Один из вариантов экологически эффективных технологий - переработка нефтяных остатков в высокомолекулярные углеводородные системы - битумы. Битумы находят широкое применение во многих отраслях хозяйства. Это обусловлено их высокими технологическими, эксплуатационными и экономическими показателями: возрастанием пластичности при нагревании; быстрым увеличением вязкости при остывании; высокой адгезией к камню, дереву, металлам; гидрофобностью; водонепроницаемостью; стойкостью против действия кислот, щелочей, агрессивных жидкостей и газов; электро- и звукоизолирующей способностью; малой плотностью; низким коэффициентом теплопроводности; погодостойкостью и низкой стоимостью. Битумы используются для строительства и ремонта дорожных и аэродромных покрытий и оснований, полов промышленных зданий; стабилизации грунтов; защиты от коррозии металла и бетона; изготовления кровельных, гидро-,
468
тепло- и пароизоляционных покрытий, материалов и изделий; защиты от радиоактивных излучений; в производстве лакокрасочных материалов. Вследствие этого вопросам исследования и производства битумов уделяется большое внимание.
В зависимости от вида сырья и способа производства битумы классифицируют на природные (находящиеся в природе в чистом виде или извлекаемые из асфальтовых горных пород) и нефтяные (продукт переработки нефти или ее остатков).
По способу производства битумы различают: остаточные, окисленные, осажденные (асфальты), компаундированные. Для производства нефтяных битумов используют процессы вакуумной перегонки, окисления и деасфальтизации. Сырьем вакуумной перегонки обычно является мазут, для окисления и деасфальтизации применяют гудрон.
Свойства битумов зависят от природы нефти, их компонентного состава и режимных характеристик технологических процессов.
Характерными свойствами остаточных битумов в отличие от окисленных являются высокие плотность, твердость, сопротивление разрыву, а также чувствительность к изменению температуры. Для получения остаточных битумов пригодны лишь определенные сорта нефти - нафтенового и нафтеноароматического основания, т.е. тяжелые с малым содержанием парафинов. Производство остаточных битумов основывается на атмосферно-вакуумной перегонке нефтей. Основные параметры перегонки: температура, глубина вакуума и расход водяного пара. Обычно поддерживается температура 400-420°С, остаточное давление 30-70 мм рт. ст. (параметры процесса определяются природой сырья).
Осажденные битумы (асфальты) получают в процессе деасфальтизации гудрона. Режим деасфальтизации (температурный градиент в экстракционной колонне, соотношение пропан/сырье) регулируют в зависимости от требуемого качества битума. В таком процессе деасфальтизат (сырье для каталитического крекинга, гидрокрекинга) является уже побочным продуктом. Обычно для процесса используют нефти парафинового или смешанного основания, непригодные для непосредственного производства битумов. Процесс позволяет расширить сырьевые ресурсы битумного производства.
Асфальты деасфальтизации гудронов различных нефтей по своим свойствам могут быть разделены на две группы. К первой относятся асфальты с температурой размягчения по КиШ ниже 40°С. Они характеризуются относительно низкой вязкостью и отличаются относительно малым содержанием смолисто-асфальтеновых веществ. Эти асфальты получаются при переработке западно-сибирских
469
нефтей. Ко второй группе относятся асфальты деасфальтизации с температурой размягчения по КиШ выше 40°С. Они получаются при переработке смолистых парафинистых нефтей или малосернистых нефтей с относительно высоким содержанием парафина. На основе сульфирования асфальта деасфальтизации гудрона пропаном, а также ряда других остатков и кубовых остаточных фракций непредельных углеводородов получены асфальто-смолистые олигомеры АСМОЛ1, АСМОЛ2, КУБОЛ и т.д., которые могут найти широкое применение как антикоррозионные покрытия, материалы для электротехники, различные адгезивы и т.д. Асфальты деасфальтизации могут быть переработаны в битумы: окислением; компаундированием с прямогонным гудроном; окислением в смеси с прямогонным гудроном; окислением асфальта до температуры размягчения около 100°С с последующим разжижением его гудроном или экстрактом селективной очистки масел. Асфальты пропановой деасфальтизации, преимущественно первой группы, используются в производстве дорожных и строительных битумов и могут служить основным компонентом для получения битумполимерных составов для кровельных работ.
Глубокая вакуумная перегонка тяжелой нефти часто не обеспечивает необходимых качественных показателей битума. Для повышения вязкости и температурных характеристик вакуумных остатков используют процесс окисления, позволяющий получать из сырья широкого ассортимента окисленные битумы, которые по сравнению с остаточными имеют при одинаковой пенетрации более высокие температуры размягчения и вязкость. Широкое развитие получило использование остатков как сырья для получения окисленных битумов.
Процесс окисления сырья при получении битумов протекает по радикально-цепному механизму. При этом происходит образование свободных радикалов и гидроперекисей в качестве промежуточных продуктов. Кроме того, возникают цепные реакции; обрыв цепей происходит в результате рекомбинации радикалов. В системе устанавливается равновесная концентрация свободных радикалов. Одновременно протекает множество реакций: окислительное дегидрирование, деалкилирование, окислительная полимеризация, поликонденсация, крекинг с последующим уплотнением его продуктов. В зависимости от условий окисления возможны взаимные превращения кислых и нейтральных продуктов окисления.
Образование в процессе окисления смол и асфальтенов в значительной мере определяет свойства полученного битума. В зависимости от природы и консистенции сырья меняется качество окисленного
470
битума. Влияние природы нефтяного сырья на химические превращения компонентов в процессе окисления заключается в различной способности ароматических молекул асфальтенов и смол масляных фракций и гудронов к слоевой ориентации фрагментов и определяется степенью их ароматичности и замещенности.
Наиболее ценным сырьем по своим качествам для выработки битумов всех марок является гудрон прямой перегонки нефти. В зависимости от качества нефти путем регулирования глубины вакуума, температуры процесса и объема отбора дистиллятных фракций получают гудрон требуемого качества вплоть до готового битума.
Классификация нефтей как сырья для битумов основывается на содержании в них асфальтенов, силикагелевых смол и парафинов. Известна классификация нефтей различных видов и их остатков, направляемых на битумное производство:
- - высокосернистые, высокосмолистые нефти с содержанием 25-36% смолисто-асфальтеновых компонентов и 3-5% твердых парафиновых углеводородов;
- - смолистые, парафинистые нефти с содержанием 10-20% смолисто-асфальтеновых компонентов и 3-6% твердых парафиновых углеводородов;
- - малосмолистые, малопарафинистые нефти с содержанием 7-10% смолисто-асфальтеновых компонентов и 0,2-2,5% твердых парафиновых углеводородов;
- - парафинистые, малосмолистые нефти с содержанием 7-10% смолисто-асфальтеновых компонентов и 5-7% твердых парафиновых углеводородов;
- - малосмолистые, высокопарафинистые нефти с содержанием 5-10% смолисто-асфальтеновых компонентов и 7-12% твердых парафиновых углеводородов.
Для создания оптимальной технологии производства высококачественных битумов необходима раздельная переработка нефтей с учетом их пригодности для выработки битумов соответствующих марок. Лучшим сырьем для получения битумов являются высокосмолистые высокосернистые малопарафинистые тяжелые нефти.
Основными видами сырья для получения нефтяных битумов являются гудрон прямой гонки (76%), асфальт деасфальтизации (~19%), экстракт селективной очистки масел и другие тяжелые и высокосмолистые отходы переработки нефти (~5% от всего перерабатываемого сырья). При глубоком отборе вакуумных дистиллятов используют добавку к гудрону необходимого количества вакуумного
471
погона. Необходимые характеристики битума можно получить смешением гудронов различных нефтей.
Асфальт деасфальтизации, вовлекаемый в качестве сырья в производство окисленных битумов, способствует увеличению объемов выработки. Так, результаты опытно-промышленного пробега показали, что перевод окислительной установки с чистого гудрона на смесь гудрона и асфальта (до 30%) позволяет увеличить выработку битума марок БНД 60/90 и БНД 90/130.
Тяжелые остатки каталитического крекинга могут быть использованы в качестве сырья в окислительном процессе получения битумов. Оптимальными технологическими условиями окисления остатков каталитического крекинга являются: температура 288- 315°С, скорость подачи кислородсодержащего газа 12,5-50 л/ч на 1 кг сырья (в зависимости от эффективности использования воздуха в окислительной колонне). Продолжительность окисления определяется задаваемой температурой размягчения битума. В производство битумов могут быть вовлечены отработанные минеральные масла. Установлено, что битумы, получаемые окислением (при 240-250°С) гудрона и отработанного масла, удовлетворяют требованиям ГОСТ на дорожные битумы.
Характеристики вяжущих, получаемых компаундированием переокисленных асфальтов деасфальтизации, показывают, что в зависимости от степени переокисления и количества добавляемого отработанного масла могут быть получены разные марки битумов. Оптимальным сырьем для производства битумов являются остатки тяжелых нефтей ароматического основания. С вовлечением в битумное производство менее качественных парафинистых нефтей и различных остатков вторичных процессов переработки нефти большое значение приобретает обогащение перерабатываемого сырья ароматическими углеводородами, использование оптимальных технологических режимов и схем процессов окисления.
Основными параметрами процесса окисления, определяющими качество битума, являются: температура, расход воздуха и продолжительность окисления. Предельно допустимое содержание кислорода в газах окисления - не выше 6% об. при 250°С, в охлажденных газах - 7,2% об. Повышенная концентрация кислорода в газовом пространстве куба обусловливает возможность закоксовывания стенок этого пространства и взрыва в газовой фазе. Продолжительность процесса окисления зависит от температуры, расхода воздуха, в значительной степени от свойств сырья и необходимой марки битума.
Гудроны могут быть активированы непосредственно перед окислением введением в них концентратов ароматических углеводородов:
472
крекинг-остатков, полиалкилбензольных смол, каменноугольных смол, экстрактов селективной очистки масел, кубовых остатков производства оксиамина, смолистых отходов промышленности, отходов производства липких изоляционных лент и т.д. Разработана технология окисления гудронов ультразвуковым воздействием, в результате чего время окисления снижается на 30%.
Длительность процесса окисления в битумы является одним из узких мест производства. В качестве катализаторов окисления гудрона в битум предложены: отработанный катализатор полимеризации олефинсодержащих нефтяных газов - фосфор на кизельгуре, ортофосфорная кислота. Процесс окисления гудронов может быть интенсифицирован: изменением растворяющей силы дисперсной среды; путем изменения глубины отбора дистиллятных фракций при подготовке сырья; термическим уплотнением сырья; рециркуляцией продуктов в реакционном устройстве; добавкой в сырье эффективных комплексообразователей; регулированием температуры. Кроме того, интенсификация процесса может осуществляться созданием в реакционном объеме локальных температурных градиентов за счет подачи охлажденных или перегретых потоков продуктов, размещением в реакторе охлаждаемых (либо нагретых до более высоких температур) поверхностей или наличия в реакторе адсорбционных поверхностей (металлов или оксидов металлов).
Обычно схемы производства окисленных битумов основаны на последовательном проведении процессов вакуумной перегонки мазута и окисления полученного гудрона воздухом, причем вакуумные колонны входят в состав установок атмосферно-вакуумной перегонки. Процессы окисления в отечественной практике проводят в окислительных аппаратах четырех типов: кубы, бескомпрессорные реакторы, трубчатые реакторы, колонны. Разработан двухсекционный реактор окисления, в котором секции окисления и сепарации (квенчинг-секция) совмещены в одном колонном аппарате.
Широко ведутся исследования по разработке процесса производства битумов по схеме: окисление мазута-вакуумная перегонка. Такая схема переработки позволяет вовлечь в сырье производства окисленных битумов остатки высокопарафинистых нефтей. При переработке этих нефтей по обычной технологической схеме (перегонка-окисление) получаемые битумы характеризуются низкой растяжимостью из-за малого содержания ароматических углеводородов в конечном продукте, что обусловливается их невысоким содержанием в исходном сырье.
Предварительное окисление мазута до температуры размягчения 70-100°С по КиШ способствует превращению ароматических
473
углеводородов в более высококипящие соединения, которые при последующей вакуумной перегонке мазута остаются в остатке. При равной глубине отбора дистиллятов битум будет характеризоваться большим содержанием соединений ароматических структур и растяжимостью. Окисленный мазут может быть непосредственно подвергнут вакуумной перегонке или разбавлен неокисленным. Битум, полученный по схеме окисление-разбавление-перегонка, содержит большее количество ароматических углеводородов и, соответственно, имеет большую растяжимость, чем битумы, полученные по схемам: перегонка-окисление и окисление-перегонка. Узким местом в технологии получения битумов являются операции розлива и затаривания. Это трудоемкие операции, которые требуют больших затрат ручного труда и часто предопределяют как низкие технико-экономические показатели битумного производства в целом, так и низкую эффективность при использовании.
Постоянно повышающиеся требования к качеству и эксплуатационным характеристикам материалов на основе битума часто не могут быть удовлетворены только за счет выбора сырья и технологии производства битума. В этом случае прибегают к модификации битумов полимерными синтетическими материалами или отходами их производства. В последнее время полимербитумы стали применяться особенно широко: во-первых, потому, что синтетические полимерные материалы производят в большом количестве, и они стали более доступны; во-вторых, при их производстве образуется много отходов и побочных продуктов, которые не находят сбыта. Цель, которую преследовали многие исследователи и практики, заключалась в передаче битуму ценных свойств синтетических полимерных материалов: пластичности в широком температурном интервале (главным образом, за счет снижения температуры хрупкости), стойкости к агрессивным средам и эластичности.
В литературе обобщены данные по влиянию состава битумов и строения полимеров на свойства полимер-битумной композиции, даются рекомендации по оценке потенциальной возможности совместимости полимеров с битумами. Таким образом, развитие вторичных процессов переработки нефти и возможности использования их остатков в качестве сырья для процессов окисления в битум создают сырьевую базу для производства битумов. Лучшим сырьем для производства битумов являются остатки тяжелых нефтей ароматического основания. При вовлечении в битумное производство менее качественных парафинистых нефтей и различных остатков вторичных процессов переработки нефти необходимо использовать различные приемы обогащения сырья ароматическими углеводородами:
474
- - смешение в определенных соотношениях гудронов различных нефтей;
- - увеличение глубины отбора дистиллятных фракций с одновременной добавкой к вакуумному гудрону необходимого количества вакуумного погона;
- - активация мазута путем введения концентратов ароматических углеводородов (например, экстракта селективной очистки масел фенолом - III масляной фракции в количестве 2-3% масс.).
Высокопарафинистые нефти могут быть переработаны с получением качественных битумов по схеме: окисление мазута-перегонка смеси окисленных и неокисленных мазутов.
Анализ литературных данных позволяет сделать вывод, что процесс окисления гудронов может быть интенсифицирован:
- - интенсивным перемешиванием;
- - дискретной (прерывистой) подачей воздуха;
- - кратковременным повышением температуры (~10°С выше оптимальной) в начальный период;
- - изменением растворяющей силы дисперсной среды активированием гудрона (или мазута);
- - рециркуляцией продуктов;
- - введением каталитических добавок.
Одним из путей получения битумов с необходимыми свойствами является модифицирование битумов.
Особенности получения окисленных битумов из гудрона. В качестве примера рассмотрим процесс получения окисленных битумов из гудронов различных нефтей: легкой ухтинской, восточной и их смесей. Окисление гудронов проводилось в лабораторном кубе при температурах 250 и 270°С, скорости подачи воздуха 3 и 8 л/(кг·мин). Результаты исследований представлены в табл. 4.66-4.69. Скорость окисления рассчитывалась как изменение температуры размягчения битума за 1 ч окисления (при общей продолжительности окисления 8 ч).
Выполненный комплекс исследований показал, что получение битумов всех марок ДНД по ТУ, содержащих до 60% гудрона из ухтинских нефтей, возможно в пределах кондиционности 90-100% при умеренных расходах воздуха и температуре окисления 270°С. При этом обеспечивается переокисление гудрона до температуры размягчения на 1,5-3°С выше, чем нижние значения по ГОСТ.
Таким образом, изменяя структуру сырья введением в него комбинированной добавки можно получать битум с улучшенными эксплуатационными свойствами при сокращении времени окисления.
Полученные данные показывают, что гудрон ухтинской нефти имеет самую низкую вязкость. Качество получаемого битума
475
в значительной степени зависит от природы нефти, из которой получен гудрон (табл. 4.70). Окисленные битумы из гудроном легкой ухтинской нефти отличаются высокой пенетрацией при 25°С и пониженной растяжимостью, что обусловливается низким содержанием смол при высоком содержании парафинов. Для достижения стандартных пределов пенетрации необходимо переокислять битум до температуры на 2, 3°С выше, чем нижние пределы по ГОСТу.
При пенетрации, соответствующей ГОСТ для битумов марок БНД 60/90 и БНД 40/60, стандартная растяжимость не достигается.
Систематизация показателей качества гудронов, полученных на промышленной установке из различных видов нефтей, показывает, что гудрон ухтинской нефти имеет меньшую вязкость даже при более высоких температурах размягчения, чем гудрон из восточной нефти. Такое явление объясняется повышенным содержанием парафинов в ухтинской нефти и влиянием их на величину вязкости гудрона.
Химическая природа нефти, из которой получается гудрон, значительно влияет на качество окисленных дорожных битумов.
Таблица 4.66
Результаты окисления смесей гудронов различных нефтей в лабораторном кубе
| Состав смеси гудронов, % масс. |
Температура размягчения исходного сырья КиШ, °С |
Условия окисления |
Качество окисленного битума |
Марка битума |
| 1* |
2* |
Тем-
пература, °С |
Продол-
житель-
ность, ч |
Тем-
пература размяг-
чения, °С |
Пенет-
рация при 25°С, 0,1 мм |
Растя-
жимость при 25°С, см |
| 20 |
80 |
34 |
250 |
1 |
36 |
208 |
36,4 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
2 |
39 |
206 |
36,6 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
3 |
43 |
173 |
44,3 |
БНД 130/200 |
| |
|
|
|
4 |
45 |
113 |
53,5 |
- |
| |
|
|
|
5 |
47,5 |
68 |
100 |
БНД 60/90 |
| |
|
|
|
6 |
55 |
45 |
81 |
БНД 40/60 |
| |
|
|
|
8 |
62 |
16 |
19 |
- |
| 30 |
70 |
35 |
250 |
5 |
44 |
102 |
73,2 |
БНД 90/130 |
| |
|
j |
|
6 |
53 |
87 |
100 |
БНД 60/90 |
| |
|
|
|
7 |
54 |
54 |
100 |
БНД 40/60 |
| 40 |
60 |
38 |
250 |
7 |
51 |
53 |
100 |
БНД 40/60 |
| 50 |
50 |
38 |
- |
5 |
47,5 |
105 |
100 |
БНД 90/130 |
| |
|
|
|
7 |
54 |
69 |
67,4 |
БНД 60/90 |
476
Окончание табл. 4.66
| Состав смеси гудронов, % масс. |
Температура размягчения исходного сырья КиШ, °С |
Условия окисления |
Качество окисленного битума |
Марка битума |
| 1* |
2* |
Тем-
пература, °С |
Продол-
житель-
ность, ч |
Тем-
пература размяг-
чения, °С |
Пенет-
рация при 25°С, 0,1 мм |
Растя-
жимость при 25°С, см |
| 60 |
40 |
39 |
250 |
1 |
41 |
250 |
13,2 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
2 |
42 |
214 |
16 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
3 |
43 |
240 |
21,6 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
4 |
47 |
133 |
40,5 |
- |
| |
|
|
|
6 |
53 |
50 |
53,6 |
БНД 40/60 |
| |
|
|
|
8 |
58 |
39 |
33,4 |
- |
| |
|
|
|
10 |
68 |
28 |
4,8 |
ТУ |
| |
|
|
|
11 |
71 |
18 |
3,8 |
- |
| |
|
|
|
11,5 |
72 |
17 |
3,4 |
_ |
| 60 |
40 |
38 |
270 |
4 |
53 |
49 |
54,2 |
БНД 40/60 |
| |
|
|
|
6 |
69 |
12 |
5,6 |
Нестандартный |
| |
|
|
|
7 |
84 |
8,0 |
3,2 |
- |
| |
|
|
|
7,5 |
- |
7 |
3 |
- |
| 100 |
0 |
43 |
250 |
1 |
47 |
220 |
10 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
2 |
47,5 |
203 |
8,9 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
3 |
48 |
197 |
9,4 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
4 |
48 |
225 |
15,2 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
8 |
54 |
82 |
21 |
- |
| 100 |
0 |
43 |
250 |
6 |
51 |
75 |
24 |
- |
| |
|
|
|
8 |
55 |
46 |
24,8 |
- |
| |
|
|
|
10 |
64 |
35 |
5 |
ТУ |
| |
|
|
|
11 |
70 |
22 |
5 |
ТУ |
| |
|
|
|
12 |
77 |
16 |
3 |
- |
| 100 |
0 |
43 |
270 |
1 |
47 |
223 |
6,8 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
2 |
47,5 |
220 |
9,2 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
3 |
49 |
225 |
17,6 |
БНД 200/300 |
| |
|
|
|
4 |
51 |
161 |
36 |
- |
| |
|
|
|
6 |
56 |
55 |
28,8 |
- |
| |
|
|
|
8 |
83 |
15 |
2,7 |
- |
| 0 |
100 |
31 |
250 |
2 |
38 |
170 |
36,6 |
- |
| |
|
|
|
4 |
46 |
78 |
95,8 |
БНД 60/90 |
| |
|
|
|
6 |
55 |
41 |
84,6 |
БНД 40/60 |
| |
|
|
|
8 |
71,5 |
11 |
4,8 |
- |
| |
|
|
|
10 |
85 |
8 |
1,2 |
- |
| |
|
|
|
11 |
98 |
2 |
0,8 |
- |
*1 - ухтинская нефть; 2 - западносибирская нефть; расход воздуха для всех опытов - 3 л/(кг·мин).
477
Таблица 4.67
Окисление гудрона с комбинированной добавкой (сера с черным соляром - отдувом)
| Содержание в сырье, % масс. |
Параметры окисления |
Характеристика битума |
| серы |
отдува |
Время окисления, мин |
Количество отдува, % масс. |
Тем-
пература размяг-
чения, °С |
Пенет-
рация при 25°С, 0,1 мм |
Пенет-
рация при 0°С, 0,1 мм |
Растя-
жимость, см |
Тем-
пература хрупкости, °С |
| - |
- |
280 |
4,0 |
48,5 |
53 |
20 |
>100 |
-13,0 |
| 0,2 |
1,8 |
220 |
5,0 |
49,0 |
50 |
18 |
75 |
-13,5 |
| 0,6 |
2,4 |
205 |
5,2 |
48,0 |
55 |
21 |
>100 |
-16,0 |
| 1,0 |
3,0 |
195 |
5,0 |
48,0 |
62 |
22 |
>100 |
-16,5 |
| 1,3 |
3,2 |
182 |
4,1 |
47,5 |
57 |
18 |
>100 |
-12,5 |
| 1,7 |
3,3 |
175 |
6,9 |
47,5 |
60 |
20 |
68 |
-17,0 |
| 2,4 |
3,6 |
140 |
3,6 |
48,0 |
53 |
14 |
>100 |
-14,0 |
| 3,0 |
4,0 |
125 |
4,8 |
48,5 |
55 |
13 |
85 |
-13,0 |
478
Таблица 4.68
Характеристики окисленных битумов из гудронов
| Количество добавки, % |
Параметры окисления |
Характеристики битумов |
| Время окисления, мин |
Коли-
чество отдува, % масс. |
Тразм. °С |
Пенет-
рация при 25°С, 0,1 мм |
Пенет-
рация при 0°С, 0,1 мм |
Растяжимость при 25°С, см |
Тхр. °с |
Изменение Тразм. после прогревания, °С |
Марка битума по ГОСТ |
| 0 |
280 |
4,0 |
48 |
53 |
22 |
>100 |
-13,0 |
8,0 |
Нестандартный |
| 1,0 |
260 |
3,0 |
48 |
70 |
20 |
>100 |
-16,5 |
6,0 |
БНД 60/90 |
| 2,0 |
255 |
4,0 |
48 |
74 |
30 |
>100 |
-16,5 |
5,6 |
БНД 60/90 |
| 4,0 |
195 |
5,0 |
48 |
62 |
21 |
>100 |
-16,5 |
5,0 |
БНД 60/90 |
| 6,0 |
165 |
3,6 |
48 |
65 |
30 |
>100 |
-16,5 |
5,5 |
БНД 60/90 |
| 8,0 |
130 |
2,3 |
48 |
88 |
32 |
>100 |
-14,5 |
6,0 |
Нестандартный |
Добавка: сера с черным соляром в соотношении 1 : 3; Токисл = 250°С; расход воздуха - 16 л/(кг·мин)
479
Таблица 4.69
Характеристика гудрона
| Показатель |
Гудрон |
| восточной нефти |
легкой ухтинской нефти |
смеси нефтей (1:1) |
| Температура размягчения, °С |
31,8 |
36,9 |
32,7 |
| Температура вспышки в открытом тигле, °С |
297 |
385 |
282 |
| Условная вязкость при 60°С, с |
252 |
237 |
110 |
Из гудронов восточной нефти получаются все марки дорожных битумов, соответствующие ГОСТу, и строительные битумы, которые имеют запас по качеству.
Окисленные дорожные битумы из гудрона ухтинской нефти отличаются высокой пенетрацией (при 25°С) и пониженной растяжимостью, что обусловлено низким содержанием смол при высоком содержании парафинов. Для достижения требуемых значений пенетрации необходимо переокислять битум до температуры на 2-3°С выше, чем нижние пределы по ГОСТ. Малоокисленные дорожные битумы из ухтинского гудрона (марки БНД 200/300, БНД 130/200) имеют 100%-ный предел кондиционности.
Ухтинский гудрон имеет более длительный индукционный период окисления по сравнению с гудроном восточной нефти.
Лабораторными исследованиями показано и промышленными испытаниями подтверждено, что из гудронов нефтяных смесей, содержащих 50-60% легкой ухтинской нефти, вырабатываются битумы всех марок БНД по ГОСТ и строительный битум по ТУ. При этом должно быть обеспечено переокисление битума до температуры размягчения на 1,5-3°С выше, чем нижнее нормированное значение.
Получение окисленных битумов из мазута. Технология получения окисленных битумов заключается в окислении кислородом воздуха части исходного мазута с последующей вакуумной перегонкой смеси окисленного и неокисленного исходных мазутов. Целесообразность данной технологии заключается в получении оптимальным способом битумов, соответствующих требованиям ГОСТ, и вакуумного газойля, являющегося сырьем для процесса каталитического крекинга (табл. 4.71). Таким образом, битумные технологии перспективны с точки зрения экологии переработки остаточных углеводородных фракций.
480
