Последствия Добычи Битума
Способ получения битума
. в существующие технологии производства окисленных битумов. Действие предлагаемой добавки объясняется тем, что входящие в ее состав ионы металлов переменной валентности, претерпевая окислительно-восстановительные превращения в условиях процесса, способны инициировать и катализировать реакции окисления,полимеризации и конденсации молекул нефтяного сырья, ускоряя превращения по схеме масла (углеводороды)смолыасфальтены, приводящие к.
. этот концентрат и битум, в количестве 80-91 масс. , путем воздействия на них ферромагнитных элементов, вращающихся в электромагнитном поле в течение 15-20 мин при температуре 175-180 С.Способ осуществляют следующим образом. Порошок (гранулы) полиэтиленвинилацетата или бутадиен-стирольного термоэластопласта и нагретое до 175-180 С минеральное масло или его экстракт в процентных соотношениях подают в камеру смешения аппарата,где.
Технология получения вязких и жидких дорожных битумов и методы их улучшения
После получения бензина, керосина, лигроина, дизтоплива, масел в виде остатка образуется мазут (перегоняется при температуре 330. 350 °С). Для того чтобы выделить из него высококипящие фракции (масла), мазут подвергают перегонке при температуре более 500 °С и обрабатывают в установке
Производство компаундированных битумов. Изготовление компаундированных битумов на нефтеперерабатывающих заводах основано на глубоком окислении асфальтов деасфальтизации и последующей пластификации их экстрактами селективной очистки масел. Технология изготовления компаундированных битумов заключается в том, что асфальт деасфальтизации или его смесь с гудроном окисляют в битумной установке до температуры размягчения 70. 130 °С по методу кольца и шара (КиШ), а затем пластифицируют окисленный продукт экстрактами селективной очистки масел, получая в результате битумы марок БНД.
Способ получения битума
При этом из двух упомянутых компонентов — исходного сырья и окисленного компонента — компаундированием их можно одновременно в различных накопительных аппаратах получать широкий ассортимент дорожных битумов, характеризующихся качественными показателями, превышающими требования действующего стандарта — ГОСТ 22245-90.
Пример 2. Утяжеленный гудрон западносибирской нефти с ВУ 80 125 с окисляют в колонне при температуре 240°С до строительного битума с температурой размягчения 96°С и пенетрацией при 25°С 15 дмм. Компаундированием такого битума (как в примере 1) с исходным сырьем в соотношении 40:60 мас.% соответственно получают дорожный битум БНД 90/130 (ГОСТ 22245-90) со следующими характеристиками:
Получение нефтяных битумов
В результате разделении (разгонки) нефти на горючие и смазочные вещества в ёмкости остаётся смолистый остаток, содержащий твердые частицы – гудрон. Он и является основным сырьём для получения полутвердого и твердого битума, а если получают без переработки используется для жидких битумов.
Нефтяные битумы получают из нефти путем нагревания нефти выделяют жидкие горючие компоненты — бензин, керосин, лигроин, мазут. Далее, при температуре 300-400 0 С отгоняют машинные, трансформаторные и др. масла. Выделение масел из нефти идёт под вакуумом.
Результаты исследований
С целью исследования влияния качества исходного битума на процесс получения дорожного битума марок БНД 60/90 и БНД 90/130 методом компаундирования с гудроном были приготовлены образцы битумов с различной температурой размягчения смешением строительного и дорожного битумов.
Графики зависимостей tразм, П25, П0 показали линейную зависимость этих показателей от содержания дорожного и строительного битумов при компаундировании. Исходные образцы компаундированных битумов не соответствуют показателям ГОСТа. Однако, после компаундирования в разных соотношениях, они обладают свойствами, необходимыми для применения в качестве исходного вяжущего для компаундирования с гудроном и получения дорожно-строительного материала.
Получение битума
Дисперсную структуру битумов можно регулировать введением низкомолекулярных углеводородов. При этом в зависимости от их концентрации в битуме они могут его пластифицировать или разжижать. При небольших концентрациях низкомолекулярных углеводородов — 4 % об. (концентрационный порог) происходит незначительное изменение предела текучести и наибольшей пластической вязкости битумов, а затем их резкое снижение. При концентрациях, меньших «пороговой», происходит частичная пластификация дисперсионной среды в межкаркасных прослойках, приводящая к повышению эластичности системы при сохранении достаточно прочного коагуляционного каркаса в битумах. При концентрации углеводородов более «пороговой» наблюдается разжижение системы, приводящее к разрушению коагуляционного каркаса и превращение битума в разбавленную суспензию асфальтенов.
В патенте № 2158742 изобретение относится к промышленности строительных материалов, к получению модификатора для полимерно-битумных вяжущих, применяемых в дорожном и гражданском строительстве для покрытия дорог, аэродромов, спортивных площадок, кровли. Модификатор получается в виде твердой, не липнущей массы, удобной для транспортировки и непосредственного введения в разогретый битум на месте проведения дорожно-строительных работ. Технический результат — модификатор обеспечивает низкие (до — 27-29 0С) температуры хрупкости и высокие (до + 53-55 0С) температуры размягчения полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) на его основе, что гарантирует надежную работоспособность ПБВ в условиях значительных перепадов температур. Модификатор состоит из следующих компонентов: битума 50-80 масс. %, предварительно деструктированной в битуме резиновой крошки, являющейся отходом резинового производства 10-25 масс. %, полидиенового каучука СКИ-3 1-5 масс. %, полиэтилена (ПЭВД) или тройного сополимера этилена с пропиленом и диенами — СКЭПТ-40 1-10 масс. % [10].
Способ получения битума
Это позволяет, независимо от структурно-группового состава исходного мазута после компаундирования окисленного продукта с утяжеленным гудроном в массовом соотношении от 90:10 до 70:30 до получения продукта с глубиной проникания иглы при 25°C 40-200·0,1 мм гарантированно получать товарный битум с улучшенной растяжимостью и повышенными показателями качества после старения. Регламентация соотношения потоков, направляемых на окисление и на смешение с окисленным гудроном, позволяет получить товарный продукт с необходимым уровнем пенетрации для каждой марки битума. Это обеспечивает высокую управляемость процесса и стабильность качества битума. Весьма важным представляется соблюдение такого технологического параметра, как остаточное давление верха вакуумной колонны, равное 20-30 мм рт.ст. Более низкое по сравнению с прототипом остаточное давление дает возможность получить из мазута дополнительное количество вакуумного газойля — ценного сырья каталитического крекинга, и позволяет получить гудрон с условной вязкостью при 80°C ВУ80 70-80с, в то время, как при остаточном давлении верха вакуумной колонны, равном 30-50 мм рт.ст. получается гудрон с BУ80 30-70с. Другое отличие предлагаемого способа от прототипа заключается в том, что процесс окисления производится при более низкой температуре 220-230°C по сравнению с 230-270°C по прототипу. Это оказывается возможным, поскольку в гудроне с ВУ80 70-80с содержится в 1,3 раза больше асфальтенов и тяжелых полициклических ароматических соединений, для образования которых и требуется высокая температура при окислении низковязких гудронов. Таким образом, значительная часть компонентов, обычно образующихся в процессе окисления и обеспечивающих высокую растяжимость, уже содержится в исходном гудроне. С другой стороны, в гудроне с BУ80 70-80с содержится на 20% меньше парафино-нафтеновых углеводородов, снижающих растяжимость. Кроме того, скорость окисления гудронов с ВУ80 70-80с в 2-2,5 раза выше, чем скорость окисления гудронов BУ80 30-70с. Все это позволяет снизить температуру окисления до 220-230°С. Это приводит как к снижению энергозатрат, так и обеспечивает более высокое содержание ароматических углеводородов, поскольку они наиболее активно (обычно с конверсией до 60%) вступают в реакцию окисления. Тот факт, что они в достаточном количестве содержатся в окисленном гудроне, делает возможным исключить стадию введения высокоароматизированных продуктов в окисленный гудрон и, тем самым, существенно упростить процесс.
Наиболее близким (прототип) к заявляемому техническому решению является способ получения битума, включающий вакуумную перегонку мазута с получением утяжеленного гудрона при остаточном давлении верха колонны 30-50 мм рт.ст., смешение полученного утяжеленного гудрона с сырьевыми органическими добавками, представляющими собой продукты переработки нефти, в соотношении от 80:20 до 98:2, окисление полученной смеси кислородом воздуха при температуре 230-270°C до получения продукта, характеризующегося глубиной проникания иглы при 25°C 35-45·0,1 мм. Затем окисленный продукт компаундируется со смесью утяжеленного гудрона и сырьевой органической добавки, которая именуется подготовленным гудроном, в соотношении от 80:20 до 90:10 до получения продукта с глубиной проникания иглы при 25°C 50-200·0,1 мм. (Пат. РФ 2276181, C10C 3/04 опубл.10.05.2022, Бюл. №13).
Способы получения нефтяных битумов
Температура процесса. Чем выше температура окисления, тем быстрее про-текает процесс. Но при слишком высокой температуре ускоряются реакции об-разования карбенов и карбоидов. Остатки, пол ученные из высокосмолист ых асфальтовых и смешанных нефтей, окисляют при 250 — 280°С, остатки парафи-нистых нефтей — при 270 — 290°С. В зависимости от природы сырья и требуемых свойств битумов следует подбирать соответствующую температуру окисления; для большинства видов сырья с учетом экономической целесообразности она
Еще одно доказательство преимущества неокисленных битумов перед окисленными дают результаты исследования их коллоидной структуры с использованием методов малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. Авторами работы делается вывод, что неокисленные битумы содержат 85-86% мел-ких коллоидных образований с размерами частиц 0,9-1,0 нм и 12-13% крупных коллоидных частиц с размером 40,5-41,5 нм. Окисленный же битум дает другое распределение, а именно: 30-31% частиц с размером до 1,6 нм и 69-70% круп-ных коллоидных частиц с размером до 44,0 нм. Следовательно, неокисленные битумы являются мелкодисперсными коллоидными системами, относящимися к типу золь. Окисленный битум, представленный в большей степени грубо-дисперсными частицами, можно отнести к типу золь-гель .
Способ получения битума
Изобретение относится к способам получения битумов прямым окислением тяжелой высокосмолистой нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, дорожной и других отраслях промышленности.
Способ заключается в том, что сырую обезвоженную высокосмолистую нефть с содержанием светлых продуктов не более 15 мас. % окисляют кислородом воздуха в течение 2,0-3,0 часа для получения жидких марок битума и 3,5-4,0 часов для получения вязких марок битума.
Процесс проводят при 180 — 200 ° С, при среднем расходе воздуха 1 л/мин на 1 кг сырья.
(56) Патент РК Мг 912, кл. С 10 С 3/04, 1989(57) Изобретение относится к способам получения битумов прямым окислением тяжелой вь 1 сокосмолистой нефти и может быть использовано в нефте перерабатывающей, дорожной и других отраслях промышленности.Технический результат — получение вязких и жидких битумов, соответствующих требованию стандартов, и сокращение времени получения их.Способ заключается в том, что сырую обезвоженную высокосмолистую нефть с содержанием светлых продуктов не более 15 мас. окисляют кислородом воздуха в течение 2,0 — 3,0 часов для получения жидких марок битума и 3,5 — 4,0 часов для получения вязких марок битума.Процесс проводят при 180 — 200 С , среднем расходе воздуха 1 л/мин на 1 кг сырья.Изобретение относится к способам получения битумов прямым окислением тяжелой вь 1 сокосмолистой нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, дорожной и других отраслях промь 1 шленности.Известны различные способы получения битумов путем окисления тяжелого нефтяного сырья при температуре 240 — 260 С с кислородом воздуха в присутствии разнообразных добавок, регулирующих процесс окисления. В качестве добавок могут быть использованы следующие компоненты вакуумный остаток отработанных смазочных материалов (а. с. СССР М 721456, кл. С 10 С 3/04, 1980) предусматривает получение только вязких битумов за время окисления в течение 10 часов мазут высокопарафинистой нефти, имеющий начало кипения 300 — 320 С или нефтеотход от транспортировки и хранения вь 1 сокопарафинистой нефти в количестве 10 — 50 от исходного сырья (а. с. СССР Не 899632, кл. С 10 С 3/04, 1982), в зависимости от марок получаемых вязких битумов продолжительность окисления составляет от 17 до 21 часа нефтяной высокоароматический концентрат,содержащий 46- 72,3 мас. полициклических ароматических углеводородов, взятый в количестве 1 — 4 мас. на сырье (а. с. СССР М 1139743, кл. С 10 С 3/04, 1985) время окисления составляет 8-11 часов в зависимости от концентрации вводимой добавки. Известен способ получения битума (а. с. СССР Мг 1351965, кл. С 10 С 3/04, 1987), заключающийся в окислении обезвоженной нефти при 240 — 260 С кислородом воздуха, причем в качестве исходного сырья используют нефть с вязкостью при 50 С 55 -150 сСт, в которую дополнительно вводят асфальтосмолопарафиновь 1 е отложения, образующиеся при эксплуатации скважин, в количестве 10-50 мас. на смесь.Однако, несмотря на введение разнообразных добавок, регулирующих окислительный процесс обрабатываемого тяжелого нефтяного сырья, они не позволяют получать жидкие марки битума, кроме того, продолжительность процессов окисления и вь 1 сокие температуры повышают выброс вредных веществ в атмосферу.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения битума (патент РК М 912 кл. С 10 С 3/04, 1989), заключающийся в окислении нефтяного гудрона кислородом воздуха при 180 — 200 С в две ступени, причем окисление на первой ступени проводят при расходе воздуха 0,8 1,0 л/мин на кг до температуры размягчения по КиШ 50 С И на второй ступени — при расходе воздуха 3-5 л/мин на кг до температуры размягчения по КиШ 90 С.Основным недостатком известного способа является то, что увеличение расхода воздуха до 3 5 л/мин на кг на второй ступени при температуре окисления 180 — 200 С способствует снижению химической активности окисляемого продукта и увеличению времени окисления.Задачей изобретения является создание нового4 экологически чистого способа получения различных типов и марок битумов из высокосмолистой нефти.Технический результат — получение вязких и жидких битумов, которые по своему качеству соответствуют требованиям действующих стандартов, и сокращение времени получения битумов.Это достигается тем, что в способе получения битумов путем окисления обезвоженной высокосмолистой нефти при повышенной температуре кислородом воздуха в качестве исходного сырья используют сырую нефть с содержанием светлых продуктов не более 15 мас. , процесс проводят при 180 — 200 С,среднем расходе воздуха 1,0 л/мин на 1 кг сырья в течение 2,0 — 3,0 часов для получения жидких марок битума и 3,5 — 4,5 часов для получения вязких марок битума.Способ реализуется в окислительной установке периодического действия, содержащей обогреваемый куб и преобразователь для окисления, который состоит из цилиндрического корпуса с соосно размещенным соплом, внутри которого коаксиально установлен патрубок атмосферного воздуха, вкладыш с многозаходной винтовой нарезкой и осевым отверстием, к которому закреплено сопло, вихревую камеРУСпособ реализуется следующим образом.Сырая, обезвоженная и обессоленная вь 1 сокосмолистая нефть с содержанием светлых продуктов не более 15 мас. , температурой 200 С вводится в окислительную установку двумя потоками. Первый поток под давлением, создаваемым насосом, подается в цилиндрический корпус, затем по многозаходной винтовой нарезке вкладыша он поступает в вихревую камеру, где образует вихревой тангенциальный гидродинамический поток. Одновременно второй поток сырой нефти , подаваемый в сопло, увлекается струей воздуха, эжектируемого по патрубку из атмосферы (эжекция возникает автоматически , за счет разности давления — атмосферного и в вихревой камере) в количестве 1 л/мин на 1 кг сырья. Он поступает в вихревую камеру в осевом направлении , в виде тонкодисперсного распыленного облака, которое равномерно распределяется по всему обьему камеры. В вихревой камере при взаимодействии двух потоков возникают мощные акустические колебания , способствующие изменению размеров сложных структурных единиц (ССЕ) нефтяной дисперсной системы.При высоких температурах в структурно-фазовых переходах происходит разрушение физических и химических связей между углеводородами адсорбционно-сольватного слоя ССЕ. Происходит перераспределение углеводородов из ССЕ в дисперсионную среду, разрушение надмолекулярных образований асфальтенов до наименьших размеров. В системе появляются ССЕ нового типа, ядром которых является газовая глобула, а адсорбционно — сольватным слоем — ароматические углеводороды, т.е. происходит механо-термическая деструкция асфальтенов и смол с выделением газообразных продуктов. В результате5 развития процесса окисления по схеме масла смолы асфальтень 1 карбены карбоидь 1 свободнь 1 й углерод — происходит образование И рост новой фазы — структурирование, т.е. происходит изменение вязкости системы.Состав сырой нефти с 15 мас. легких фракций наиболее восприимчив к механо-термическому воздействию, и битум на ее основе по своим показателям качества соответствует требованиям ГОСТов.Температурный режим процесса окисления 180200 С обусловлен физико-химическим воздействием между дисперсиями и получением битумов с оптимальными физико-механическими свойствами.Понижение температуры ниже 180 С приводит к снижению эффективности процесса окисления за счет уменьшения количества прореагировавшего воздуха, а повышение температуры выше 200 С — к увеличению выбросов газообразных продуктов, к снижению интервала работоспособности полученных битумов.Средний расход воздуха 1 л/мин на 1 кг сырья является тем оптимальным количеством воздуха, эжектируемого из атмосферы, которое позволяет более полно использовать кислород воздуха в процессе окисления и обусловлено конструкцией аппарата.Временные интервалы получения битумов были определены в результате лабораторных исследований. Так, 2,0 — 3,0 часа обработки нефти обуславливали получение жидких марок битума, а 3,5 — 4,5 часа получение вязких марок битумов.Проведены исследования физико-механических свойств битумов, полученных из высокосмолистых нефтей месторождения Каражамбас со следующими физико-химическими характеристиками плотность при 20 С — 941 кг/м вязкость при 50 С — 0,14 Пас температура застывания — минус 22 С выход фракций до 350 С — 15,6 мас. содержание парафиновых углеводородов — 2 мас. смол — 21 мас. асфальтенов — 6 мас..Для получения окисленных битумов использовалась лабораторная окислительная установка периодического действия, в которую загружалось 5000 г обезвоженной и обессоленной сырой нефти. Окисление проводилось в режиме циркуляции при температуре 190 С объем эжектируемого воздуха составлял 1 л/мин на 1 кг сырья, время окисления от 2,0 до 4,5 часов.Обрабатываемая нефть двумя потоками подается в окислительное устройство и попадает в вихревую камеру этого устройства в виде вихревого тангенциального потока и тонкодисперсного осевого облака. В вихревой камере при взаимодействии этих потоков происходит изменение размеров ССЕ нефтяной дисперсной системь 1. В процессе окисления производился отбор проб с периодичностью в 30 мин, а с увеличением вязкости через 15 мин для определения физико-механических свойств полученного продукта.Результаты этих исследований приведены в таблицах 1 и 2.В табл. 1 приведены данные полученных проб 1,2 ,3 после 2 2,5 3,0 часов обработки сырой нефти соответственно. Они приведены в сравнении со стандартными показателями, значения которых строго регламентируются ГОСТом 11955-82 на битумы нефтяные дорожные жидкие.В табл. 2 приведены данные полученных проб 4,5,6,7,8 после 3,5 3,75 4,0 4,25 4,5 часов обработки нефти соответственно. Они также приведены в сравнении со стандартными показателями, значения которых регламентируются ГОСТом 22245-90 на битумы нефтяные дорожные вязкие.Анализ приведенных данных показывает, что битумы, как жидкие, так и вязкие, полученные в результате применения предлагаемого способа, в полной мере соответствуют требованиям стандартов. Кроме того, уменьшение температуры окисления снижает выброс вредных веществ в атмосферу.Таким образом, предлагаемый способ позволяет не только направленно регулировать свойства битумов изменением размеров ССЕ при окислении высокосмолистой нефти, но и успешно решать экологические проблемы при переработке нефти, получение вязких марок битумов.Способ получения битума, включающий окисление углеводородного сырья кислородом воздуха при температуре 180 — 200 С, отличающийся тем, что в качестве углеводородного сырья используют сырую нефть с содержанием светлых продуктов не более 15 мас. , а процесс ведут в течение 2 -3 часов для получения жидкого битума и в течение 3,5-4 часов для получения вязкого битума.ФИЗИКО — механические свойства ОКИСЛСННЫХ ЖИДКИХ бИТУМОВ1. Условная вязкость по вискозиметру с3. Испытание на выдерсцеппение с мраживает мором
На правах рукописи Цамаева Петимат Саидовна ПОЛУЧЕНИЕ НЕФТЯНЫХ БИТУМОВ С УЛУЧШЕННЫМИ
Для гудронов наблюдается аналогичная картина окисления (рис.3). Можно отметить, высокую интенсивность окисления гудронов арланской и волгоградской нефтей, однако после достижения температуры размягчения 45оС она несколько замедляется. Экспериментальные данные хорошо согласуются с литературными, где отмечается двухстадийность процесса окисления.
Температура размягчения образцов высокопарафинистого сырья в зависимости от продолжительности окисления изменяется незначительно, что можно объяснить высоким содержанием твердых парафинов и парафинонафтеновых углеводородов в сырье и трудностью их окисления при данных условиях. Наименьшая скорость окисления у гудрона астраханского газоконденсата. Прирост температуры размягчения гудрона за 2 часа окисления составил 6,5 оС. За это же время окисления прирост температуры размягчения для гудронов арланской и волгоградской нефтей составил соответственно 32 и 35оС.
Научная статья по теме Технико-экономическая оценка методов добычи природных битумов для условий месторождений республики Татарстан Геофизика
Проведен расчет технологических показателей в целом по месторождению. Горизонтальные скважины размещались в зоне максимальных толщин битумонасыщенного песчаника. Всего потребуется бурение 16 пар горизонтальных скважин со средней длиной горизонтальной части ствола 569 м. На площади, не охваченной горизонтальными скважинами, заложено бурение 221 вертикальной скважины. По результатам расчета добыча природного битума составит 72 % балансовых запасов, затраты пара на извлечение 1 т битума — 4,6 т/т.
Технологии добычи природных битумов тесно связаны с геологическим строением и условиями залегания пластов, физико-химическими свойствами, состоянием и запасами углеводородного сырья, географическим положением залежи и др. Способы добычи природных битумов можно подразделить на карьерные (рудные), шахтно-скважинные и скважинные.
Способ получения битума
(71) Институт физикоАН БССР(56) 1. Гун Р,Б, Нефтян1973, с. 157-159.2, Патент США М.кл, 208-44, 1966,ническои химии отка.киствии 400- проХ.Черчес, Т,С.Петке,А.Кутьин, С,Л.Алекко, Л.С,Измайлова и итумы, М,: Хим 58419,скорение и овышение в ии вщийс ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к способам получения битумов путем окисления нефтяногогудрона и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.Имеется ряд патентов, указывающих навозможность применения в процессе окисления гудрона различных катализаторов:солей металлов, оксидов металлов, кислот,серы и др. Известен, например, способ получения битума путем окисления гудрона вприсутствии нафтенатов, сульфонатов илистеаратов Сц, Ро, Мп, Со, Ре, Сг 1. Недостатки способа — невысокая активность катализаторов, использование в качествепоследних малодоступных соединений металлов,Применяют в процессе получения битума фосфорную кислоту с растворенными вней солями А 1, Ре, М 9, Со, Лп, Сг, Ч, Т, Со,Мп (5 — 15 мас. %) 2. Недостатком способаявляется невысокая активность катализаторов, вследствие чего для получения битумагудрон окисляют около 10 ч. Кроме того, дляокисления используют большие количествасолей металлов,3. Авторское свидетельство СССРМг 1214719, кл. С 10 С 3/04, 1986,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА(57) Использование: нефтеперерабСущность; нефтяной гудрон окисляюлородом воздуха при нагреве в присуткатализатора — продукта сжигания при800 С осадка сточных вод кожвенногоизводства, взятого в количестве 0,5-1,массы гудрона, 6 табл,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения битума путем окисления гудрона в присутствии (Я 0,1 — 0,8% смеси оксидов железа, хрома. кадмия, цинка и никеля 3. Недостатком способа является относительно невысокая активность катализатора, Время окисления гудрона в присутствии катализатора сокра-щается лишь в 1,1 раза пс сравнению с — ф некатализированным «окислением, Кроме 4 того, под действием катализатора протека- О ют процессы крекинга, образуется значи- ( тельное количество летучих продуктов, вследствие чего выход битума невысок — р 77-80 мас,%,Цель изобретения — у роцесса окисления гудрона и п ыхода битума,Согласно предлагаемому способу пол- — д учения битума путем окисления нефтяного гудрона . кислородом воздуха при нагреван присутствии катализатора в качестве к изатора используют продукт, образуюя при сжигании осадка сточных водкожевенного производства, взятый в количестве 0,5 — 1,0 мас. о на сырье.В качестве катализатора используют продукт от сжигания осадка при 400 — 800 С. Продукт характеризуется следующим химическим составом, мас, о;Оксид хрома Сг 20 з 11,5 — 13 Оксид хрома СгОз 1,5 — 2Смесь сульфата, оксида и карбоната кальция 43-45 Смесь оксида и карбоната магния,. 6 — 7,5Оксйд железа » 0,5-1Оксид кремния 21 — 24Органическая масса Остальное Отличительным признаком способа является использование в качестве катализатора продукта, образующегося при сжигании осадка сточных вод кожевенного производства. Таким образом, предлагаемый способ получения битума соответствует критерию новизны.Способ окисления гудрона в присутствии катализатора — продукта, образующегося при сжигании осадка сточных вод, в патентной и научной литературе не описан.Таким образом, предлагаемый способ получения битума соответствует критерию существенных отличий.В присутствии 0,5-1,0 мас.предлагаемого катализатора время окисления нефтяного гудрона сокращается в 1,2 — 1,4 раза по сравнению с прототипом. Использование предлагаемого катализатора позволяет также повысить выход битума до 88 — 90 Д, что на 11 — 14 отн, о выше по сравнению с прототипом.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1, В металлический лабораторный реактор, снабженный мешалкой и электронагревателем, загружают 4 кг нефтяного гудрона, имеющего условную вязкость Сво = 21 с, и при перемешивании вводят 1 мас. о (0,04 кг) продукта, полученного сжиганием осадка сточных вод п ри 300 С (катал и затор К). Смесь гудрона с указанным продуктом окисления, и родувая воздухом со скоростью 40 л/ч при 240 ОС в течение 3;5 ч. Первую пробу битума отбирают через 1,5 ч, а последующие — через каждые 0,5 ч и определяют их характеристики по стандартным методикам: глубину проникания иглы при 25 С (ГОСТ 11501), температуру размягчения «по коль 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 цу и шару» (ГОСТ 11506), температуру хрупкости (дополнение к ГОСТ 22245),П р и м е р ы 2 — 5. Окисление гудрона проводят по способу, описанному в примере 1, с тем отличием, что в качестве катализатора используют продукт, полученный сжиганием осадка сточных вод при 400 — 900 С (катализаторы К- К),П р и м е р 6, Окисление гудрона проводят по примеру 1, но в отсутствие катализатора.П р и м е р ы 7 — 10, Окисление гудрона проводят по примеру 1, с тем отличием, что в качестве катализатора используют 0,25 — 1,5 мас. о продукта, полученного сжиганием осадка при 600 С (катализатор К-З).Состав катализаторов и результаты испытаний битумов, полученных по примерам 1 — 10, приведены в табл, 1 — 6,Как видно из данных табл, 1-3, оптимальная температура сжигания осадка для получения катализаторов окисления гудрона 400 — 800 С (примеры 2 — 4). При введении в гудрон катализатора, полученного сжиганием осадка при 400 — 800 С, время окисления снижается в 1,2 — 1,4 раза по сравнению с прототипом. Использование катализатора, полученногоо сжиганием осадка при температуре выше 800 С(пример 5), не приводит к дальнейшему ускорению процесса окисления гудрона. Введение катализатора, полученного сжиганием осадка при 300 С (пример 1), не дает положительного эффекта по сравнению с прототипом.Из данных, представленных в табл, 4 и 5, следует, что оптимальное количество вводимого катализатора составляет 0,5-1,0 мас. о (примеры 3, 7 и 8). При введении катализатора в таком количестве время окисления сокращается в 1,2 — 1,4 раза по сравнению с прототипом, Увеличение количества катализатора выше 1,0 мас, о (пример 10) практически не приводит к дальнейшемуускорению процесса. При введении в гудрон менее 0,5 мас, о катализатора (пример 9) не наблюдается положительного эффекта по сравнению с прототипом,Из данных табл, 6 следует, что применение в качестве катализатора окисления гудрона продукта, образующегося при сжигании осадка сточных вод, позволяет повысить выход битума на 11 — 14 отн, о по сравнению с прототипом. Полученный битум па своим свойствам соответствует требованиям ГОСТ 22245,Наряду с улучшением показателей процесса окисления гудрона предлагаемый способ дает возможность решить вопросы,связанные с утилизацией осадка сточных1766941 вод кожевенного производства и, как следствие, улучшить экологическую обстановкув районах, прилегающих к кожевеннымпредприятиям. Формула изобретения Способ получения битума путем окисления нефтяного гудрона кислородом воздуха Таблица 1 Химический состав катализаторов-продуктов, полученных при различных температурах сжигания осадка сточных вод Таблица 2 Зависимость глубины проникания иглы при 25 ьС (Пэз,0,1 мм) от врелтени окисления гудрона в присутствии катализаторов К 1 — К(1 мас,катализатора)аблицэ 3 Время,затраченное на получение битума с одним и тем же значением Пэз,ми блица П 2 в, 0,1 мм) от времени окисления гудрона и концентрации катализатора Кависимость глубины проникания иглы при аблиц ремя, затраченное на получение битума с одним и тем же значением П 2 Б, ми аблиц Параметры процесса и характеристика полученных образцов битума каэате П е лагаемый способ. пои тотип ленин, мин катализатора,180 0,7 52 оникания иглы,1 ммв размягченияи шару», Са хрупкости, Сма мас 55 13 48 .18 88 50 -15 79 7 0 Время окиКоличествмас,Глубина ипри 25 С,Температупо «кольцуТемператувыхо бит при нагревании в присутствии катализатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени процесса и повышения выхода битума, в качестве катализатора 5 используют продукт сжигания при 400 -800 С осадка сточных вод кожевенного производства, взятый в количестве 0,5 — 1,0от массы гудрона,
. течение 14 сут масса имеет прочность 6,3 кг/см и загрязняющее воздействие ОБР практически полностью исключает-, ся. Затем отвержденные образцы выдерживают в водных условиях. ХПК экстракционной воды через 14 сут нахождения в воде образцов имеет показатель 0,362 кг/м . П р и м е р 2. Смешивают 14 г портландцемента и 7 г фильтроперлита. Полученную смесь добавляют к 100 г отработанного бурового раствора, состоящего из 16,05 мас.% твердой фазы, 82,72% воды и 1,237 нефти, характеризующегося показателем ХПК, равным 4,846 кг/м-, и перемешивают до получения однородной массы. Отвержденная в течение 14 сут масса имеет прочность 12 кг/см. Затем отвержденные образцы выдерживают в водных условиях, ХПК экстракционной воды через 14 сут нахождения в.
Методы добычи битумных песков
На мой взгляд, значительные ресурсы, перспективы наращивания сырьевой базы предопределяют актуальность создания научного подхода эффективного комплексного освоения ресурсов природных битумов, обусловливают целесообразность совершенствования методических приемов выполнения различных циклов геологоразведочного процесса.
Внешне оптимистичные и проблемные тенденции в разработке нефтяных месторождений. Нарушения проектных систем разработки. Методы и основные направления повышения эффективности разработки нефтяных месторождений и обеспечения стабильной добычи нефти.
Последствия Добычи Битума
3. Смешением различных окисленных и остаточных битумов, а также нефтяных остатков и дистиллятов между собой получают компаундированные битумы. Остаточные битумы – мягкие легкоплавкие продукты, окисленные – эластичные и термостабильные. Битумы, получаемые окислением крекинг-остатков, содержат большое количество карбенов и карбоидов, которые нарушают однородность битумов и ухудшают их цементирующие свойства.
1. Концентрированием нефтяных остатков путём перегонки их в вакууме получают остаточные битумы. Для получения остаточных битумов может быть использовано только сырьё с большим содержанием асфальтосмолистых веществ, которые в достаточном количестве присутствуют в тяжёлых высокосмолистых сернистых нефтях. В процессах вакуумной перегонки и деасфальтизации получают остаточные и осаждённые битумы. Главное назначение этих процессов – извлечение дистиллятных фракций для выработки моторных топлив – в случае первого, подготовка сырья для производства базовых масел (начальный этап) – в случае второго. В то же время побочные продукты этих процессов – гудрон перегонки и асфальт деасфальтизации – соответствуют требованиям по сырью в производстве битумов или их используют в качестве сырья в производстве окисленных битумов.
Последствия Добычи Битума
Указанный технический результат достигается тем, что в установке, включающей линию подачи сырья, на которой расположен теплообменник и сепаратор, оснащенный линией подачи остатка сепарации и соединенный линией подачи паров с блоком фракционирования, который оснащен линиями вывода газа и светлых фракций и соединен линиями подачи тяжелого газойля и подачи паров с блоком термической конверсии, оборудованным линией вывода остатка, особенностью является то, что к линии подачи сырья перед сепаратором примыкают линии подачи остатка и части паров термической конверсии, на линии подачи остатка сепарации установлен блок вакуумного фракционирования, который линией подачи парафинистого газойля связан с блоком термической конверсии, а линией подачи остатка — с блоком окисления, оснащенным линиями подачи воздуха, вывода черного соляра и битума, а к линии вывода газа примыкает блок получения серы, оснащенный линиями вывода очищенного газа и серы.
При работе установки сырье через теплообменник 1 по линии 8 подают в сепаратор 2 после смешения с остатком и частью паров термической конверсии, подаваемыми по линиям 15 и 16, соответственно. Пары сепарации по линии 17 подают в блок 6, а остаток по линии 18 — в блок 3, где подвергают вакуумному фракционированию. Полученный парафинистый газойль по линии 19 подают в блок 5, а остаток по линии 20 направляют в блок 4, где окисляют воздухом, подаваемым по линии 9. Битум выводят по линии 10, черный соляр — по линии 14, а отходящий газ дожигают (не показано). Из блока 6 тяжелый газойль по линии 21 подают в блок 5, где совместно с парафинистым газойлем подвергают термической конверсии с получением паров, подаваемых по линии 22 в блок 6, и остатка. Смесь паров разделяют в блоке 6 на светлые фракции, выводимые по линии 13, тяжелый газойль и газ, который по линии 23 направляют в блок 7, где очищают от сероводорода с получением серы, выводимой по линии 11 и очищенного газа, выводимого по линии 12.
Последствия Добычи Битума
Пример 1. В качестве нефтяного сырья используют мазут западносибирской нефти (содержание фракций, выкипающих до 360°C, 14 об.%, содержание асфальтенов 5 мас.%). Часть мазута в количестве 15 м 3 /час подают в окислительную колонну. В нижнюю часть колонны через диспергатор подают воздух в количестве 3200 м 3 /час. В колонне нет газового пространства, т.е. колонна заполнена окисляемым материалом полностью, до шлемовой линии. Окисление сырья воздухом проводят при температуре 290°C, температура размягчения окисленного сырья достигает 70°C. С верха колонны по шлемовой линии выводят газожидкостную смесь, имеющую температуру 290°C. В эту смесь подают неокисленную часть мазута в количестве 27 м 3 /час, предварительно нагретую в трубчатой печи до 390°C. Далее образовавшуюся суммарную газожидкостную смесь по шлемовой линии подают в нижнюю часть сепаратора через распределительное устройство (перфорированные горизонтальные трубки). Образовавшаяся суммарная газожидкостная смесь вначале имеет температуру около 360°C, ее температура затем снижается вследствие затрат тепла на испарение легких фракций мазута до 320-330°C. При этой температуре в сепараторе происходит окончательное смешивание окисленной и неокисленной частей мазута и испарение легких фракций. В верхней части сепаратора газы, содержащие легкие фракции мазута, отделяются от жидкости. Поток этих газов выводят с верха сепаратора и далее перерабатывают известными технологическими приемами в соответствии с конкретными условиями производства. Из нижней части сепаратора выводят жидкость — битум марки БНД 60/90 (с температурой размягчения 49°C) по ГОСТ 22245-90 в количестве около 24 м 3 /час. Дуктильность битума при 25°C достигает 70 см (нормированная дуктильность на эту марку — не менее 55 см).
Предлагаемый способ применим в промышленных условиях, поскольку предполагает использование обычной аппаратуры (окислительных колонн, трубчатых нагревательных печей, сепараторов), коммуникаций (трубопроводов) и средств контроля и регулирования процессов. Необходимая степень нагрева сырья по предлагаемому способу — предпочтительно до 350-390°C — также может быть осуществлена в промышленных печах, так как известно, что, например, мазут можно нагревать, не опасаясь разложения, и до более высоких температур: от 390 до 425°C в зависимости от свойств исходной нефти (Справочник нефтепереработчика. /Под ред. Г.А.Ластовкина, Е.Д.Радченко, М.Г.Рудина. Л.: Химия, 1986, с.68) и даже до 440°С (И.Л.Гуревич. Технология переработки нефти и газа, ч. 1, М.: Химия, 1972, с.227).
27 Июл 2019 jurist7sib 190
