способ получения битума

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА путем висбрекинга прямогонных нефтяных остатков с последующей перегонкой продукта висбрекинга с выделением битума в виде остатка, отличающийся тем, что в качестве нефтяных остатков используют тяжелые нефтяные остатки с условной вязкостью BY⁵₈₀> 75 с с проведением перегонки при атмосферном давлении и в качестве битума выделяют остаток, выкипающий при t > 330 360^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения битума из нефтяных остатков, а именно из остатков атмосферно-вакуумной перегонки, подвергшихся дальнейшей переработке.

Известен способ получения так называемого остаточного битума путем перегонки нефтяных остатков в вакууме [1]

Однако для получения остаточного битума необходимо сырье с возможно большим содержанием асфальто-смолистых веществ, т.е. для получения этих битумов пригодны лишь асфальтовые и полуасфальтовые нефти.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ получения битума путем висбрекинга нефтяных остатков (легкого термического крекинга при 430-490^оС) с последующей перегонкой продукта висбрекинга под вакуумом с получением в качестве целевого продукта остатка, выкипающего выше 455-540^оС [2] Однако этот способ пригоден для получения дорожных битумов при использовании нефтяных остатков определенной глубины отбора, характеризующихся условной вязкостью при 80^оС на приборе с диаметром отверстия 5 мм ВУ₈₀⁵ до 60-70 с. При переработке таким способом более тяжелых нефтяных остатков получаемый продукт не соответствует качеству дорожных и строительных битумов.

Изобретение направлено на расширение сырьевой базы для получения дорожных битумов за счет использования в качестве сырья тяжелых прямогонных нефтяных остатков с условной вязкостью ВУ₈₀⁵ более 75 с (обычно такие остатки имеют температуру размягчения по КиШ более 30^оС), а также на упрощение технологии получения битума.

Предлагаемый способ получения битума из нефтяных остатков заключается в следующем: тяжелый нефтяной прямогонный остаток с ВУ₈₀⁵ 75-560 с (температура размягчения по КиШ 33-42^оС) подвергают висбрекингу. Затем продукт висбрекинга подают в атмосферную колонну для отбора из него фракций, выкипающих до 330-360^оС, при этом остаток перегонки служит в качестве дорожных битумов. Различная глубина отбора фракций дает различные по качеству остаточные битумы остатки выше 330-360^оС.

Как показали эксперименты, использование описанной по предлагаемому способу технологии получения битума обеспечит получение высококачественного продукта по более упрощенной по сравнению с прототипом технологии из тяжелых нефтяных остатков, непригодных для получения битума способом по прототипу.

Способ осуществляют следующим образом.

Тяжелый нефтяной остаток с условной вязкостью ВУ₈₀⁵ более 75 с поступает в печь, где при температуре 430-490^оС и давлении 1,5-50 МПа в течение 10-60 мин происходит легкий термический крекинг. Продукты висбрекинга на выходе из печи охлаждают для прекращения крекинга, например, с использованием легкой фракции, отбираемой с низа атмосферной колонны, после чего давление сбрасывает и легкие фракции отгоняют в испарительной колонне. Остаток из испарительной колонны направляют в атмосферную колонну, где из него отбирают фракции, выкипающие до 330-360^оС, которые могут быть использованы для охлаждения продуктов висбрекинга на выходе из печи. С низа атмосферной колонны откачивают остаток висбрекинга тяжелого нефтяного остатка в качестве конечного продукта остаточного битума.

На пилотной установке Уфимского опытного завода был осуществлен ряд опытов по предлагаемому способу. В качестве сырья были использованы гудрон западносибирской нефти и гудрон арланской нефти с различной условной вязкостью.

П р и м е р 1. Гудрон западносибирской нефти, имеющий ВУ₈₀⁵=555 с и температуру размягчения по КиШ 42^оС, подвергали висбрекингу при 470^оС. Образующиеся в продукте висбрекинга фракции отогнали при атмосферном давлении с получением остатка, выкипающего выше 350^оС. Анализ остатка показал, что он соответствует по качеству битуму марки БН 90/130.

Аналогичные опыты были осуществлены с использованием сырья с иными условной вязкостью и температурой размя- гчения, с разной температурой висбрекинга, с различной глубиной отбора фракций при атмосферной перегонке продукта висбрекинга. Тип сырья, глубина отбора продукта висбрекинга, качество получаемых битумов для всех опытов приведены в таблице.

Для сравнения был проведен способ получения битума по прототипу с использованием в качестве сырья гудрона западносибирской нефти с условной вязкостью ВУ₈₀⁵=555 с. Сырье подвергали висбрекингу при 470^оС, а продукт висбрекинга отогнали под вакуумом до получения остатка выше 455^оС. Качество остатка также приведено в таблице.

Как видно из таблицы (примеры 1-5), остаток, полученный атмосферной перегонкой продукта висбрекинга тяжелых нефтяных остатков (ВУ₈₀⁵ более 75 с, температура размягчения по КиШ более 30^оС), имеет температуру размягчения по КиШ 41-44^оС, пенетрацию при 25^оС 83-130 дмм, при 0^оС 19-25 дмм, что соответствует качеству дорожных битумов. Кроме того, следует подчеркнуть, что полученный битум имеет высокую деформативность (растяжимость при 25^оС>100 см и при 0^оС 1-7 см), а также повышенную адгезию к минеральным материалам, особенно к кислым породам, каковыми являются песок и гранит (сцепление по образцу 1 и 2), в то время как адгезия битумов к этим породам обычно неудовлетворительна.

Повышение деформативности и адгезии битума к минеральным материалам способствует повышению трещиностойкости асфальтобетона на основе такого битума и, следовательно, улучшению качества асфальтобетонного покрытия.

Из примера 6 видно, что остаток, полученный вакуумной перегонкой продукта висбрекинга того же сырья, что и в примерах 1, 2, 4, 5, не соответствует качеству битума, что подтверждает невозможность получения битума из тяжелых нефтяных остатков по способу-прототипу.

Таким образом, предлагаемый способ позволит расширить сырьевую базу: дает возможность использовать в качестве сырья для получения дорожных марок битума высокого качества из тяжелых нефтяных остатков, не пригодных для получения битума способом по прототипу. Кроме того, использование атмосферной перегонки по сравнению с вакуумной перегонкой, как в прототипе, упрощает технологию получения битума и делает предлагаемый способ более энергетически и аппаратурно выгодным.