Патент на изобретение №2194737

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИТУМА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области нефтепереработки. Сущность: проводят висбрекинг прямогонных нефтяных остатков с последующей атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга, выделением битума в виде остатка, причем в качестве прямогонных нефтяных остатков используют мазут в смеси с тяжелой газойлевой фракцией 360-480^oС, выделяемой атмосферной перегонкой парообразных продуктов висбрекинга при их соотношении 1:0,50,6. При этом продукты висбрекинга подают в испаритель и при температуре 380-490^oС и давлении 0,05-1,5 МПа отгоняют парообразные продукты висбрекинга с последующей атмосферной перегонкой их с разделением на бензиновую и дизельную фракции и выделением из испарителя в качестве битума остатка, выкипающего выше 370^oС. Технический результат: расширение сырьевой базы для получения битума, соответствующего по качеству вязким нефтяным дорожным битумам. 1 табл.

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

Известен способ получения битума путем висбрекинга нефтяных остатков (легкого термического крекинга при 430-490^oС) с последующей перегонкой продукта висбрекинга под вакуумом с получением в качестве целевого продукта остатка, выкипающего выше 455-540^oС (Патент Японии 56-114567, кл. С 10 С³/₀₂, 1983 г.).

Однако этот способ пригоден для получения дорожных битумов при использовании нефтяных остатков определенной глубины отбора, характеризующихся условной вязкостью при 80^oС на приборе с диаметром отверстия 5 мм ВУ₈₀ ⁵ до 60-70 с. При переработке таким способом более тяжелых нефтяных остатков получаемый продукт не соответствует по качеству требованиям, предъявляемым дорожным и строительным битумам.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ получения битума путем висбрекинга прямогонных нефтяных остатков с последующей перегонкой продукта висбрекинга с выделением битума в виде остатка, причем в качестве нефтяных остатков используют тяжелые нефтяные остатки с условной вязкостью ВУ₈₀ ⁵ > 75 c с проведением перегонки при атмосферном давлении (атмосферной перегонкой) и в качестве битума выделяют остаток, выкипающий при температуре выше 330-360^oС (Патент РФ 2037510, кл. С 10 С³/₀₆, 1995г.).

Недостатком способа является недостаточно высокое качество битума вследствие вовлечения в битум тяжелых парафиновых углеводородов и дизельной фракции 330-360^oС, а также высокая вероятность карбоидообразования и закоксовывания оборудования из-за применения чрезмерно тяжелого сырья – гудрона.

Задача изобретения – расширение сырьевой базы для получения дорожных битумов за счет использования в качестве сырья мазута в смеси с тяжелой газойлевой фракцией 360-480^oС, выделяемой атмосферной перегонкой парообразных продуктов висбрекинга.

Поставленная задача достигается способом получения битума путем висбрекинга прямогонных нефтяных остатков с последующей атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга, выделением битума в виде остатка, причем в качестве прямогонных нефтяных остатков используют мазут в смеси с тяжелой газойлевой фракцией 360-480^oС, выделяемой атмосферной перегонкой парообразных продуктов висбрекинга при их соотношении 1:0,050,6, а продукты висбрекинга подают в испаритель и при температуре 380-490^oС и давлении 0,05-1,5 МПа отгоняют парообразные продукты висбрекинга с последующей атмосферной перегонкой их с разделением на бензиновую и дизельную фракции и выделением из испарителя в качестве битума остатка, выкипающего выше 370^oС.

Тяжелая газойлевая фракция 360-480^oС, выделяемая атмосферной перегонкой парообразных продуктов висбрекинга и направляемая на повторный висбрекинг в смеси с мазутом, обеспечивает образование дополнительных количеств бензиновой и дизельной фракций.

Принятое соотношение мазута и тяжелой газойлевой фракции 360-480^oС, выделяемой атмосферной перегонкой парообразных продуктов висбрекинга, обосновано оптимальными показателями качества получаемого битума.

Выделение парообразных продуктов висбрекинга из испарителя с направлением выделенного тяжелого газойля фракции 360-480^oС на повторный висбрекинг в смеси с мазутом обеспечит выделение дополнительных количеств бензино-дизельной фракции.

Время отгонки (10-120 минут) и температура отгонки парообразных продуктов висбрекинга в испарителе позволяет выделить в качестве битума остаток, выкипающий выше 370^oС, который соответствует по качеству требованиям, предъявляемым к вязким дорожным нефтяным битумам марки БН ⁹⁰/₁₃₀ по ГОСТ 22245-90.

Тяжелая газойлевая фракция 360-480^oС содержит в своем составе значительное количество ароматических углеводородов, что препятствует осаждению и коксованию асфальтенов в трубах змеевика печи висбекинга при повторном висбрекинге ее в смеси с мазутом.

Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения обеспечит достижение технических результатов.

Способ осуществляют следующим образом.

Прямогонный нефтяной остаток – мазут подают в печь, где при температуре 390-490^oС и давлении 0,05-1,5 МПа происходит легкий термический крекинг – висбрекинг. Затем продукты висбрекинга подают в испаритель, где отгоняют парообразные продукты висбрекинга при температуре 380-490^oС, давлении 0,05-1,5 МПа и времени отгонки 10-120 минут с последующей атмосферной перегонкой их с разделением на бензиновую, дизельную фракции и тяжелую газойлевую фракцию 360-480^oС, которую направляют на повторный висбрекинг в смеси с мазутом при соотношении мазут : газойлевая фракция 360-480^oС 1:0,050,6. Из испарителя в качестве битума выводят остаток, выкипающий выше 370^oС. Этот остаток соответствует по качеству требованиям, предъявляемым к вязким нефтяным дорожным битумам марки БН ⁹⁰/₁₃₀ по ГОСТ 22245-90.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Прямогонный нефтяной остаток – мазут подают в печь, где при температуре 390^oС и давлении 0,05 МПа происходит легкий термический крекинг – висбрекинг. Затем продукты висбрекинга подают в испаритель, где отгоняют парообразные продукты висбрекинга при температуре 380^oС, давлении 0,05 МПа и времени отгонки 120 мин с последующей атмосферной перегонкой их с разделением на бензиновую, дизельную и тяжелую газойлевую фракцию 360-480^oС, которую направляют на повторный висбрекинг в смеси с мазутом при соотношении мазут : тяжелая газойлевая фракция 360-480^oС 1:0,05. Из испарителя в качестве битума выводят остаток, выкипающий выше 370^oС. Этот остаток соответствует качеству к требованиям, предъявляемым к вязким нефтяным дорожным битумам марки БН ⁹⁰/₁₃₀ по ГОСТ 22245-90.

Пример 2.

Способ проводят по примеру 1, варьируя режимные условия. Висбрекинг проводят при температуре 420^oС, давлении 1,1 МПа. Температура отгонки 450^oС, давление 0,8 МПа, время отгонки парообразных продуктов висбрекинга – 30 мин. Повторный висбрекинг тяжелой газойлевой фракции 360-480^oС в смеси с мазутом проводят при соотношении мазут : тяжелая газойлевая фракция 360-480^oС 1:0,1.

Пример 3.

Способ проводят по примеру 1. Висбрекинг проводят при температуре 490^oС, давлении – 1,0 МПа. Температура отгонки 430^oС, давление 1,5 МПа, время отгонки парообразных продуктов висбрекинга – 60 мин. Соотношение мазут : тяжелая газойлевая фракция 360-480^oС 1:0,3.

Пример 4.

Способ проводят по примеру 1. Висбрекинг проводят при температуре 470^oС, давлении – 0,08 МПа. Температура отгонки 470^oС, давление 0,5 МПа, время отгонки парообразных продуктов висбрекинга – 40 мин. Соотношение мазут : тяжелая газойлевая фракция 360-480^oС 1:0,5.

Пример 5.

Способ проводят по примеру 1. Висбрекинг проводят при температуре 450^oС, давлении – 1,5 МПа. Температура отгонки 490^oС, давление 1,0 МПа, время отгонки парообразных продуктов висбрекинга – 10 мин. Соотношение мазут : тяжелая газойлевая фракция 360-480^oС 1:0,6.

Сырье, качество получаемых битумов для всех примеров приведены в таблице.

Как видно из таблицы (примеры 1-5), битум, выведенный в качестве остатка из испарителя, соответствует по качеству вязким нефтяным дорожным битумам марки БН⁹⁰/₁₃₀ по ГОСТ 22245-90.

Так остаток, выделенный в качестве битума, имеет температуру размягчения по КиШ,^oС, не ниже 41, глубину проникания иглы при 25^oС (91-130)0,1 мм, при 0^oС – не менее 150,1 мм, температуру хрупкости не выше -10^oС, что соответствует по качеству требованиям, предъявляемым к вязким нефтяным дорожным битумам марки БН ⁹⁰/₁₃₀ по ГОСТ 22245-90.

Полученный битум имеет повышенную адгезию (сцепление), чему способствует образование асфальтенов при повторном висбрекинге газойлевой фракции 360-480^oС в смеси с мазутом, т.к. асфальтены, входящие в состав битума, способствуют повышению адгезионных свойств битума, что приводит к улучшению качества асфальтобетонного покрытия.

Использование предлагаемого способа позволит:
– расширить сырьевую базу для получения битума, соответствующего по качеству вязким нефтяным дорожным битумам марки БН⁹⁰/₁₃₀ по ГОСТ 22245-90;
– получить битум, не содержащий фракции дизельного топлива, т.к. легкоиспаряющиеся фракции дизельного топлива не попадают в битум, вследствие чего улучшается экология и дополнительно выделяются ресурсы дизельного топлива;
– снизить вероятность закоксовывания труб змеевика печи висбрекинга, т. к. тяжелый газойль фракции 360-480^oС содержит в составе минимальное количество парафиновых углеводородов и значительное количество углеводородов, что препятствует осаждению и коксованию асфальтенов при повторном висбрекинге тяжелого газойля фракции 360-480^oС с мазутом.

Формула изобретения

Способ получения битума путем висбрекинга прямогонных нефтяных остатков с последующей атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга, выделением битума в виде остатка, отличающийся тем, что в качестве прямогонных нефтяных остатков используют мазут в смеси с тяжелой газойлевой фракцией 360-480^oС, выделяемой атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга, при их соотношении 1: 0,05-0,6, а продукты висбрекинга подают в испаритель, где отгоняют парообразные продукты висбрекинга при температуре 380-490^oС, давлении 0,05-1,5 МПа и времени отгонки 10-120 мин, с последующей атмосферной перегонкой их с разделением на бензиновую и дизельные фракции и выделением из испарителя в качестве битума остатка, выкипающего выше 370^oС.

РИСУНКИ