DE2038761B2

DE2038761B2 - Verfahren zur herstellung eines gilsonitartigen bitumenmaterials

Info

Publication number: DE2038761B2
Application number: DE19702038761
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Yokohama Kanagawa; Iijima Hiroshi Tokio; Toyoguchi (Japan)
Original assignee: Mitsubishi Oil Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1969-08-04
Filing date: 1970-08-04
Publication date: 1976-02-05
Also published as: US3661765A; FR2056587A5; JPS4945783B1; DE2038761A1; GB1321048A

Description

ftunkt hiervon hoch, der Brüchigkeitspunkt niedrig tein muß und Klebrigkeit und Zähigkeit hoch sein müssen. Hingegen ist das erfindungsgemäß zu erhaltende Material dadurch ausgezeichnet, daß die Zähigkeit sehr niedrig ist, ein nichtklebriges Pulver leicht erhalten werden kann und die Löslichkeit in verschiedenen Lösungsmitteln gut ist.

Es wurde nun gefunden, daß man ein solches gilsonitartiges Bitumenmaterial durch ein Verfahren der eingangs genannten Art erhält, das dadurch gekennzeichnet isi, daß die Extraktion bei einer Temperatur von 50 bis 85⁰C und einem Druck von etwa 40 kg/cm² bis zur Bildung eines Materials mit einer Penetration von 2 bis 30 vorgenommen wird. Das Erdöl kann asphaltbasisch, semiasphaltbasisch oder nichtasphaltbasisch sein.

Der Rückstand oder das Destillatiop.sbitumen hat eine Penetration in der Größenordnung von 30 bis 700. Durch die Extraktion wird ein Material mit niedrigem ölgehalt und einer Penetration von 2 bis 30 in einer Ausbeute von 60 bis 70% erhalten. Das auf diese Weise erhaltene, lösungsmittelextrahierte Material wird dann bei einer Temperatur von 200 bis 300⁰C unter Anwendung einer üblichen Blasausrüstung mit Luft verblasen, so daß ein gilsonitartiges Bitumenmaterial mit niedrigem Ölgehalt und hohem Harzgehalt mit einer Penetration von 0 bis 1 und einem Erweichungspunkt von 130 bis 180^cC erhalten wird. Die Luftgeschwindigkeit und Zeitdauer des Luftblasens sind so, wie sie bei den bekannten Lufiblasverfahren des Standes der Technik angewandt werden. Sehr günstige Ergebnisse können mit einer Luftmenge zwischen etwa 0,5 bis 2 m³/min je Tonne des lösungsmittelextrahierten Materials erhalten werden.

Beispiel 1

Arabisches Destillationsbitumen mit einer Penetration von 400 wurde als Ausgangsmaterial verwendet. Dieses Material wurde in einer Propanentasphaltierungsvorrichtung mit einem Lösungsmittelverhältnis von 6 : 1, bei einer Temperatur von 70 bis 85⁰C und einem Druck von 40 kg/cm^a zur Extraktion der öligen Bestandteile behandelt und ein behandeltes Material mit einem geringeren ölgehalt und einer Penetration von 9 und einem Erweichungspunkt von 67,6°C in einer Ausbeute von 60% erhalten. Dieses behandelte Bitumen wurde dann bei 260° C unter Anwendung einer üblichen Blasausrüstung mit Luft verblasen und ergab ein gilsonitartiges Bitumenmaterial mit folgenden Eigenschaften:

	Giisonit-	Gilsonit
	srtige«
	Bitumen-
	nnateria!
S Penetration*)	1	1
Erweichungspunkt	147,0	142,5
(R und K) (⁰C)
₁₀ Löslich in Tetrachlor	99,9	99,9
kohlenstoff (Gewichts
prozent)
öliger Bestandteil	30,1	27,7
(Gewichtsprozent)
15 Harz (Gewichtsprozent;	23,4	25,4
Asphalten (Gewichtsprozent)	46,5	46,9

*) Die Penetration wurde in üblicher Weise bestimmt, wobei Belastung, Zeit und Temperatur 100 g, 5 Sekunden bzw. 25^:C waren. Eine Beschreibung des üblichen Verfahrens zur Bestimmung der Penetration ist in Asphalts und Allied Substances, Abraham, dritte Auflage, S. 664 bis 668, D. Van Nostrand Co., New York, enthalten.

Beispiel 2

Ein "Waira-Destillationsbitumen mit einer Penetration von 300 wurde als Rohmaterial verwendet und in einer Propanentasphaltierungsvorrichtung unter den im Beispiel 1 angewandten Bedingungen behandelt und ein Material mit einer Penetration von 11 und einem Erweichungspunkt von 67,2°C in einer Ausbeute von 65⁰C erhalten. Dieses Material wurde dann dem Luftverblasen bei einer Temperatur von 26O⁰C unterworfen und ein gilsonitartiges Bitumenmaterial mit folgenden Eigenschaften erhalten:

	Gilsonit	Gilsonit
	artiges
	Material
40 Penetration	1	1
Erweichungspunkt	145,3	142,5
(R und K) (⁰C)
Löslich in CCl₁ (Gewichts	99,9	99,9
prozent)
⁴⁵ Öliger Bestandteil	29,7	27,7
(Gewichtsprozent)
Harz (Gewichtsprozent)	20,3	25,4
50 Asphalten (Gewichtsprozent	) 50,0	46,9

Claims

Es ist bekannt, daß hartes geblasenes Bitumen

Patentanspruch: ähnliche Eigenschaften wie Gilsonit hat. Das ee-

Verfahren zur Herstellung eines gilsonitartigen blasene Bitumen wird üblicherweise aus den Vakuunv

Bitumenmaterials mit ,iner Penetration von 0 bis destiHationsruckstanden die bei der Herstellung von

1 und einem Erweichungspunkt von 130 bis 18O=C, 5 Schmieröl erhalten werden, oder aus weichem Desnlbei dem aus einem Destillationsbitumen und/oder lationsbitumen hergestellt. Der \ akuumdestillanonseinem bei der Herstellung von Schmieröl aus Erd- rückstand oder das Destillationsb.tumen wird üböl erhaltenen Vakuumdestiilationsrückstand zu- licherwe.se mit einer gegebenen Menge Luft (0,5 bis nächst mit einem der Lösungsmittel Propan, Butan 2 m'/mm) be! Temperaturen von 230 bis 270-C in oder Gemischen hiervon in einem Verhältnis von io einem Konverter geblasen. Das härteste geblasene Lösungsmittel zu dem zu extrahierenden Material Bitumen nach diesem Verfahren hat eine Penetration von 3 : 1 bis 10 : 1 ölige Bestandteile extrahiert von 2 bis 3, einen Erweichungspunkt voi. 1,0 bis werden und dann das der Lösungsmittelextraktion 150⁰C und ist Gilsonit in seinen al gemeinen Eigenunterworfene Material bei einer Temperatur von schäften ähnlich. Diese Art eines geblasenen Bitumens 200 bis 300° C mit Luft verblasen wird, d a - 15 zeigt den Mangel, daß sie eine größere Haftung ah durch gekennzeichnet, daß die Ex- Gilsonit besitzt und schwierig zu pulverisieren ist. traktion bei einer Temperatur von 50 bis 85⁰C Deshalb kann ein nichtklebriges Pulver aus dem ge- und einem Druck von etwa 40 kg/cm² bis zur blasenen Bitumen nicht erhalten werden, selbst wenn Bildung eines Materials mit einer Penetration von es zu einem Pulver verkleinert werden kann. Weüerhin

2 bis 30 vorgenommen wird. *> ist das geblasene Bitumen in Losungsmitteln wenig

löslich.

Der Grund hierfür dürfte in den Unterschiedlichkeiten der chemischen Zusammensetzung zwischen geblasenem Bitumen und Gilsonit bestehen. Die

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur 25 chemische Zusammensetzung von hartem geblasenen Herstellung einV eilsonitartigen Bitumenmaterials Bitumen beträgt allgemein 40 bis 50 Gewichtsprozent mit einer Penetration von 0 bis 1 und einem Er- ölige Bestandteile, 5 bis 8 Gewichtsprozent Harz und veichungspunkt von 130 bis 180°C, bei dem aus 40 bis 50 Gewichtsprozent Asphaltene, während dieeinem Destillationsbitumen und/oder einem bei der jenige von Gilsonit 10 bis 30 Gewichtsprozent ölige Herstellung von Schmieröl aus Erdöl erhaltenen 30 Bestandteile, 10 bis 30 Gewichtsprozent Harz und Vakuumdestillationsrückstand zunächst mit einem 40 bis 50 Gewichtsprozent Asphaltene ist.
der Lösungsmittel Propan, Butan oder Gemischen Es ergibt sich, daß das geblasene Bitumen mehr hiervon in einem Verhältnis von Lösungsmittel zu ölige Bestandteile und weniger Harz im Vergleich dem zu extrahierenden Material von 3 : 1 bis 10 : 1 zu Gilsonit enthält. Der größere Gehalt a.i öligen Beölige Bestandteile extrahiert werden und dann das 35 standteilen und der geringere Gehalt an Harz ergibt der Lösungsmittelextraktion unterworfene Material eine schlechtere Asphaltenpeptisierung. Die Asphaltenbei einer Temperatur von 200 bis 300° C mit Luft peptisierung begünstigt die Ausbildung der Asphaltenverblasen wird. micellenstruktur, wodurch die Zähigkeit des Bitumens Gilsonit ist eine Art eines natürlichen Asphalts, zunimmt. Durch die übermäßige Menge an öligen welcher in Utah und Colorado in den Vereinigten 40 Bestandteilen von niedrigem Molekulargewicht wird Staaten abgebaut wird und als dunkler Feststoff in auch die Haftfähigkeit des Pulvers bei der Pulveri-Ziemlich reinem Zustand erhalten wird. Gilsonit hat sierung erhöht. Weiterhin ergibt auch der niedrige «ine Penetration von 0 bis 1 und einen Erweichungs- Harzgehalt und das niedrige Harz-Asphalten-Verpunkt von etwa 14O⁰C; auch seine Härte ist sehr hoch. hältnis eine schlechte Löslichkeit in Lösungsmitteln. Er hat eine äußerst niedrige Haftfähigkeit, so daß er 45 Die Umsetzungen, die während des Luftblasverleicht ?u nichtklebrigen Teilchen pulverisiert werden lahrens auftreten, sind exotherm und umfassen Oxykann. Weiterhin ist Gilsonit mit anderen Asphalten dation und Polymerisation, wodurch sich eine alt und Anstrichlösungsmitteln mischbar oder verträglich mähliche Härtung des Bitumens ergibt. Die Zusamiund hat gute Witterungsbeständigkeit. mensetzung des Bitumens wird während des Luft-Auf Grund dieser Eigenschaften wird Gilsonit in 50 blasens geändert, und es ergibt sich eine Verringerung •weitern Umfang bei der Herstellung von Spezial- des Harzgehaltes und eine Zunahme des Asphaltenprodukten, beispielsweise Anstrichen, Lacken, Druck- gehaltes. Die Abnahme der öligen Bestandteile ist farben, Asphaltbestandteilen, Asphaltdächern und relativ gering. Deshalb hat das harte geblasene Bi-Asphaltfußbodenfließen, verwendet. Gilsonit muß aus turnen einen höheren Ölgehalt und einen niedrigeren den Vereinigten Staaten importiert werden, da er in 55 Harzgehalt im. Vergleich zu Gilsonit.
!natürlicher Form lediglich in Utah und Colorado vor- Um ein hartes Bitumen mit niedrigem ölgehalt kommt. Die Gesamtproduktion in Utah und Colorado und hohem Harzgehalt, wie Gilsonit, zu erhalten, ist beträgt etwa 100 000 t pro Jahr. Der hohe Preis des es notwendig, als Beschickungsmaterial für das Blasen Gilsonits hemmt jedoch stark eine weitere Zunahme Materialien zuzuführen, die vorhergehend zur Verseiner Verwendung. 60 ringerung des Ölgehaltes und Zunahme des Harz-

Es ist deshalb wichtig, ein Bitumenmaterial mit den gehaltes behandelt wurden.

vorstehend aufgeführten gilsonitartigen Eigenschaften In Ulimann, Enzyklopädie der technischen in großer Menge und mit niedrigen Kosten herzu- Chemie, Bd. 4, 1953, S. 418 bis 422, ist angegeben, stellen. daß neben einem weichen Destillationsbitumen auch Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Ver- 65 ein weicher Extraktionsrückstand als Rohmaterial fahren zu entwickeln, durch das gilsonitartige Bi- verwendet werden kann. Das übliche verblasene Bitumenmaterialien in großen Mengen und mit niedrigen turnen wird jedoch als Dachmaterial und Wasserab-Kosten hergestellt werden können. dichtu smaterial verwendet, so daß der Erweichungs-