RU2153520C1

RU2153520C1 - Bitumen production process

Info

Publication number: RU2153520C1
Application number: RU2000103865A
Authority: RU
Inventors: А.А. Гуреев; В.П. Твердохлебов; А.В. Иванов; А.И. Луговской; Е.А. Демьяненко; А.К. Карибов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Рязанский нефтеперерабатывающий завод"; Научно-производственная фирма "ТСП"
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2000-07-27

Abstract

FIELD: petroleum processing. SUBSTANCE: mazut is subjected to vacuum distillation at residual pressure 30-50 mm Hg in the top of column to yield of heavy goudron. At least 70% of the latter is combined with organic additives until conditional viscosity between 40 and 120 s at 80 C and needle penetration 400-480*0.1 mm (35 C) are attained, after which mixture is oxidized. Product can contained up to 30 wt % of weighted goudron and polyaromatic hydrocarbon concentrates are used as organic additives. EFFECT: improved quality of pavement bitumens with no dependence on the type of crude oil processed. 4 cl, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области нефтепереработки, конкретно, к способу получения битума. The invention relates to the field of oil refining, specifically, to a method for producing bitumen.

Известно, что одним из основных способов получения битума является окисление кислородом воздуха различных нефтяных остатков (мазутов, гудронов, полугудронов, асфальтов деасфальтизации, экстрактов селективной очистки масел, крекинг-остатков или их смесей) при температуре 180 - 300^oC.It is known that one of the main methods for producing bitumen is the oxidation by air with oxygen of various oil residues (fuel oils, tars, semi-tars, deasphalting asphalts, extracts for the selective purification of oils, cracked residues or mixtures thereof) at a temperature of 180 - 300 ^o C.

(Гун Р.Б. "Нефтяные битумы", Москва, Химия, 1973, с. 90). (Gun RB, “Oil bitumen”, Moscow, Chemistry, 1973, p. 90).

Так, например, известен способ получения битума путем окисления тяжелого нефтяного гудрона в смеси с мазутом высокопарафинистой нефти, имеющим начало кипения 300 - 320^oC, или нефтеотходом от транспортировки и хранения высокопарафинистой нефти в количестве 10 - 50 мас.%.For example, there is a known method for producing bitumen by oxidation of heavy oil tar mixed with high-paraffin oil fuel oil having a boiling point of 300-320 ^° C, or oil waste from transportation and storage of high-paraffin oil in an amount of 10-50 wt%.

(Авторское свидетельство СССР N 899632, C 10 C 3/04, 1982). (USSR Author's Certificate N 899632, C 10 C 3/04, 1982).

При использовании известных способов качество получаемого битума зависит от природы нефти и содержания в ней асфальто-смолистых веществ. When using known methods, the quality of the resulting bitumen depends on the nature of the oil and the content of asphalt-resinous substances in it.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения битума, включающий обезвоживание и обессоливание нефти, атмосферную перегонку, вакуумную перегонку остаточного продукта с получением фракций, выкипающих до 370 - 400^oC, которые затем подвергают окислению кислородом воздуха при температуре 250^oC с получением целевого продукта.Closest to the claimed technical solution is a method for producing bitumen, including dehydration and desalting of oil, atmospheric distillation, vacuum distillation of the residual product to obtain fractions boiling up to 370 - 400 ^o C, which are then subjected to oxidation with atmospheric oxygen at a temperature of 250 ^o C to obtain the target product.

(Авторское свидетельство СССР N 859418, C 10 C 3/04, 1981). (USSR Author's Certificate N 859418, C 10 C 3/04, 1981).

Недостатком этого способа также является большая зависимость качества целевого продукта от природы перерабатываемой нефти. При переработке высокопарафинистых нефтей известным способом невозможно получить твердые битумы, в частности, улудшенные сорта дорожных битумов марки БНД и БДУ, так как они не соответствуют требованиям по показателю пластичности и термоокислительной стабильности. The disadvantage of this method is the great dependence of the quality of the target product on the nature of the processed oil. When refining high-paraffin oils in a known manner, it is impossible to obtain solid bitumen, in particular, improved grades of road bitumen grade BND and BDU, since they do not meet the requirements for plasticity and thermo-oxidative stability.

Задачей изобретения является разработка способа получения битума, в том числе улучшенных марок дорожного битума, в том числе улучшенных марок дорожного битума, при переработке парафинистых нефтей, а также расширение ассортимента получаемых битумов. The objective of the invention is to develop a method for producing bitumen, including improved grades of road bitumen, including improved grades of road bitumen, in the processing of paraffinic oils, as well as expanding the range of resulting bitumen.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения битума, включающий вакуумную перегонку мазута при остаточном давлении верха колонны 30 - 50 мм рт.ст. с получением утяжеленного гудрона, по крайней мере 70% которого смешивают с органическими добавками до достижения его условной вязкости 40 - 120 с при 80^oC и глубины проникновения иглы при 25^oC 400 - 480•0,1 мм и последующего окисления подготовленной смеси с получением целевого продукта.To solve this problem, a method for producing bitumen is proposed, which includes vacuum distillation of fuel oil with a residual pressure of the top of the column 30 - 50 mm Hg with obtaining weighted tar, at least 70% of which is mixed with organic additives until its nominal viscosity of 40 - 120 s at 80 ^o C and depth of penetration of the needle at 25 ^o C 400 - 480 • 0.1 mm and subsequent oxidation of the prepared mixture with obtaining the target product.

Причем при необходимости в целевой продукт можно вводить до 30 мас.% утяжеленного гудрона. Moreover, if necessary, up to 30 wt.% Weighted tar can be added to the target product.

При подготовке утяжеленного гудрона к окислению его предлагается смешивать с органическими добавками, в качестве которых используют концентраты полиароматических углеводородов, представляющих собой такие продукты переработки нефти как экстракты селективной очистки масляных фракций, крекинг-остатки, смола пиролиза, затемненный вакуумный газойль, асфальтиты от процесса деасфальтизации и др. When preparing a heavy tar for oxidation, it is proposed to mix it with organic additives, which are used as concentrates of polyaromatic hydrocarbons, which are oil refining products such as extracts of selective purification of oil fractions, cracking residues, pyrolysis resin, darkened vacuum gas oil, asphaltites from the deasphalting process and other

Окисление подготовленного утяжеленного гудрона осуществляют кислородом воздуха в стандартных условиях: температуре 240 - 270^oC и избыточном давлении 0,005 - 0,3 МПа.Oxidation of the prepared heavy tar is carried out with atmospheric oxygen under standard conditions: a temperature of 240 - 270 ^o C and an overpressure of 0.005 - 0.3 MPa.

Отличие заявляемого технического решения от известного состоит в условиях подготовки сырья для окисления, а именно: заданное значение остаточного давления в колонне при осуществлении вакуумной перегонки мазута и смешение утяжеленного гудрона с органическими добавками до определенных значений показателей условной вязкости и глубины проникновения иглы. The difference between the claimed technical solution and the known one consists in the conditions for preparing the raw material for oxidation, namely: a predetermined value of the residual pressure in the column during the vacuum distillation of fuel oil and mixing heavy weight tar with organic additives to certain values of the conditional viscosity and penetration depth of the needle.

Осуществление вакуумной перегонки мазута в заявленных условиях позволяет получить гудрон со значениями условной вязкости не менее 50 - 60 с. Однако из такого гудрона традиционным методом окисления практически невозможно производить дорожные битумы даже по ГОСТ 22945-90. The implementation of the vacuum distillation of fuel oil in the stated conditions allows you to get tar with values of relative viscosity of at least 50-60 s. However, it is practically impossible to produce road bitumen from such tar using the traditional oxidation method, even according to GOST 22945-90.

Заявленный интервал показателей качества, контролируемых на потоке, позволяет стабильно (даже при колебании качества нефти) получать в условиях стационарного режима окисления необходимую марку битума с улучшенными характеристиками по показателям пластичности и термоокислительной стабильности. The claimed range of quality indicators controlled on the stream allows stably (even with fluctuations in oil quality) to obtain the necessary grade of bitumen with improved characteristics in terms of ductility and thermo-oxidative stability under conditions of a stationary oxidation regime.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет получать ассортимент битумов за счет того, что смешению с концентратами полиароматических углеводородов подвергают по крайней мере 70% утяжеленного гудрона с получением самой твердой марки дорожного битума (например, БДУ 50/70), часть которого затем смешивают с утяжеленным гудроном, не подвергнутым окислению, и получают дополнительно битумы марки БДУ 70/100 и/или БДУ 100/130 в зависимости от количества введенного утяжеленного гудрона. In addition, the proposed method allows to obtain an assortment of bitumen due to the fact that at least 70% of weighted tar is mixed with concentrates of polyaromatic hydrocarbons to obtain the hardest grade of road bitumen (for example, BDU 50/70), part of which is then mixed with weighted tar not subjected to oxidation, and get additional bitumen grade BDU 70/100 and / or BDU 100/130, depending on the amount of weighted tar introduced.

Таким образом, только использование всей совокупности отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу: достижение необходимого уровня эластичности и термоокислительной стабильности всего ассортимента улучшенных дорожных битумов, минимально завися от типа перерабатываемой нефти. Thus, only the use of the totality of distinctive features allows us to solve the problem: achieving the required level of elasticity and thermo-oxidative stability of the entire range of improved road bitumen, minimally depending on the type of processed oil.

Существо предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами. The essence of the proposed method is illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1

Мазут, полученный при переработке смеси западно-сибирских нефтей подвергают перегонке на установке АВТ-3 при остаточном давлении верха колонны 50 мм рт.ст. The fuel oil obtained during the processing of a mixture of West Siberian oils is subjected to distillation at the AVT-3 unit at a residual pressure of the top of the column of 50 mm Hg.

Отобранный с низа колонны утяжеленный гудрон имеет следующие характеристики:
1. Плотность при 20^oC, г/см³ 0,998
2. Температура размягчения по КиШ,^oC 34,0
3. Вязкость условная ВУ₈₀ ⁵, с 120
4. Температура вспышки, ^oC > 230
5. Фракционный состав: ^oC
НК 480
10% 500
6. Пенетрация при 25^oC•0,1 мм 315
Гудрон поступает на узел подготовки сырья для смешения с 6 мас.% затемненной вакуумной фракции (III циркуляционное орошение на вакуумной колонне), условная вязкость которой составляет 14 с. Контролируемые при этом показатели подготовленного сырья: пенетрация при 25^oC=470•0,1 мм и ВУ₈₀ ⁵=45 с. Процесс смешения осуществляют в резервуаре методом многократной циркуляции при температуре 100-150^oC.The weighted tar selected from the bottom of the column has the following characteristics:
1. Density at 20 ^o C, g / cm ³ 0,998
2. The softening temperature according to KSh, ^o C 34,0
3. Conventional viscosity VU ₈₀ ⁵ , s 120
4. Flash point, ^o C> 230
5. Fractional composition: ^o C
NK 480
10% 500
6. Penetration at 25 ^o C • 0.1 mm 315
Tar comes to the raw material preparation unit for mixing with 6 wt.% Of the darkened vacuum fraction (III circulation irrigation on a vacuum column), the nominal viscosity of which is 14 s. Controlled by this, the indicators of prepared raw materials: penetration at 25 ^o C = 470 • 0.1 mm and VU ₈₀ ⁵ = 45 s. The mixing process is carried out in the tank by multiple circulation at a temperature of 100-150 ^o C.

Подготовленное сырье поступает в окислительную колонну, где при стандартном режиме:
1. Температура, ^oC:
- сырья на входе 190
- воздуха 50
- верха колонны 200
- низа колонны 260
2. Расход:
- сырья 16,5 м³/ч
- воздуха 162 нм³/т сырья
3. Выход битума 98% на сырье,
получают битум, полностью соответствующий марке БДУ 50/70 (см. табл.1).Prepared raw materials enter the oxidation column, where in the standard mode:
1. Temperature, ^o C:
- input material 190
- air 50
- top of column 200
- bottom of the column 260
2. Consumption:
- raw materials 16.5 m ³ / h
- air 162 nm ³ / t of raw materials
3. The output of bitumen 98% for raw materials,
receive bitumen that fully corresponds to the brand of BDU 50/70 (see table 1).

Пример 2. Example 2

Способ осуществляют в условиях примера 1. Полученный битум марки БДУ 50/70 компаундируют с утяжеленным гудроном. Показатели качества компаундов приведены в примере 1. Процесс компаундирования также проводят методом многократной циркуляции при температуре 100 - 150^oC.The method is carried out under the conditions of example 1. The resulting bitumen grade BDU 50/70 compound with a heavy tar. The quality indicators of the compounds are shown in example 1. The compounding process is also carried out by the method of multiple circulation at a temperature of 100 - 150 ^o C.

При этом получают марки битумов, приведенные в табл.2. In this case, the grades of bitumen are given in table 2.

Приведенные примеры подтверждают, что предлагаемый способ позволяет получать в ассортименте улучшенные сорта дорожного битума. The above examples confirm that the proposed method allows to obtain in the assortment of improved varieties of road bitumen.

Claims

1. The method of producing bitumen, including vacuum distillation of fuel oil to obtain tar, which is then subjected to oxidation with atmospheric oxygen at an elevated temperature to obtain the target product, characterized in that the vacuum distillation of fuel oil is carried out at a residual pressure of the top of the column 30-50 mm Hg and at least 70% of the obtained weighted tar is mixed with organic additives before oxidation until its nominal viscosity of 40 - 120 s is reached at 80 ^° C and the penetration depth of the needle is at 25 ^° C 400 - 480 • 0.1 mm.

2. The method according to claim 1, characterized in that weighted tar is added to the target product in an amount of up to 30 wt.%.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that as organic additives are used concentrates of polyaromatic hydrocarbons, which are products of oil refining.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the oxidation is carried out at a temperature of 240 - 270 ^o C and an overpressure of 0.005 - 0.3 MPa.