ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Управление качеством окружающей среды, промышленной и экологической безопасностью при переработке углеводородных систем из "Экология переработки углеводородных систем" 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). [c.469] 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. [c.469] Свойства битумов зависят от природы нефти, их компонентного состава и режимных характеристик технологических процессов. [c.469] 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 атмосфер-но-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). [c.469] 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 деас-фальтизат (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. [c.469] 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. [c.470] 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. [c.470] 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. [c.471] 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. [c.471] 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. [c.472] 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. [c.472] 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. [c.472] 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. [c.472] 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). [c.473] 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, бескомпрессор-ные реакторы, трубчатые реакторы, колонны. Разработан двухсекционный реактор окисления, в котором секции окисления и сепарации (квенчинг-секция) совмещены в одном колонном аппарате. [c.473] 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 высокопарафнннстых 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. [c.473] 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 нолимербитумы 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. [c.474] Одним из путей получения битумов с необходимыми свойствами является модифицирование битумов. [c.475] Особенности получения окисленных битумов из гудрона. [c.475] Вернуться к основной статье