DE1470614B - Bituminöse Masse und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Bituminöse Masse und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
1 2
Es ist bei der Herstellung von Bitumen gut be- weichungspunktes »zurückvermischt« wird. Diese
kannt, daß Bitumina, die aus bestimmten Rohölen geringere Zerlegung des getoppten Rohproduktes hat
gewonnen werden, Eigenschaften besitzen, die sie - zur Folge, daß mehr aromatisches Gasöl in dem Bifür
bestimmte Verwendungszwecke, wie beispiels- turnen, als in vielen Fällen erwünscht ist, zurückweise
als Asphalte zum Belegen von Straßen sowie 5 gehalten wird. Weiterhin ist dieses Verfahren nicht
als Bedachungsmaterialien, geeignet machen, wäh- mit allen Rohölen durchführbar, weil es nicht immer
rend Bitumina aus anderen Rohölen keine derartigen möglich ist, allein durch Vakuumdestillation die geEigenschaften
besitzen und nicht auf diese Weise eignete Beziehung zwischen den Werten der Peneverwendet
werden können. Es ist auch bekannt, daß tration und des Erweichungspunktes sowie anderer
die zuletzt erwähnten Bitumina häufig zu brauch- io Asphalt-Eigenschaften zu erhalten. Allgemein ausbaren
Materialien durch Einarbeitung gewisser Zu- gedrückt ist es häufig wünschenswerter, eine ziemlich
satzmaterialien umgewandelt werden können. Solche durchgreifende Zerlegung des Rohöls durch Va-Zusatzmaterialien
sind häufig aromatische Ma- kuumdestillation durchzuführen und anschließend terialien oder Stoffe, die einen hohen Gehalt an das erhaltene Bitumen »zurückzuvermischen«.
aromatischen Bestandteilen enthalten. 15 Die erfindungsgemäße bituminöse Masse, die bei-
Bei einem Verfahren, das zur Herstellung von spielsweise als Belagmaterial verwendbar ist und die
Bitumina aus verschiedenen Rohölsorten verwendet aus einem Bitumen, das durch Zerlegung eines
wurde, wird das Rohöl leicht getoppt bei im wesent- schweren naphthenischen Rohöls mit niedrigem
liehen Atmosphärendruck zur Erzeugung eines ge- Wachsgehalt erhalten wurde, und aus einem Nichttoppten
Rohproduktes, zur Erzeugung eines Gasöls 20 Rückstandsöl besteht, ist dadurch gekennzeichnet, 4
und eines Bitumens oder einer festen Bitumen- daß das Nicht-Rückstandsöl ein an aromatischen*
fraktion. Die Gasölfraktion wird dann einer Extrak- Bestandteilen armes hochnaphthenisches Gasöl ist.
tion mit einem Lösungsmittel, das eine hohe Selek- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
- tivität für aromatische Stoffe besitzt, zur Erzeugung dieser bituminösen Masse ist dadurch gekennzeicheines
Raffinat-Öls, das arm an aromatischen Be- 25 net, daß ein naphthenisches Rohöl mit niedrigem
standteilen ist, und eines Extrakt-Öls, das mit aroma- Wachsgehalt zur Erzeugung eines getoppten Rohtischen
Stoffen angereichert ist, unterzogen. Ein Teil produktes destilliert wird, das getoppte Rohöl im
des mit aromatischen Bestandteilen angereicherten Vakuum destilliert wird, wobei ein Bitumen erzeugt
Extrakt-Öls wird dann mit dem Bitumen zur Erzeu- wird, ein durch Vakuumdestillation eines getoppten
gung einer bituminösen Masse, die die gewünschte 30 naphthenischen Rohöls mit niedrigem Wachsgehalt
Penetration sowie andere Eigenschaften besitzt, die erhaltenes Gasöl einer Extraktion mit einem selekfür
einen Asphalt erforderlich sind, vermischt.. Die tiven Lösungsmittel, das in selektiver Weise.unter
derart hergestellte bituminöse Masse kann als solche Gewinnung eines an aromatischen Bestandteilen
verwendet werden oder durch Verblasen oder ander- armen hochnaphthenischen Raffinat-Öls aromatische
weitige Behandlungen bearbeitet werden, um noch 35 Bestandteile extrahiert, unterzogen wird und ein Teil
andere Bitumensorten herzustellen. Es ist festzu- des Raffinat-Öls mit dem Bitumen zur Erzeugung der
stellen, daß ein Teil des mit aromatischen Bestand- beanspruchten Masse vermischt wird,
teilen angereicherten Extrakt-Öls zur Vermischung Es ist hervorzuheben, daß die erfindungsgemäß
mit den bisher bekannten Bitumina verwendet wird. verbesserte bituminöse Masse eine Mischung ist, die
Dieses Verfahren hat zufriedenstellende bituminöse 40 erstens ein Bitumen, das durch die Zerlegung eines
Massen aus verschiedenen Rohölsorten erzeugt und schweren naphthenischen Rohöls mit niedrigem
ergänzt sich mit den gesamten Rohöl-Raffinations- Wachsgehalt erhalten wurde, und zweitens ein an
verfahren, bei denen die Erzeugung maximaler Men- aromatischen Bestandteilen armes Gasöl enthält. Es
gen eines reinen Gasöls für katalytische Krack- war überraschend, daß im Hinblick auf den Stand
verfahren und einer minimalen Menge an aroma- 45 der Technik, nach dem mit aromatischen Bestandtischen
Gasölen gewünscht wird. teilen angereicherte Gasöle benutzt werden, ein an
Jedoch haben in den vergangenen Jahren Ände- aromatischen Bestandteilen armes Gasöl zur Herrungen
in der Erdöl-Technologie, die auch die Her- stellung der erfindungsgemäßen bituminösen Massen
stellung von Ofenruß aus Erdölen und die gesteigerte verwendet werden konnte. Weiterhin besitzen die
Herstellung schwerer naphthenischer Rohöle beruh- 50 erfindungsgemäßen bituminösen Massen, wie im folren,
in erhöhtem Maße den Wert der oben beschrie- genden in den Beispielen gezeigt wird, eine verbenen
Verfahren vermindert. Beispielsweise haben besserte Penetration bei niedrigen Temperaturen,
es die Fortschritte beim katalytischen Kracken mit Die Petroleum-Rohöle, die sich zur Verwendung
sich gebracht, daß es nicht mehr so wichtig ist, als bei der praktischen Durchführung der Erfindung
Gasöl-Beschickungsmaterial ein reines Gasöl zu ver- 55 eignen, sind schwere naphthenische Rohöle mit niedwenden.
rigem Wachsgehalt. Schwere naphthenische Rohöle,
Bei einem anderen, häufiger verwendeten Verfah- die zur Verwendung bei der praktischen Durchführen
wird das Rohöl zur Erzeugung eines getoppten rung der Erfindung geeignet sind, sind unter anderem
Rohproduktes, wie vorstehend beschrieben, destilliert. jene, die eine API-Schwere von weniger als 20°,
Dieses getoppteRohprodukt wird dann im Vakuum zur 60 einen anfänglichen Siedepunkt von mehr als ober-Erzeugung
eines Gasöldestillates und eines Bitumens, halb 120° C, weniger als 10 Volumprozent und vordas
die gewünschten Penetrations- und Erweichungs- zugsweise weniger als 5 Volumprozent an Bestandpunkteigenschaften
besitzt, destilliert. Bei diesem teilen mit einem Siedepunkt unterhalb 204° C bei
Verfahren wird das getoppte Rohprodukt nicht bis Atmosphärendruck, eine Viskosität in SUS bei
zu einem derartigen Ausmaß durch Vakuumdestil- 65 100° C innerhalb des Bereichs von 40 bis 600 und
lation zerlegt, wie bei jenem Verfahren, bei dem das einen Bureau-of-Mines-Correlationsindex (der im
bei der Vakuumdestillation erhaltene Bitumen zur folgenden als BMCI bezeichnet wird) oberhalb 65
Erzeugung der gewünschten Penetration und des Er- besitzen.
Ein Beispiel für derartige schwere naphthenische Rohöle sind bestimmte Rohöle, die aus dem
Morichal-Feld, Officina sands, im Staate Monagas,
Venezuela, gewonnen werden. Diese Rohöle werden im folgenden als Monagas-Rohöle bezeichnet. Diese
Monagas-Rohöle besitzen gewöhnlich eine API-Schwere innerhalb des Bereichs von ungefähr 2 bis
ungefähr 14°, einen anfänglichen Siedepunkt oberhalb 120° C, eine Viskosität in SUS bei 100° C
innerhalb des Bereichs von ungefähr 225 bis 600 und einen Conradson-Kohlenrückstand innerhalb
des Bereichs von ungefähr 10 bis 20 Gewichtsprozent. Andere schwere Naphthenrohöle, die zur praktischen
Durchführung der Erfindung verwendet werden können, sind beispielsweise Bella-Vista-Rohöl, das aus
dem Bella-Vista-Feld im Staate Cuarico, Venezuela, gefördert wird.
Es ist wesentlich, daß die zur Durchführung der Erfindung verwendeten Rohöle im wesentlichen
wachsfrei sind, sie sollen beispielsweise einen Wachsgehalt von weniger als 5,-vorzugsweise weniger als
1 Volumprozent besitzen. Wachs ist deshalb für die bituminösen1 Massen schädlich, da in vielen Fällen
gefunden wurde, daß das Wachs für die Erhaltung positiver Oliensis-Testergebnisse verantwortlich ist.
Die Anwesenheit von Wachs ist ebenfalls hinsichtlich der Duktilität schädlich, wobei eine erhöhte Neigung
der bituminösen Masse zu beobachten ist, Risse zu bekommen oder zu zerbrechen. Deshalb sind die
hoch-naphthenischen Gasöle, die aus den naphthenischen Rohölen erhalten und zur Herstellung der
erfindungsgemäßen bituminösen Massen verwendet werden, sowohl den aromatischen Gasölen als auch
den paraffinischen Gasölen bei der Herstellung von bituminösen Massen überlegen. Zusätzlich zu den
obenerwähnten Eigenschaften sind die Rohöle, die zur praktischen Durchführung der Erfindung verwendet
werden, weiterhin durch einen Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen gekennzeichnet,
innerhalb des Bereichs von 20 bis 50, vorzugsweise 25 bis 35 Volumprozent, und durch einen Gehalt
an naphthenischen Kohlenwasserstoffen innerhalb eines Bereichs von 30 bis 50, vorzugsweise 40 bis
50 Volumprozent; bei der Zerlegung durch Destillation bei Atmosphärendruck und im Vakuum ergeben
sie ungefähr 35 bis 75 Volumprozent Bitumen. Es ist hervorzuheben, daß die Bitumenmenge in
hohem Maße von der gewünschten Menge des beispielsweise durch Vakuumdestillation zerlegten Rohproduktes
und der gewünschte Erweichungspunkt von dem Bitumenprodukt abhängen. Durch die Zeichnung wird die Erfindung ausführlicher erläutert.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird vorzugsweise ein entsalztes Rohöl verwendet.
Das entsalzte Rohöl wird über Leitung 12 einem Verfahren zugeführt, bei dem es in herkömmlicher
Weise getoppt wird und bei dem aus dem Rohöl durch Destillation ein Überkopfprodukt über Leitung
20 entfernt wird, das die verschiedenen Brennstofffraktionen, wie beispielsweise Gasolin, Kerosin,
Naphtha, Diesel-Brennstoff u. dgl., enthält, wobei der am höchsten siedende Bestandteil des Destillats
oberhalb 340° C liegt.
Das Bodenprodukt oder das getoppte Rohprodukt aus diesem Verfahren wird durch Leitung 14 in eine
Vakuumdestillationseinheit 15 geleitet. Die Verfahrensbedingungen in dieser Vakuumdestillationseinheit
hängen natürlich von dem aufgegebenen Öl ab sowie von dem Ausmaß der Zerlegung, der das Öl unterzogen
werden soll. In dieser Einheit liegt die Temperatur gewöhnlich im Bereich von 260 bis 480° C,
vorzugsweise zwischen 316 und 427° C, der Druck schwankt zwischen 0,1 und 50, vorzugsweise zwischen
1 und 20 mm Hg. Die Vakuumdestillation wird gewöhnlich als Sprühdestillation ausgeführt,
wobei über Kopf ein Destillat abgezogen wird, dessen Siedebereich zwischen ungefähr 340 und
565° C liegt. Gasöl besitzt gewöhnlich einen Bureauof-Mines-Correlationsindex
(BMCI) innerhalb des Bereiches von ungefähr 35 bis 75, vorzugsweise 50
bis 70.
Das Bodenprodukt aus der Vakuumdestillation ist ein Bitumen mit einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt
von wenigstens 66° C gewöhnlich innerhalb des Bereiches von 66 und 120° C, vorzugsweise
zwischen 66 und 93° C. Das Bitumen und seine weitere Verarbeitung werden weiter unten beschrieben.
Das Überkopf-Gasöl aus der Vakuumdestillation wird über Leitung 17 abgeleitet und einer Extraktionszone
18 zugeführt, in der es mit einem Lösungsmittel in Berührung gebracht wird, das eine hohe
Selektivität für aromatische Kohlenwasserstoffe besitzt. Es ist zu erwähnen, daß die Extraktionszone
eine Einrichtung zur Kontaktierung des Gasöls mit einem selektiven Lösungsmittel in entweder einem
Chargen-, Einstufen- oder kontinuierlichen Verfahren, wie z. B. einem Gegenstrom-Kontaktierungs-Verfahren,
enthält. Diese Zone enthält Einrichtungen zur Trennung des Lösungsmittels von dem Raffinat
sowie von dem Extrakt. Die Extraktionszone wird dazu verwendet, um ein an aromatischen Bestandteilen
armes Raffinat-Gasöl von einem mit aromatischen Bestandteilen angereicherten Extrakt-Gasöl
abzutrennen. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung besitzt das Raffinat-Gasöl einen
BMCI von nicht mehr als 55, vorzugsweise nicht mehr als ungefähr 50, gewöhnlich innerhalb des Bereiches
von 30 bis 55, am zweckmäßigsten von 40 bis ungefähr 50. Das Extrakt-Gasöl hat vorzugsweise
einen BMCI-Wert von wenigstens 85, vorzugsweise von wenigstens 95, und gewöhnlich innerhalb des
Bereiches von 90 bis 110.
Jedes geeignete Lösungsmittel, das eine hohe Selektivität für aromatische Stoffe hat, kann für das
Extraktionsverfahren verwendet werden. Beispiele für derartige Lösungsmittel sind flüssiges Schwefeldioxyd,
Furfural und Phenol. Die für diese Extraktionszone gewählten Bedingungen hängen in hohem
Maße von dem gewünschten Extraktionsgrad und dem gewünschten BMCI-Wert des Extrakt-Öls ab.
Gewöhnlich wird die Lösungsmittelextraktion bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von ungefähr
16 bis 60° C und mit Volumenverhältnissen von Lösungsmittel zu Öl innerhalb des Bereiches von
0,5 bis 5,0 durchgeführt. Das Extrakt-Öl wird aus der Extraktionszone 18 über Leitung 19 entfernt.
Das in der Extraktionszone 18 erzeugte Raffinat-Öl wird über Leitung 21 entfernt, wobei ein Teil gewöhnlich
zur Lagerung über Leitung 22 abgezweigt wird. Das Raffinat-Öl ist ein an aromatischen Bestandteilen
armes Öl. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird ein Teil des Raffinat-Öls
in einer zur Erzeugung der gewünschten Penetration und des Erweichungspunktes der beanspruchten
bituminösen Massen erforderlichen Menge über Leitung 23 in eine Vermischungszone 24 geleitet, worin
es mit dem Bitumen aus Leitung 16 unter Gewinnung der erfindungsgemäß verbesserten bituminösen Masse
vermischt wird. Die Menge des mit dem Bitumen vermischten Raffinat-Öls hängt von der Penetration,
dem Erweichungspunkt und anderen Eigenschaften der gewünschten bituminösen Masse ab. Gewöhnlich
liegt die Menge des verwendeten Raffinat-Öls, das zum Vermischen verwendet wird, innerhalb des Bereiches
von 15 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf die Mischung. Die Vermischung kann in bekannter
Art und Weise in einer herkömmlichen Apparatur durchgeführt werden. Die vermischte bituminöse
Masse wird über Leitung 26 entfernt. Die Eigenschaften der vermischten bituminösen Masse hängen
von ihrer Verwendung ab. Beispielsweise kann die vermischte bituminöse Masse einen Penetrationswert
innerhalb des Bereiches von 40 bis 200 bei 25° C besitzen. Wird sie als Belag für Straßen u. dgl. verwendet,
so liegt die Penetration gewöhnlich im Bereich zwischen 40 und 100, bei einer Verwendung
in einer Emulsion zum- Auftragen eines abgedichteten Überzugs liegt sie gewöhnlich im Bereich zwischen
100 und 200 bei 25° C. In ähnlicher Weise -liegt der Ring- und Kugel-Erweichungspunkt gewöhnlich
im Bereich zwischen 27 und 60° C.
Es ist hervorzuheben, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, daß in der Zone 18 ein Gasöl
verwendet wird, das aus dem bestimmten Rohöl erzeugt wird, das in der Zone 13 behandelt wird. Jedes
andere Gasöl, das einen niedrigen Wachsgehalt besitzt und aus einem naphthenischen Rohöl hergestellt
wird, kann der Solvent-Extraktionseinheit zugeführt werden, und zwar entweder allein oder in Zumischung
zu anderen ähnlichen Gasölen. Beispiele für derartige Gasöle sind jene, die einen Siedebereich
von 340 bis 565° C, ein C/H-Verhältnis von 7 bis 8 und einen BMCI-Wert von 37 bis 75 besitzen. Die
Leitung 27 ist für diesen Zweck vorgesehen. Es ist auch zu erwähnen, daß Mischungen aus schweren
naphthenischen Rohölen mit niedrigem Wachsgehalt erfindungsgemäß behandelt werden können.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Eine Probe eines Monagas-Rohöls mit einer API-Schwere von 12,6, einem Conradson-Kohlenstoff-Rückstand
von 11,3, einer SFS-Viskosität bei 50° C von 399, einem PM-Entflammungspunkt von 63° C
und einem BMCI-Wert von 69 wurde in eine elektrische Entsalzungseinheit eingeleitet, die in herkömmlicher
Weise betrieben wurde und in der der Salzgehalt des Rohöls von 170 auf 4 g/m3 herabgesetzt
wurde. Das entsalzte Rohöl wurde dann einem Verfahren zugeleitet, bei dem das Rohöl zur
Entfernung von 24,3 Volumprozent eines Destillats aus Brennstoffölen, wie beispielsweise Gasolin, Kerosin,
Naphtha u. dgl. getoppt wurde, wobei der am höchsten siedende Bestandteil des Destillats einen
Endpunkt von 340° C besaß.
Der getoppte rohe Rückstand aus diesem Verfahren, der bis zu 75,7 Volumprozent des Rohöls ausmachte,
wurde dann bei einer Temperatur von ungefähr 340° C und einem Druck von ungefähr
4,5 mm Hg zur Überkopf-Entfernung eines Gasöls, das 35,9 Volumprozent des ursprünglichen Rohöls
ausmachte, einer Vakuumdestillation unterzogen. Das Bodenprodukt bestand aus einem Bitumen, das
39,8 Volumprozent des Rohöls ausmachte und einen Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von 80° C besaß.
Das im Vakuum destillierte Uberkopf-Gasöl wurde
dann mit flüssigem Schwefeldioxyd mit einem Lösungsmittel-zu-Öl-Volumenverhältnis
von 2:1 bei einer Temperatur von 18° C in einem Einstufen-Beschickungsverfahren
in Berührung gebracht. Bei dieser Extraktion wurde ein erstes Extrakt-Öl mit einem BMCI-Wert von 98 und ein erstes Raffinat-Öl
ίο mit einem BMCI-Wert von 55 erhalten. Das erste
Extrakt-Öl und das erste Raffinat-Öl wurden in Mengen von 8,4 und 27,5 Volumprozent, bezogen auf
das ursprünglich eingesetzte Rohöl, erhalten.
Das erste Raffinat-Öl wurde dann in einem Einstufen-Beschickungsverfahren
mit flüssigem Schwefeldioxyd bei einem Verhältnis Lösungsmittel zu Öl von 2:1 und einer Temperatur von 18° C erneut
extrahiert. Es wurde ein zweites Extrakt-Öl mit einem BMCI-Wert von 91 und ein zweites Raffinat-Öl
mit einem BMCI-Wert von 51 erhalten. Die Ausbeuten des zweiten Extrakt-Öls und des zweiten
Raffinat-Öls betrugen 3,0 und 24,5 Volumprozent, bezogen auf das ursprüngliche Rohöl. Die vereinigte
Extrakt-Ausbeute aus den zwei Extraktionen betrug 11,4 Volumprozent, der BMCI betrug 96.
Ein Teil des zweiten Raffinat-Gasöls, das 14,7 Volumprozent des Rohöls ausmachte, wurde mit dem
Bitumen (39,8 Volumprozent des Rohproduktes), das bei dem Vakuum-Destillationsverfahren hergestellt
worden war, zur Erzeugung einer bituminösen Masse, die 54,5 Volumprozent des Rohöls ausmachte,
vermischt. Die Ausbeuten und Eigenschaften der in dem vorstehend beschriebenen Verfahren
erhaltenen Produkte sind in der weiter unten folgenden Tabelle aufgeführt.
Ein anderer Versuch wurde durchgeführt, um das nach Beispiel 1 erfindungsgemäß durchgeführte Verfahren
mit einem bisher bekannten, allgemein verwendeten Verfahren zu vergleichen. Bei diesem Versuch
wurde eine andere Probe des gleichen entsalzten Monagas-Rohöls einem Verfahren zugeführt,
bei dem das Rohöl zur Entfernung von 24,3 Volumprozent eines Destillats aus Brennstoffölen, wie beispielsweise
Gasolin, Kerosin, Naphtha u. dgl., getoppt wurde, wobei der am höchsten siedende Bestandteil
des Destillats einen Endpunkt von 340° C besaß.
Der getoppte rohe Rückstand, der 75,7 Volumprozent des Rohöls ausmachte, wurde dann der
Vakuumdestillation bei einer Temperatur von ungefähr 260° C und einem Druck von ungefähr
1,5 mm Hg zur Entfernung eines Überkopf-Gasöl-Produktes,
das 14,3 Volumprozent des Rohproduktes enthielt, unterzogen. Das Bodenprodukt war ein Bitumen,
das 61,4 Volumprozent des Rohöls ausmachte und einen Ring- und Kugel-Erweichungspunkt
von 42° C besaß.
Bei der Extraktion des Überkopf-Gasöls mit flüssigem Schwefeldioxyd bei einem Volumenverhältnis
Lösungsmittel zu öl von 2:1 und bei einer Temperatur
von 18° C wurde mit einer Ausbeute von 4,0 Volumprozent ein Extrakt-Öl mit einem BMCI-Wert
von 100 und ein Raffinat-Öl mit einer Ausbeute von 10,3 Volumprozent mit einem BMCI-Wert
von 50 erhalten (die Ausbeuten sind auf das Rohöl bezogen).
Die Ausbeuten und Eigenschaften der Produkte der vorstehend beschriebenen Verfahrensstufen zur
direkten Herstellung eines Erdöl-Bitumens aus dem
Rohöl werden in der folgenden Tabelle zum Vergleich mit den im Beispiel 1 erhaltenen Ergebnissen
aufgeführt.
Der Vakuumdestillation
zugeführtes getopptes
Rohprodukt Getopptes Rohprodukt
Vakuumdestillation
Vakuumdestillation
Gasöl über Kopf
Beispiel 1 Beispiel 2
Beispiel 1 Beispiel 2
Bodenprodukt Beispiel 11 Beispiel 2
Bituminöse Masse* Beispiel 1
Ausbeute,
Volumprozent Rohprodukt .
API-Schwere
BMCI
Viskosität, SFS bei 50° C
Viskosität, SUS bei 38° C ...
Viskosität, SUS bei 100° C ...
Viskosität, SUS bei 38° C ...
Viskosität, SUS bei 100° C ...
C/H-Gewichtsverhältnis
C-Rückstand, Rams.,
Gewichtsprozent -
Schwefel, Gewichtsprozent ...
Penetration, 25° C
•Penetration, 4°C
Penetrationsverhältnis
Erweichungspunkt, R & B, ° C
Duktilität, cm, 25° C
Oliensis-Test **
Löslichkeit in CCl4,
Gewichtsprozent
75,7 8,0
16,3 2,3
* Die Mischung enthielt 39,8 Volumprozent, bezogen auf das Rohprodukt, festes Bitumen (Bodenprodukt der Vakuumdestillation
im Beispiel 1) und 14,7 Volumprozent, bezogen auf das Rohöl, Raffinat aus der Lösungsmittelextraktionsstufe
von Beispiel 1.
** Der Oliensistest war ursprünglich entwickelt worden, um zwischen gecrackten Asphalten und nicht gecrackten
Asphalten zu unterscheiden. Dieser Test wird manchmal als Spottest bezeichnet. Das Untersuchungsverfahren
besteht darin, daß man eine Probe des Asphalts in einem bestimmten Naphtha löst und dann einen Flecken
der entstehenden Lösung auf eine bestimmte Sorte Filterpapier aufbringt. Nach dem Trocknen wird das
Papier untersucht. Asphalte mit negativen Flecken 35,9
16,0
65
72,0
1729
75,1
7,5
16,0
65
72,0
1729
75,1
7,5
"0,29
1,8
1,8
14,3
17,7
64
17,7
64
51,7
0,13
1,6
1,6
39,8
2,7
— — — 99,84
61,4 . 5,8
54,5 6,5
95 | 91 |
35 | 42 |
37 | 46 |
43 | 45 |
150+ | 150 + |
neg. | neg. |
99,83
geben eine einheitliche braune, im allgemeinen kreisförmige Verfärbung. Asphalte mit positiven Flecken
geben Flecken, die uneinheitlich sind und keine einheitliche Dichte aufweisen. Ein positiver Test wird im allgemeinen
von gecrackten Asphalten, überhitzten Asphalten oder Asphalten gegeben, die Schlamm oder andere
Verbindungen, die von dem Asphaltsystem nur schlecht vertragen werden, enthalten, beispielsweise Wachs. Weitere
Einzelheiten des Testverfahrens werden in dem Manuel »Standard Specifications for Highway Materials
and Method of Sampling and Testing — Part Π — Methods of Sampling and Testing«, Sixth Edition, 1950,
publiziert von der American Association of State Highway Officials, angegeben. Das Testverfahren wird als
AASHO T 102-42 bezeichnet.
Beim Vergleich der in der Tabelle aufgeführten 45 Bitumens (Bodenprodukte der Vakuumdestillation
Ergebnisse ist festzustellen, daß die bituminöse aus Beispiel 2), das nach den bisher bekannten VerMasse
nach Beispiel 1, die erfindungsgemäß her- fahren hergestellt wurde, besitzt. Das Penetrationsgestellt
wurde, ein Penetrationsverhältms von 46 verhältnis ist das Verhältnis bei 4° C zu der Penegegenüber
einem Penetrationsverhältnis von 37 jenes tration bei 25° C · 100, d. h.
.... . Penetration bei 4° C (200 g/60 Sek.) inn
Penetrationsverhältms = - - 100
Penetration bei 25° C (100 g/5 Sek.)
Das Penetrationsverhältms liefert ein Maß für die Änderung des Penetrationswertes mit der Temperatur.
Bitumina werden unter erheblich wechselnden Temperaturbedingungen verwendet. Die Eigenschaften
sowohl bei kaltem als auch bei warmem Wetter sind sehr wichtig. Es ist wünschenswert, ein hohes
Penetrationsverhältms sowohl hinsichtlich der Eigenschaften bei kaltem als auch bei warmem Wetter zu
haben. Aus den vorstehenden Ausführungen wird klar, daß mit einer Erhöhung des Penetrationsverhältnisses bei 4° C das Penetrationsverhältnis an-
steigt. Es besteht großes Interesse daran, bituminöse Massen zu entwickeln, die verbesserte Eigenschaften
bei kaltem Wetter haben, wobei jedoch die Eigenschäften bei warmem Wetter nicht vernachlässigt
werden dürfen. Allgemein ist es wünschenswert, aus einem gegebenen Rohöl eine bituminöse Masse herzustellen,
die einen zufriedenstellenden Penetrationswert bei 25° C besitzt und die die höchstmögliche
Penetration bei 4° C aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert eine Methode zur Einstellung
eines höheren Penetrationsverhältnisses aus einem gegebenen Rohöl, als es normalerweise aus
einem Rohöl bei Anwendung der bisher bekannten Verfahren zu erhalten war.
Der obenerwähnte BMCI-Correlationsindex wurde
vom Bureau of Mines entwickelt und wird zur Kennzeichnung der Aromatizität eines Öls verwendet; ein
109 524/372
höherer numerischer Index bezeichnet ein aromatenreicheres
Öl. Der Index wird nach der Formel berechnet:
CI. =
473,7G-456,8,
in der
K = durchschnittlicher Siedepunkt (° K).
G = spezifisches Gewicht bei 15,6° C/15,60 C.
IO
Der durchschnittliche Siedepunkt (° K), der in der Formel verwendet wird, kann jeder gut bekannte
durchschnittliche Siedepunkt sein, der aus einer Destillationskurve des entsprechenden Öls gebildet
wird. Dies schließt den kubischen durchschnittlichen Siedepunkt, den molaren durchschnittlichen Siedepunkt,
den durchschnittlichen Siedepunkt und den zahlenmäßigen durchschnittlichen Siedepunkt ein,
die man alle aus dem volumetrischen durchschnittliehen
Siedepunkt erhält, wenn man den entsprechenden Faktor, der sich von der Neigung der ASTM-Destillationskurve
ablesen läßt, verwendet. Für geringe Neigungen wird diese Korrektur jedoch sinnlos,
da die Fehler, die durch das Destillationsverfahren als solches bedingt sind, größer werden. In so einem
Fall kann man den volumetrischen durchschnittlichen Siedepunkt verwenden. Einzelheiten sind in dem
U. S. Bureau of Mines Technical Paper 610 »Correlation Index to Aid in Interpreting Crude-Oil Analyses«,
H. M. Smith, 1940, angegeben.
In vielen Fällen wird der 50°/o-Destillationspunkt als mittlerer Siedepunkt verwendet, um die Bestimmung
des Correlation-Index zu vereinfachen (vgl. hierzu »Shortcut to Correlation Index«,
K. A. Harper, S. 221, Petroleum Processing [Februar 1954]).
Die Penetrationswerte werden nach ASTM D 5-61 bestimmt.
Die Ring- und Kugel-Erweichungspunkt-Werte werden im wesentlichen nach ASTM D 36-26 bestimmt.
Claims (8)
1. Bituminöse Masse, die aus einem Bitumen, das durch Zerlegung eines schweren naphthenischen
Rohöls mit niedrigem Wachsgehalt erhalten wurde, und aus einem Nicht-Rückstandsöl besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß das Nicht-Rückstandsöl ein an aromatischen Bestandteilen
armes hochnaphthenisches Gasöl ist.
2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bitumen einen Ring- und
Kugel-Erweichungspunkt von wenigstens 66° C und vorzugsweise von 66 bis 93° C besitzt und
daß das Gasöl einen BMCI (Bureau-of-Mines-Correlationsindex) von nicht mehr als 55 und
vorzugsweise von nicht mehr als 50 besitzt und durch Extraktion eines durch Vakuumdestillation
eines getoppten, naphthenischen Rohöls mit niedrigem Wachsgehalt erhaltenen Gasöls mit einem
für Aromaten selektiven Lösungsmittel hergestellt wurde.
3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 15 bis 35 Gewichtsprozent
des Gasöls in sie eingearbeitet werden.
4. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet^ daß sie einen Ring- und
Kugel-Erweichungspunkt von nicht mehr als ungefähr 60° C besitzt. "
5. Verfahren zur Herstellung einer bituminösen Masse nach Anspruch 1;] dadurch gekennzeichnet,
daß ein naphthenisches Rohöl mit niedrigem Wachsgehalt zur Erzeugung eines getoppten Rohprodukts
destilliert wird, das getoppte Rohöl im Vakuum destilliert wird, wobei ein Bitumen erzeugt
wird, ein durch Vakuumdestillation eines getoppten naphthenischen Rohöls mit niedrigem
Wachsgehalt erhaltenes Gasöl einer Extraktion mit einem selektiven Lösungsmittel, das in selektiver
Weise unter Gewinnung eines an aromatischen Bestandteilen armen hochnaphthenischen
Raffinatöls aromatische Bestandteile extrahiert, unterzogen wird, und ein Teil des Raffinatöls mit
dem Bitumen zur Erzeugung der beanspruchten Masse vermischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasöl durch die gleiche
Vakuumdestillation wie das Bitumen hergestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohöl zur Erzeugung
eines getoppten Rohöls.destilliert wird, das einen Anfangssiedepunkt von wenigstens 316° C besitzt,
das Rohöl im Vakuum zur Gewinnung eines Uberkopf-Gasöls mit einem Anfangssiedepunkt
von wenigstens 3160C und eines Bodenprodukte-Bitumens
mit einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von wenigstens 66° C destilliert
wird und eine genügende Menge des an aromatischen Bestandteilen armen Raffinats in das Bitumen
zur Erzeugung einer bituminösen Masse eingearbeitet wird, die einen Ring- und Kugel-Erweichungspunkt
von nicht mehr als ungefähr 60° C besitzt. :·
8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hochnaphthenische,
an aromatischen Bestandteilen arme Raffinat-Gasöl einen BMCI (Bureau-of-Mines-Correlationsindex)
von 30 bis 55 besitzt und 15 bis 35 Gewichtsprozent des Raffinat-Gasöls mit dem Bitumen vermischt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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