×
10.05.2014
216.012.c23a

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА ИЗ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения битума путем окисления. Способ включает обработку исходного сырья с получением целевого продукта и последующим его компаундированием с получением дорожного битума. При этом сначала путем обработки нефтесодержащих отходов при остаточном давлении 8-10 мм ртутного столба и температуре 205-360°С получают фракцию светлых нефтепродуктов и вакуумный гудрон. Далее вакуумный гудрон компаундируют с окисленным гудроном, который получают путем окисления нефтесодержащих отходов кислородом воздуха при температуре не более 240°С и расходе воздуха до 3,3 л*кг*мин. При этом в результате компаундирования получают дорожные битумы с показателями пенетрации от 89 до 158 единиц при 25°С. Технический результат заключается в сокращении времени получения из нефтесодержащих отходов дорожных битумов, отвечающих нормативным требованиям, с уменьшением общих энергетических затрат на получение битумов. Кроме того, увеличивается выход светлых нефтепродуктов из исходного сырья за счет предотвращения избыточного образования низкосортных продуктов переработки, например черного соляра и пека. 2 табл., 1 пр.
Основные результаты: Способ получения битума из нефтесодержащих отходов, включающий обработку исходного сырья с получением целевого продукта и последующим его компаундированием с получением дорожного битума, отличающийся тем, что путем обработки нефтесодержащих отходов при остаточном давлении 8-10 мм ртутного столба и температуре 205-360°С получают фракцию светлых нефтепродуктов и вакуумный гудрон, который компаундируют с окисленным гудроном, а окисленный гудрон получают путем окисления нефтесодержащих отходов кислородом воздуха при температуре не более 240°С и расходе воздуха до 3,3 л*кг*мин, при этом в результате компаундирования получают дорожные битумы с показателями пенетрации от 89 до 158 единиц при 25°С.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения битума путем окисления.

Известен 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 условной вязкости 40-120 с при 80°С и глубины проникновения иглы при 25°С 400-480*0,1 мм и последующего окисления подготовленной смеси с получением целевого продукта. При необходимости возможно введение в целевой продукт до 30 масс.% утяжеленного гудрона. В качестве органических добавок, вводимых в гудрон, предлагается использовать концентраты полиароматических углеводородов, такие как экстракты селективной очистки масляных фракций, крекинг-остатки, смола пиролиза, затемненный вакуумный газойль, асфальтиты и т.д. Осуществление вакуумной перегонки в заявленных условиях позволяет получить гудрон со значениями условной вязкости 50-60 с при 80°С. Окисление подготовленного утяжеленного гудрона осуществляют кислородом воздуха в стандартных условиях: температуре 240-270°С и избыточном давлении 0,005-0,3 МПа (см. пат. РФ №2153520, С 10 С 3/04, 27.07.2000).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе с разбавлением окисленного БДУ 50/70 утяжеленным гудроном могут быть получены лишь марки БДУ 70/100 и БДУ 100/130. Однако, вследствие высокой вязкости утяжеленного гудрона получение марки БДУ 130/200 невозможно. Другим недостатком известного способа является то, что применение концентрата, являющегося маловязким растворяющим компонентом, в процессе компаундирования приводит к высокому содержанию глубокоокисленного битума в составе компаунда, что обуславливает недостаточную термостабильность полученного готового продукта.

Известен способ получения битума, включающий вакуумную перегонку мазута с получением утяжеленного гудрона, смешение утяжеленного гудрона с модифицирующими добавками и окисление подготовленного гудрона кислородом воздуха при повышенной температуре с получением целевого продукта. При этом при вакуумной перегонке мазута получают утяжеленный гудрон с содержанием парафиновых углеводородов не более 2 масс.% и парафино-нафтеновых углеводородов не менее 20 масс.% и окислению подвергают 80-90% подготовленного гудрона при температуре 240-270°С. Оставшееся количество подготовленного гудрона вводят в целевой продукт. В качестве модифицирующих добавок используют концентраты полициклических ароматических углеводородов, являющихся продуктами переработки нефти (см. пат. РФ №2235109, С10С 3/04, 27.08.2004).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе для получения утяжеленного гудрона применяют мазут, который может обеспечить при его вакуумной перегонке содержание парафиновых углеводородов не более 2 масс.%, а парафино-нафтеновых - не менее 20 масс.%. Получение такого гудрона представляет собой сложную техническую задачу, поскольку требует, во-первых, проведения детального анализа группового состава исходного мазута, выбора технологических параметров процесса вакуумной ректификации, а затем анализа группового состава утяжеленного гудрона. Ввиду отсутствия твердо установленных зависимостей между технологическими параметрами процесса вакуумной

ректификации и изменением группового состава в ходе ее проведения можно утверждать, что предлагаемый в известном способе процесс малоуправляем и не может обеспечить стабильного качества получаемых продуктов. Другим недостатком известного способа является то, что для осуществления известного способа необходимо применение концентратов полиароматических углеводородов, которые удорожают стоимость получаемого товарного битума.

Известен способ получения битума путем окисления воздухом нефтяного сырья и превращения его в газожидкостную смесь, введения в нее неокисленного нефтяного сырья, нагретого до температуры, превышающей температуру окисления, с получением суммарной газожидкостной смеси с испарением из нее легких фракций и выделением битума (см. пат. РФ №2406748, МПК С10С 3/04, 30.10.2009).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что известный способ осуществим только с применением маловязкого нефтяного сырья.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения битума, в котором путем окисления тяжелого нефтяного остатка и последующего его компаундирования с исходным сырьем получают дорожный битум (см. патент РФ №2258730, МПК 7 С10С 3/04, 29.04.2002, принят за прототип).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе окисление гудрона до строительного битума с температурой размягчения не менее 90°С требует дополнительных энергетических затрат, длительного времени окисления, а также усложняется процесс перекачки готового продукта из-за его высокой вязкости. К тому же в известном способе необходимо введение нефтяной фракции, выкипающей в пределах 450-480°С, для повышения пластичности и морозостойкости на стадии компаундирования, при том что данная нефтяная фракция, получаемая при узком интервале температур кипения, дефицитна и является сырьем каталитического крекинга, использование ее в битумном производстве является недостаточно рациональным. Другим недостатком известного способа является то, что содержание гудрона в компаунде превышает или равно содержанию окисленного битума, однако, известно, что большое содержание не окисленного нефтяного остатка в битуме ухудшает адгезионные свойства получаемого продукта.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Проблема при получении битума из кубовых остатков процессов производства светлых нефтепродуктов из нефтесодержащих отходов состоит в том, что возникла необходимость снижения затрат на переработку застарелых нефтесодержащих отходов путем получения прибыли от реализации производимых вторичных нефтепродуктов, например дорожных битумов. Известные способы допускают образование большого количества низкосортных продуктов переработки, например черного соляра и пека, которые невозможно реализовать как товарные нефтепродукты.

Технический результат - сокращение времени получения из нефтесодержащих отходов дорожных битумов, отвечающих нормативным требованиям по ГОСТ 22245-90, с уменьшением общих энергетических затрат на получение битумов.

Кроме того, увеличение выхода светлых нефтепродуктов из исходного сырья за счет предотвращения избыточного образования низкосортных продуктов переработки, например черного соляра и пека.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения битума из нефтесодержащих отходов, включающем обработку исходного сырья с получением целевого продукта и последующим его компаундированием с получением дорожного битума, особенность заключается в том, что путем обработки нефтесодержащих отходов при остаточном давлении 8-10 мм ртутного столба и температуре 205-360°С получают фракцию светлых нефтепродуктов и вакуумный гудрон, который компаундируют с окисленным гудроном, а окисленный гудрон получают путем окисления нефтесодержащих отходов кислородом воздуха при температуре не более 240°С и расходе воздуха до 3,3 л*кг*мин-1, при этом в результате компаундирования получают дорожные битумы с показателями пенетрации от 89 до 158 единиц при 25°С.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, получены в ходе апробации способа получения битума из застарелых нефтесодержащих отходов - нефтешламов из накопительных амбаров.

Способ получения битума из нефтесодержащих отходов, включающий окисление тяжелого нефтяного остатка с получением целевого продукта и последующим его компаундированием, осуществляют следующим образом. Застарелые нефтесодержащие отходы из амбаров нефтешламонакопителей подготавливают путем обезвоживания до содержания воды не более 5 масс.% и отделения минеральной составляющей до содержания механических примесей не более 16,4 масс.% любыми известными способами. Затем часть подготовленного сырья подвергают последовательно нагреву при атмосферном давлении при температуре до 195-235°С с одновременной отгонкой светлых нефтепродуктов; окислению кислородом воздуха при температуре не более 240°С и расходе воздуха до 3,3 л*кг*мин-1, в течение 6-20 часов, и получают при этом окисленный гудрон. Другую часть подготовленного сырья подвергают нагреву при давлении 8-10 мм ртутного столба и температуре 205-360°С в атмосфере инертного газа (азота, аргона или углекислого газа), при этом получают вакуумный гудрон с одновременной отгонкой светлых и темных нефтепродуктов. Фракции светлых и темных нефтепродуктов применяют в качестве разбавителя исходного сырья, в качестве печного топлива или как сырье процесса крекинга или гидроочистки на нефтеперерабатывающих заводах. Затем определяют ряд нормируемых показателей соответствия качества полученных окисленного и вакуумного гудронов для применения их в качестве битумного сырья по СБ 20/40 (см. А.Н. Сухоносова, М.С. Кузнецова, Н.Г. Гладышев, В.В. Ермаков, А.А. Пименов. Основные направления квалифицированного использования кубовых остатков выделения дизельных фракций из нефтесодержащих отходов // Экология и промышленность России. 2011. Декабрь. №12. С.10.). На основании данных анализа и в соответствии с требуемыми потребительскими свойствами конечного товарного битума определяют соотношение окисленного и вакуумного гудронов и компаундируют их при температуре 160-190°С.

Пример. Характеристики стандартных битумов, гудронов и компаундированных битумов, получаемых предлагаемым способом, приведены в таблице 1.

Применение в качестве исходного сырья для получения битума застарелых нефтесодержащих отходов из накопительных амбаров позволяет получать окисленный гудрон при более мягких условиях и с меньшими энергетическими затратами, чем из отходов переработки сырой нефти. Это связано с тем, что при длительном хранении в прудах накопителях застарелые нефтесодержащие отходы подвергаются воздействию микроорганизмов и кислорода воздуха, вследствие чего в них накапливаются продукты окисления, которые промотируют окисление в условиях эксперимента. При окислении застарелых нефтешламов образуются продукты - окисленные битумы с низкой растяжимостью, что не позволяет использовать их непосредственно в производстве асфальтобетона. Однако вакуумный гудрон, получаемый при указанных в настоящем способе условиях, характеризуется повышенными значениями растяжимости (см. табл.1). Компаундированием окисленного и вакуумного гудронов в различных соотношениях можно получать широкий ассортимент товарных битумов с заданными потребительскими свойствами. Глубокий отбор светлых и темных нефтепродуктов при вакуумной разгонке исходного сырья позволяет сократить общую долю низкосортных продуктов переработки, таких как черный соляр и пек. Проведение комплекса аналитических исследований состава получаемых указанным способом гудронов необходимо только при переходе к новому виду застарелого нефтесодержащего отхода и не потребуется часто.

Результаты анализа асфальтобетонов полученных с применением компаундированных битумов, произведенных предлагаемым способом (см. табл.2), доказывают соответствие их требованиям, предъявляемым к асфальтобетонным смесям нормативными документами.

Таблица 2
Результаты испытаний асфальтобетонной смеси, произведенной с использованием компаундированного по предлагаемому способу битума [1].
Показатель Параметры асфальтобетона полученного из соответствующих образцов битумов Нормативные требования ***
Битум, полученный предлагаемым способом* Битум БДН 90/130**
Средняя плотность, г/см3 2,58 2,52 -
Водонасыщение,W,% 3,80 1,80 1,5-4,0
Предел прочности, МПа: при 20°С 3,7 4,8 Не менее 2,5
при 50°С 1,3 2,2 Не менее 1,2
при 0°С 8,6 8,2 Не менее 11
на растяжение при расколе 4,1 5,3 3,5-6,0
Коэффициент внутреннего трения 0,84 0,94 Не менее 0,81
Сцепление при сдвиге при 50°С, МПа 0,42 0,45 Не менее 0,37
Водостойкость 0,90 0,90 Не менее 0,9
Водостойкость при длительном водонасыщении 0,87 0,94 Не менее 0,85
Пористость минеральной части, % 15,10 16,20 14-19
Остаточная пористость, % 2,72 2,90 2,5-5,0
* Соотношение окисленного и вакуумного гудронов 58/42 массовых частей.
** Стандартный нефтяной дорожный битум БДН 90/130 по ГОСТ 22245-90.
*** Плотная асфальтобетонная смесь типа Б марки I для III дорожно-климатической зоны по ГОСТ 9128-2009.

Способ получения битума из нефтесодержащих отходов, включающий обработку исходного сырья с получением целевого продукта и последующим его компаундированием с получением дорожного битума, отличающийся тем, что путем обработки нефтесодержащих отходов при остаточном давлении 8-10 мм ртутного столба и температуре 205-360°С получают фракцию светлых нефтепродуктов и вакуумный гудрон, который компаундируют с окисленным гудроном, а окисленный гудрон получают путем окисления нефтесодержащих отходов кислородом воздуха при температуре не более 240°С и расходе воздуха до 3,3 л*кг*мин, при этом в результате компаундирования получают дорожные битумы с показателями пенетрации от 89 до 158 единиц при 25°С.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 56 items.
27.06.2013
№216.012.4f54

Троакар для фиксации стенки полого органа

Изобретение относится к хирургическим инструментам и может применяться в урологии для надлобкового доступа к мочевому пузырю с целью оперативного лечения пузырно-мочеточникового рефлюкса у детей. Троакар для фиксации стенки полого органа содержит неразъемное соединение в дистальной части двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485901
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.568f

Способ утилизации твердых бытовых отходов и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области рекультивации земель. Способ включает размещение твердых бытовых отходов в чаше полигона, отведение дренажных вод на испарительный пруд, последовательное нагнетание отходов и воздуха в нагнетательные скважины, расположенные в свалочном теле, формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487767
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.11.2013
№216.012.838b

Следящий электропривод

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих электроприводах с исполнительными двигателями постоянного тока или с синхронными машинами, работающими в режимах вентильного двигателя или бесколлекторного двигателя постоянного тока. Следящий электропривод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499351
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.8952

Смесевой растворитель

Изобретение относится к смесевому растворителю, включающему перхлорэтилен. Растворитель характеризуется тем, что для расширения температурного диапазона использования в него дополнительно введен четыреххлористый углерод при следующем соотношении компонентов (мас.%): перхлорэтилен - 33,00…45,00,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500836
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.02.2014
№216.012.9e93

Способ переработки нефтесодержащих шламов

Изобретение относится к способу переработки отходов - нефтесодержащих шламов. Способ переработки твердых нефтяных шламов осуществляют путем раздельного отбора из накопительного амбара верхнего слоя нефтешлама и донного слоя нефтешлама, от донного слоя нефтешлама отделяют замазученный грунт,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506303
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.05.2014
№216.012.c178

Минеральный порошок для асфальтобетонной смеси

Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к производству минерального порошка для асфальтобетонной смеси. Технический результат - повышение гидрофобности минерального порошка, снижение набухания порошка и повышение предела прочности асфальтобетона на его основе. Минеральный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515277
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.05.2014
№216.012.c355

Хирургическая скобка

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для сшивания тканей, фиксации сетчатых протезов при выполнении эндоскопических операций. Спинка скобки выполнена с трапецеидальным выступом с прямолинейным участком. На спинке и ножках выполнены глухие пазы, которые заполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515764
Дата охранного документа: 20.05.2014
27.05.2014
№216.012.c9c9

Цифровой модулятор для управления синхронным электродвигателем

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в силовых преобразователях систем управления синхронными электродвигателями, оснащенными датчиками положения ротора. Технический результат заключается в обеспечении возможности регулирования скорости синхронной машины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517423
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.07.2014
№216.012.e50d

Способ производства яблочного бренди

Из яблок получают сок, сбраживают его и перегоняют сброженный сок с получением спирта. Фракционно перегоняют спирт с отбором первой, второй и третьей фракций дистиллята. Отбор третьей фракции ведут из ректификационной колонны, подвергают ее ароматизации методом настаивания на кожуре яблок в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524427
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.08.2014
№216.012.e7d7

Способ определения прочности сцепления покрытия с основой на отрыв и устройство для его осуществления

Изобретение относится к исследованиям механических свойств покрытий, а именно к способам определения прочности сцепления покрытия с основой. Технический результат достигается тем, что на основу наносят покрытие, прикладывают к нему усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525144
Дата охранного документа: 10.08.2014
Showing 1-10 of 113 items.
20.01.2013
№216.012.1bcb

Способ изготовления абразивного инструмента

Изобретение относится к области изготовления ручного абразивного инструмента, в частности напильников и надфилей. Способ включает нанесение на металлическую заготовку абразивного покрытия с требуемой шероховатостью. Для этого путем детонационного напыления наносят твердосплавное абразивное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472609
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.03.2013
№216.012.3121

Теплоаккумулирующий состав

Изобретение относится к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих фториды, бромиды и хроматы щелочных элементов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих веществ. Описан теплоаккумулирующий состав, включающий фторид, бромид и соль лития, в качестве соли лития введен его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478115
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.06.2013
№216.012.4f54

Троакар для фиксации стенки полого органа

Изобретение относится к хирургическим инструментам и может применяться в урологии для надлобкового доступа к мочевому пузырю с целью оперативного лечения пузырно-мочеточникового рефлюкса у детей. Троакар для фиксации стенки полого органа содержит неразъемное соединение в дистальной части двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485901
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5136

Демпфирующее устройство дренажно-предохранительного клапана

Изобретение относится к области техники клапанных систем, применяемых для работы в условиях космоса. Демпфирующее устройство дренажно-предохранительного клапана (2) содержит пружинную подвеску, направляющий шток (5) и узел направляющих клапана - цилиндр на корпусе и хвостовике тарели. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486383
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.54b6

Способ изготовления поверхностей трения с применением твердых смазочных материалов на основе эпоксидных смол

Изобретение относится к триботехнике и может использоваться для снижения силы трения и повышения стойкости к задирам рабочих поверхностей деталей узлов трения машин. На поверхности трения формируют смазочные канавки, заполняют канавки твердым смазочным материалом, при этом канавки имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487289
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.54b7

Система управления аппаратом воздушного охлаждения масла

Изобретение относится к аппаратам воздушного охлаждения и может использоваться для охлаждения масла газоперекачивающих агрегатов. Система управления аппаратом воздушного охлаждения масла (фиг.1) содержит блок 1 задания температуры, апериодический фильтр 2, интегральный регулятор 3,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487290
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.568f

Способ утилизации твердых бытовых отходов и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области рекультивации земель. Способ включает размещение твердых бытовых отходов в чаше полигона, отведение дренажных вод на испарительный пруд, последовательное нагнетание отходов и воздуха в нагнетательные скважины, расположенные в свалочном теле, формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487767
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.08.2013
№216.012.5cf4

Способ получения многоосновных карбоновых кислот адамантанового ряда

Изобретение относится к способу получения многоосновных карбоновых кислот адамантанового ряда. В силу особенностей свойств, обусловленных наличием адамантанового фрагмента, материалы, полученные на основе многоосновных карбоновых кислот каркасного строения, обладают высокими эксплуатационными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489417
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5e71

Следящий электропривод

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в следящих электроприводах с исполнительными двигателями постоянного тока или с синхронными машинами, работающими в режимах вентильного двигателя или бесколлекторного двигателя постоянного тока. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489798
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.66f3

Установка для мойки прецизионных подшипников

Изобретение относится к области производства точных изделий в машиностроении, в том числе к производству прецизионных подшипников. Повышение эффективности кавитационной мойки достигается за счет совершенствования устройства активатора, возбуждающего резонансные колебания, в котором зеркало...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492002
Дата охранного документа: 10.09.2013
+ добавить свой РИД