Спосіб приготування дорожного в’яжучого

Использование: дорожно-строительные материалы. Сущность изобретения: вяжущее для дорожного строительства готовят путем окисления смеси, содержащей, мзс,%: крекинг-остаток 5-20, талловый пек 2-Ю и нефтяной вакуумный гудрон остальное. За счет использования данной смеси увеличивается производительность установок, снижаются энергозатраты и расширяется сырьевая база, 2 табл. «паи» . Предлагаемое изобретения относится к технологии дорожно-строитсльиьтх материалов и может быть использовано в производстве дорожных покрытий. Известен способ производства дорожного вяжущего из нефтяных гудронов. Способ заключается в смешении нефтяного гудрона с 5-20% галлового пека. Добавление последнего приводит к некоторому увеличению вязкости влжущего (введение 20% пекауоепимиЕэет впзкость гудрона при 60°С на 25-30%) и улучшает эдгпзию вяжущего к агрегатному материалу. Недостаток способа заключается в необходимости использовать высоковязкие гудроны, получаемые в результате глубокого отгона дистиллитных фракций, что приеодит к увеличению энер гозатрат и уменьшению выхода на нефть сырья для производства вяжущих. Наиболее близким к предлагаемому способу является окисление воздухом смеси нефтяного гудрона и крекинг-остатка. Недостаток вяжущего, получаемого этим способом при переработке малосернистых пзрафипистых нефтей, заключается в низкой адгезии к минеральному материалу и повышенной температуры хрупкости. Целью изобретения яоляется пооышеиие произродительности битумных установок, расширение сырьевой базы производства дорожных вяжущих за счет продуктов переработки малосернистых парафинистых нефтей и снижение удельных энергозатрат. з Поставленная цель достигается путем окисления воздухом в битумных кубах смеси, состоящей, мзс.%. Крекинг-остаток 5-20 Талловый пек 2-10 Вакуумный гудрон Остальное В зависимости от состава сырья и режима приготовления вяжущее обладает следующими характеристиками: Глубина проникания иглы при 25°С, в 0,1 мм 40-300 Температура размягчения, °С 37-55 Температура хрупкости, °С 15-40 Температура вспышки не ниже, °С 220 Сцепление с песком и мрамором Выдерживает Предложенное решение отличается от известного тем, что окислению воздухом подвергают смесь, содержащую кроме гудрона и крекинг-остатка до 10%таллового пека. Это позволяет улучшить пластичные свойства вяжущего, улучшить его сцепление с поверхностью минерального материала. Продолжительность цикла окисления при той же температуре и количестве подаваемого воздуха сокращается в 1,6-3 раза. Нефтяной гудрон - остаточный продукт переработки нефти. Групповой состав гудрона, %: Смолы 16-30 Асфальтены 10-16 Метзно-нафтеновые углеводороды 34-38 Ароматические углеводороды 30-51 Вакуумный гудрон парафинистых нефтей используют преимущественно в качестпе котельного топлива и сырья для производства нефтяного кокса. В связи с резким ростом потребности в материалах для дорожного строительства (в УССР предусмотрено нарастить производство дорожных вяжущих до 2,5 млн. т/год), гудрон является одним из перспективных источников получения дорожных материалов. Крекинг-остаток - побочный продукт термического крекинга нефтяного сырья в производстве олефинов- многотонмажного полупродукта в р^де нефтехимических производств. Обладает повышенным содержанием ПОЛИЦИІ'ЛИЧЄСКОЙ ароматики, асфальтеров. Содержит, мае. долях: Масел 0,5-0,7 Смол 0,15-0,26 Асфальтеиов - 0,08 0,2 Карбенови кррбоидов до 0,01 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Крекмнг-осгаток используют в качестве сырья для получения нефтяного кокса и в качестве котельного топлива. Таллопый пек - отход переработки древесины (преимущественно смесь жирных и смоляных кислот). Процесс производства битума основан на протекании реакций неполного окисления углеводородов, дегидроконденсации, деалкилирования и направлен в сторону образования полициклической ароматики, смол, асфальтенов, карбенов и карбоидов. Нэ начальной стадии битумизации процесс протекает медленно, с незначительным адиабэтическим разогревом. По мере накопления продуктов окисления происходит автоматическое ускорение реакции. Введение ь гудрон таллового пека и крекинг-остатка позволяет исключить индукционный период и резко, в 2-4 раза, сократить продолжительность битуминизации, При окислении гудрона малосернистых парафинистых нефтей полученное вяжущее обладает неудовлетворительным сцеплением с минеральным материалом, что практически исключает его использование в качестве материала для дорожного строительства. Недостаточна также адгезия вяжущегоиз смеси гудрона с крекинг-остатком. При окислении смеси гудрона с талловым пеком улучшение сцепляемости достигается только при содержании таллового пека свыше 12-15%. Окисление смеси, включающей кроме гудрона тзлловый пек и крекинг-остаток, позволяет резко улучшить адгезию вяжущего при значительном сокращении продолжительности окисления. Вяжущее готовили следующим образом. В обогреваемом реакторе готовят при перемешивании реакционную смесь и при температуре 240-360°С барботируют через него воздух. Через 20-30 мин отбирают и анализируют пробы вяжущего. Вакуумный гудрон и крекинг-остаток остаточные продукты переработки смеси парафинистых малосерниг.тых нефтей на основе битковекой нефти (Дроюбычский НПЗ), Талловый пек - продукт переработки древесины. Примеры, иллюстрирующие предложенное изобретение, приведены в табл.1. Тр , мин - продолжительность реакции до достижения вяжущим проницаемости иглы П25, в 0,1 мм 105 ± 1 0 і - температура окисления, °С Т - температура размягчения,°С р Or-температура хрупкости по Фраасу, 1782981 СЦБПЛЯЄМОСТЬ с песком по образцу № 2 ГОСТ 11508-74 Н - не выдерживает, В выдерживает. Как видно из приведенных примеров, введение как крекинг-остатка, так и таллового пека способствует сокращению про- 5 должительности битуминизации на 20-40%. Полученное вяжущее обладает недостаточным сцеплением с песком и повышенной температурой хрупкости. Вяжущее, полученное из бинарной смеси гудрона с 10 талловым пеком более пластично при низких температурах, однако талловый пек в меньшей степени влияет на сокращение продолжительности окисления. Введение в вакуумный ларафинистый гудрон крекинг- 15 остатка с талловым пеком позволяет в несколько раз интенсифицировать процесс и получить вяжущее, обладающее высокой морозостойкостью и улучшенной адгезией к минеральному материалу. Значительное со- 20 кращение продолжительности окисления до достижения заданной пенетрации позво ляет значительно сократить -энергозатраты и в 2-4 раза увеличить производительность битумных установок. На полученных вяжущих приготавливали асфальтобетонные смеси, содержащие в качестве наполнителя фракцию гранита 0% мм. Полученные данные приведены в табл.2. Формула изобретения Способ приготовления дорожного вяжущего путем окисления смеси крекингостатка и нефтяного вакуумного гудрона, о т л и ч а ю щ и й с я тем, уа, с целью увеличения производительности установок, расширения сырьевой базы и снижения энергозатрат, в смесь дополнительно вводят талловый пек при следующем соотношении компонентов, мас.%: Крекинг-остаток 5-20 Талловый пек 2-10 Нефтяной вакуумный * гудрон Остальное ,, « Т а б л и ц а ! Влияние состава сырья и ремима на характеристики вяжущего Состав Крекингостаток Известные 1 100 • Ї00 2 3 k 5 6 7 Предлагаемые 8 9 10 11 12 13 Й 15 t,°c Состав, мас.,% 90 90 90 90 85 240 260 260 240 10 5 20 5 93 85 80 5 2 70 80 20 10 30 5 Ю 5 85 88 10 10 75 tp,°C Сцепляемость по образцу Талловый пек 10 10 мин 15 10 10 5 2 240 240 240 240 240 240 260 260 260 250 250 1100 900 750 640 630 900 630 750 420 330 240 220 240 300 330 59 62 54 53 46 58 57 61 59 60 55 57 62 59 су -31 -26 -18 -21 -12 -32 И Н И и н и -35 н -30 -42 -35 -33 -35 -38 -40 в в в в в -37 в р р 1782981 Т а б л и ц а 2 Характеристики асфальтобетонов на основе полученных вяжущих Показатель 'Т Образцы 1 10 Предел прочности при сжатии, МПа при 20 °С ... з,о 3,2 45 47 4,7 5.1 .5,4 5,0 5,2 водонасыщенных при 20°С 2,7 2,9 4.1 43 435 4,8 5,1 4,6 4.8 при 5 0 4 2,5 2,4 2,2 2,8 2,9 2,6 2,7 2,7 2,8 Водонасыщение, обо% 2,0 Ь8 1,8 1,8 U7 1,6 1.7 1,6 Набухание, об„% 0,4 0,4 о,з о.з 0.3 1.6 0,4 0,25 0.3 Коэффициент водостойкости 0,90 0,Э1 0,92 0,92 0,93 0,94 0,95 0,92 0,92 Редактор С. Кулакова -0,4 Составитель Л. Шкарапута Техред М.Моргентал Корректор Н. Слободяник Заказ 4490 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, Ю і