються в ставки-накопичувачі. Винахід відноситься до способу переробки кислих гудронів зі ставків-накопичувачів, так званих ставкових кислих гудронів.
Відомі способи переробки кислих гудронів в бітум. Загальним для всіх відомих способів переробки кислих гудронів в бітум є попередня обробка кислих гудронів (зневоднення, відмивання від сірчаної кислоти або нейтралізація сполуками кальцію) і нагрів в присутності вводяться в кислі гудрони добавок.
Відповідно до способу, відомим по АС 1176589 С1, 23.10.1984, для отримання бітуму використовують кислі гудрони, що містять сірчану кислоту, в яку вводять нагріту вуглеводневу фракцію, в якості якої використовують гудрони прямий гонки, асфальти деасфальтизації і ін. Цей спосіб переробки кислих гудронів для отримання бітуму супроводжується утворенням піни, яка надає негативний вплив на якість бітуму. Для виключення впливу піни здійснюють її гасіння.
Недолік цього способу отримання бітуму пов'язаний з необхідністю використання додаткового сировини (вуглеводневих фракцій) і операції гасіння піни, що вимагає матеріальних і тимчасових витрат і призводить до ускладнення способу.
Відомі способи отримання бітуму з кислих гудронів, що включають попередню обробку - нейтралізацію міститься в гудронах сірчаної кислоти карбонатом кальцію, гідроксидом або оксидом кальцію, після чого гудрони окислюють киснем повітря.
Відповідно до способу, відомим по RU 2215772 С1, 10.11.2003, для зниження витрат часу на проведення операції окислення її проводять в присутності залізовмісного каталізатора при температурі не більше 150 ° С, при цьому в якості каталізатора використовують порошок, отриманий при очищенні води та виділений в пристроях очищення повітря плавильних установок.
Основним недоліком способу є тривалість процесу переробки кислих гудронів в бітум, яка становить кілька годин, причому чимало часу витрачається на проведення операції окислення. Інший недолік цього способу пов'язаний з використанням каталізатора, який є відходом металургійного виробництва та отримання якого здійснюється на інших виробничих площах, ніж виробництво бітуму. Отримання цього каталізатора і його транспортування збільшують витрати на виробництво бітуму. Крім того, при нейтралізації кислих гудронів утворюється сульфат кальцію, який розпушує гудрони, знижуючи їх в'язкість. Наслідком цього є низька водостійкість одержуваного бітуму. В результаті зниження водостійкості відбувається поступове вимивання сульфату кальцію з бітуму під впливом атмосферних опадів, що негативно позначається на якості тих об'єктів інфраструктури, для будівництва яких застосовується бітум.
Як прототип обраний спосіб отримання бітуму з кислих гудронів з порівняно невисокими тимчасовими витратами на нагрів гудронів. Спосіб включає відмивання кислих гудронів від сірчаної кислоти, зневоднення, нагрів і окислення його киснем повітря. Особливістю способу є те, що нагрівання здійснюють електрохімічним способом (RU 2227802 С1, 27.04.2004).
Основні недоліки цього способу, як і вищенаведеного, пов'язані із застосуванням операції окислення, яка вимагає тривалого часу (~ декількох годин), і отриманням гудрону невисокої якості.
Винахід направлено на розробку простого способу отримання бітуму високої якості з найменшими тимчасовими і матеріальними витратами.
Спосіб отримання бітуму з кислих гудронів, що включає зневоднення кислих гудронів і нагрівання, відповідно до винаходом характеризується тим, що нагрівання проводять в проточному реакторі при температурах крекінгу нижче температури коксоутворення з отриманням нелетучей і паровий вуглеводневих фракцій, з парової вуглеводневої фракції виділяють компоненти з температурою кипіння вище 200 ° с і змішують їх з виведеною з реактора нелетучей вуглеводневої фракцією.
При цьому доцільно використовувати кислі гудрони з вмістом сірчаної кислоти, що не перевищує 7% від маси гудрону.
В основу винаходу покладено експериментальні дослідження вуглеводневих фракцій, одержуваних при крекінгу кислих гудронів. Експерименти були спрямовані на розробку способу утилізації кислих гудронів, що містять сірчану кислоту, без використання будь-яких добавок, реагентів, окислювачів та інших компонентів. В процесі експериментів виявилося, що при проведенні крекінгу при температурах нижче температури коксоутворення містяться в кислих гудронах асфальтени розщеплюються з утворенням парової фази, що містить компоненти, які при введенні їх в утворену після крекінгу нелетючу вуглеводневу фракцію дозволяють отримати бітум високої якості, що задовольняє ГОСТу 22245-90 . Для виділення цих компонентів з парової фази необхідно виділити вуглеводні з температурою кипіння вище 200 ° С.Образующаяся при цьому маслоподібними фракція містить метанонафтени, алкілбензоли, поліциклічні ароматичні вуглеводні і характеризується відсутністю парафінових вуглеводнів. Інформація, що виводиться з реактора нелетка вуглеводнева фракція містить смоли, асфальтени, карб і карбоіди. Оптимальний температурний режим проведення крекінгу і використання маслоподібними фракції з конкретною температурою кипіння залежать від складу кислого гудрону, характерного для конкретного ставка-накопичувача. У той же час проведені дослідження з кислими гудронами, взятими з 11-ти різних ставків-накопичувачів, дозволяють зробити висновок, що для отримання бітуму можуть бути використані маслоподібними вуглеводневі фракції з температурою кипіння не перевищує 360 ° С.
Найкращими властивостями володіє бітум, отриманий при використанні кислих гудронів, що містять не більше 7% сірчаної кислоти. У процесі отримання бітуму сірчана кислота виконує роль окислювача і вулканізатора, надаючи бітуму еластичність, в'язкість і інші корисні експлуатаційні властивості. У тому випадку, коли зміст сірчаної кислоти перевищує 7%, кислі гудрони підлягають відмиванню будь-яким відомим способом. Більш високий вміст сірчаної кислоти (> 7%) призводить до зниження якості бітуму через підвищену крихкість.
Варіюючи температурні режими і зміст сірчаної кислоти, можна змінювати характеристики бітуму відповідно до вимог, що накладаються умовами його експлуатації.
На кресленні представлена схематично установка для отримання бітуму.
 |
Установка містить реактор 1 проточного типу, диференційний конденсатор 2, систему 3 очищення абгазов, змішувач 4 і приймальну ємність 5 для готового бітуму. Реактор 1 з'єднаний за допомогою насоса 6 з видаткової ємністю 7, в яку завантажують кислий гудрон. Утвориться в реакторі 1 парова вуглеводнева фракція виводиться в диференційний конденсатор 2, де вона розділяється на конденсовані вуглеводні, леткі вуглеводні і кислі гази з SO 2, які виводяться в систему 3 очищення. Вуглеводні з температурою кипіння вище 200 ° С використовуються для отримання бітуму, а вуглеводні з температурою кипіння нижче 200 ° С і летючі вуглеводні використовуються для отримання інших продуктів, зокрема палива. Виведена з реактора 1 нелетка вуглеводнева фракція в змішувачі 4 змішується зі зрідженій вуглеводневої фракцією з температурою кипіння вище 200 ° С, що надходить в змішувач 4 з диференціального конденсатора 2. Готовий бітум збирається в прийомну ємність 5. |
Нижче наведені приклади конкретних реалізацій способу.
приклад 1
Зневоднений кислий гудрон з вмістом сірчаної кислоти 5,0% вводять в проточний реактор 1, нагрітий до температури 380 ° С, і вивантажують нелетючу фракцію в змішувач 4. Одночасно в змішувач 4 з диференціального конденсатора 2 надходить маслоподібними вуглеводнева фракція з температурою кипіння 250 ° С . Фракції змішують і вивантажують в ємність 5, вихід готової продукції становить 93% від маси кислого гудрону. Процес отримання бітуму займає 10 хвилин на 100 кг кислого гудрону. Властивості отриманого бітуму: глибина проникнення голки при температурі 25 ° С - 73 мм, при 0 ° С - 27 мм; температура розм'якшення по кільцю і кулі - 47 ° С; розтяжність при 0 ° С - 3,5 см, при 25 ° С - 55-60 см; температура спалаху - 230 ° С.
приклад 2
Зневоднений кислий гудрон з вмістом сірчаної кислоти 0,3% вводять в реактор 1, нагрітий до температури 400 ° С, і вивантажують нелетючу фракцію в змішувач 4. Одночасно в змішувач 4 з диференціального конденсатора 2 надходить маслоподібними вуглеводнева фракція з температурою кипіння 280 ° С. Фракції змішують і вивантажують в ємність 5; вихід готової продукції становить 95% від маси кислого гудрону. Процес отримання бітуму займає 10 хвилин на 100 кг кислого гудрону. Властивості отриманого бітуму: глибина проникнення голки при температурі 25 ° С - 90 мм, при 0 ° С - 25 мм; температура розм'якшення по кільцю і кулі - 48 ° С; розтяжність при 0 ° С - 3,7 см, при 25 ° С - 63 см; температура спалаху - 235 ° С.
Простота реалізації способу дозволяє використовувати його в мобільних установках для переробки гудронів безпосередньо на території ставків-накопичувачів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб отримання бітуму з кислих гудронів, що включає зневоднення кислих гудронів і нагрівання, що відрізняється тим, що нагрівання проводять в проточному реакторі при температурах крекінгу нижче температури коксоутворення з отриманням нелетучей і паровий вуглеводневих фракцій, з парової вуглеводневої фракції виділяють компоненти з температурою кипіння вище 200 ° с і змішують їх з виведеною з реактора нелетучей вуглеводневої фракцією.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що використовують кислі гудрони з вмістом сірчаної кислоти, що не перевищує 7% від маси гудрону.
Версія для друку
Дата публікації 15.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.