Химический состав нефтяных битумов

Химический состав нефтяных битумов [c.45]

Химический состав битумов чрезвычайно разнообразен. Фактически это смесь метановых, нафтеновых, ароматических углеводородов и кислородных, сернистых и азотистых органических соединений. Классификация нефтяных бит мов производится, исходя из их элементарного состава (табл. 36). [c.114]

Химический состав битумов гораздо сложнее, чем других нефтяных фракций. Обычно нефтяные битумы содержат 80—87% углерода, 10—12% водорода, 5—10% кислорода, 1—5% серы и до 1 % азота. [c.11]

Основные положения доклада сформулированы автором следующим образом. Асфальтены и нефтяные смолы суть две группы, составляющие коллоидно-дисперсную часть сырой нефти. Эти две группы веществ различаются между собой по составу, строению-размерам частиц и свойствам. При переработке нефти коллоидные частицы концентрируются в остатках от перегонки, не претерпевая существенных изменений в структуре. Асфальтены содержат преобладающее количество содержащихся в нефти неуглеводород -ных компонентов. Нефтяные смолы построены почти исключительно из углеводородов. Рассматривается состав смол и асфальтенов и причины их сильно различающихся реологических свойств, а так же влияние поверхностно-активных свойств веществ, содержащихся в асфальтенах, на смачивающие свойства битумов. Нельзя не согласиться с утверждением Г. Неймана, что многие свойства асфальтенов, прежде всего поверхностно-активные, часто довольно сильно меняются при отсутствии существенных изменений в химическом составе и структуре последних, что изменения этих свойств могут быть обусловлены наличием в асфальтенах примесей свободных нафтеновых кислот и редкоземельных солей нафтеновых кислот. Справедливо и утверждение о гетерогенности асфальтенов и нефтяных смол, а также о их слабой изученности. Однако два основных вывода доклада Г. Неймана о чисто углеводородном составе нефтяных смол и об отсутствии изменений в строении смол и асфальтенов при высокотемпературной переработке нефти, нахо- [c.41]

В учебном пособии рассмотрены состав и свойства нефтяных битумов и их композиций с полимерными добавками. Изложены данные по химическому составу различных фракций и влияние его на коллоидную структуру битумов. Большое внимание уделено процессу окисления как основному методу получения этого продукта, а также. модификации свойств битумов добавками полимеров. [c.2]

Предложен состав кровельной мастики на основе нефтяных битумов и восков, которая применяется для изготовления без-рулонной кровли, отличающейся повышенной химической и атмосферной стойкостью. Результаты работ внедряются в ряде строительных организаций Гурьевской области. [c.16]

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА НЕФТЯНЫХ БИТУМОВ [c.11]

Адгезию (прилипание) оценивают по степени покрытия битумом поверхности частиц щебня или гравия после обработки образца в кипящей воде. Адгезионная способность битума зависит от его химического состава в присутствии парафина она снижается, поэтому его содержание ограничивается (не более 5 %). С повышением молекулярной массы асфальтенов, входящих в состав битума, адгезионные его свойства улучшаются. Для производства нефтяных битумов используют следующие три основных способа [c.614]

Химический состав битумов весьма разнообразен состав природных битумов зависит от геологических условий их образования, а нефтяных битумов — от состава исходных нефтепродуктов и способов их переработки. [c.76]

Химический состав и свойства битумов, выпущенных разными заводами и полученных из разных нефтей по различной техпологпи в соответствии с требованиями нового ГОСТ (битумы марки БНД-90/130), даны в табл. 37. Все битумы независимо от природы нефти, качества исходного нефтяного сырья и технологии получения имеют близкий химический состав и содержат асфальтенов 20,4—22 7о, смол 29—33,2%, углеводородов 48—49°/о- При этом доля асфальтенов в общем количестве асфальто-смолистых веществ составляет 0,39—0,45°/о, а отношение асфальтенов к сумме углеводородов и смол 0,26—0,30%- Некоторое исключение составляет битум инд. 627, изготовленный из остатков термического крекинга. [c.187]

Асфальтовые битумы, природные и нефтяные, представляют собой сложную смесь большого числа различных углеводородов и их кислородных, сернистых и азотистых производных. Химический состав битумов настолько сложен, что установление его до настоящего времени ограничивается только выявлением отдельных групп соединений, имеющих более или менее одинаковые свойства. [c.330]

Нефтяные битумы — один из важных продуктов нефтепереработки. Они применяются в гидротехническом и дорожном строительстве, в лесной и химической промышленности, в производстве шин, резины, электродов, мягких кровельных материалов и многих других отраслях народного хозяйства. Битумы представляют собой сложную коллоидную систему. В их состав входят в основном масла, смолы, асфальтены. Асфальтены влияют на твердость и температуру размягчения битума чем больше асфальтенов, тем он тверже смолы повышают эластичность и цементирующие свойства битумов масла являются разжижающей средой, в которой растворяются смолы и набухают асфальтены. [c.303]

Битумы представляют собой слол<ную смесь высокомолекуляр-]1ых углеводородных соединений нефти и их кислород-, серо-, азот- и металлсодержащих производных. Элементный состав битумов колеблется в следующих пределах (в % масс.) углерода 80—85, водорода 2—8, кислорода 0,5—5, азота до 1, серы до 7%. Он зависит от природы нефти, состава исходного сырья — нефтяных остатков и от технологии его производства. Ниже приведена применяемая в СССР и распространенная в зарубежных странах методика определения группового химического состава битумов. [c.279]

Независимо от качества исходных нефтяных фракций и технологии получения битумы марок БН-П1 и БН-П несколько отличаются друг от друга по химическому составу. С увеличением марки повышается общее количество асфальто-смолистых составляющих и доля в них асфальтенов. Увеличивается также отношение асфальтенов к сумме смол и углеводородов. В то же время углеводородный состав битума практически не зависит от его марки. На групповой углеводородный состав оказывает влияние природа нефти, из которой был приготовлен битум. В табл. 6 даны результаты адсорбци- [c.56]

Битумы каждого типа могут быть получены из разнообразных нефтей и нефтяных фракций различными технологическими способами. Влияние природы нефти, состава нефтяных фракций и технологии получения, однако, сказывается на химической характеристике битумов внутри каждого типа. Несмотря на одинаковое суммарное количество основных компонентов в битумах одного и того же типа, углеводородный состав их может несколько различаться. Так, для битумов I типа, содержащих, как правило, значительно больше [c.63]

В промышленности уже в течение многих лет применяется окисление прямогонных нефтяных остатков, главным образом с целью изменения реологических свойств получаемых из них битумов. В процессе продувки остатков воздухом кислород взаимодействует с компонентами сырья при температуре 200—350 °С. При этом химический состав и соответственно молекулярная структура и свойства остатков изменяются. Соотношение углерод водород для асфальтенов снижается при окислении с 11 1 до 10,5 1. Для смол и масел это соотношение уменьшается, но в меньшей степени (с 8 1 до 7,7 1). Пары воды, двуокись углерода и низкомолекулярные продукты окисления (эфиры, кислоты и альдегиды) удаляются из реакционного объема вместе с продувочными газами. Целевым продуктом является окисленный битум, который существенно отличается от исходного, неокисленного сырья. При окислении изменяется его групповой состав уменьшается содержание масел и значительно возрастает количество асфальтенов, продуктов поликонденсации. Количество силикагелевых смол в некоторых случаях уменьшается, а в других несколько возрастает. [c.32]

В последние 10—15 лет, благодаря использованию комплекса методов физико-химического анализа, удалось значительно расширить представление о принципах химического строения веществ, входящих в состав гудронов и битумов. Сочетанием хроматографического и хроматомасс-спектроскопического методов анализа были выделены углеводороды из тяжелых нефтяных остатков (>550°С), идентичные по строению углеродного скелета углеводородам, входящим в газойлевую часть нефти. Это к-алканы и изоалканы с числом углеродных атомов от 30 до 40—45 и полициклические соединения типа стерана (тетрациклические) и гопана (пентациклические). Полициклические соединения могут быть полностью насыщенными (полициклонафтены) или содержать одно или два ароматических кольца. В молекулах таких углеводородов полициклическая часть имеет ряд метильных заместителей и один длинный, часто разветвленный, алкильный заместитель (С4—С12). Помимо доказательства строения отдельных индивидуально выделенных углеводородов, проводились исследования характерных структурных параметров соединений, входящих в относительно узкие (хроматографические) фракции. На основании экспериментальных данных о структурных параметрах расчетным путем (интегральный структурный анализ) строились среднестатистические гипотетические формулы веществ, составляющих данную фракцию. Известно, что несмотря на большое разнообразие нефтей даже в смолах и асфальтенах колебания в содер-274 [c.274]

Систематические исследования по выяснению влияния хими ческой природы нефтяного сырья и условий окисления на состав-и свойства окисленных битумов [42—49] показали, что глубина отбора дистиллятных фракций заметно сказывается как на составе гудрона, так и на характере изменения и глубине термоокислительного превращения последнего. Детальное исследование элементного и компонентного составов тяжелых нефтяных остатков, полученных различными вариантами термической обработки, позволило выяснить характер влияния на направление и глубину превращения их в процессе производства. Полученные экспериментальные данные дали возможность составить общее представление об основных направлениях химических изменений составляющих битум компонентов в процессе его производства в заводских условиях. Чем более жесткой высокотемпературной обработке подвергаются тяжелые нефтяные остатки, тем большую роль в стадии окисления играет углеводородная часть битума. Это видно из данных, характеризующих количественное и качественное изменения в составе углеводородов. При переходе от гудрона к окисленному битуму (БН-У) содержание углеводородов снижается с 65—70 до 40—46%. При этом в окисленном битуме практически отсутствуют парафино-циклопарафиновые углеводороды, а среди ароматических углеводородов преобладают структуры, содержащие в молекуле ди- и нодиконденсированные ароматические ядра. Жидкие продукты окисления ( отдув ) битума на первой стадии окисления (до БН-1П) состоят из низкомолекулярных кислородных производных углеводородов преимущественно алифатической природы. [c.133]

На рис. 67 схематически представлены стадии перехода НДС из одного состояния в другое в зависимости от температуры. Разделение схемы на две области вне пределов зоны молекулярных растворов ( Ж) основано на различии в прочности связи внутри структурных единиц и между ними. Химический состав, порядок расположения молекул, расстояние между ними, структура студней, золей и гелей в двух областях АЕ и ЖМ) и их свойства могут отличаться принципиально друг от друга. Область, в пределах которой действуют ММВ, имеет участки АБ (студни) и ГЕ (золн). Участок АБ, в свою очередь, состоит из двух зон, в которых соответственно образуются упру-го-хрупкие и упруго-пластичные студни (на рис. (з7 они не показаны), как и участок ГЕ, который включает зону ГД (кинетически неустойчивое состояние золя). Каждая зона отделена друг от друга характерными температурами, в пределах которых сохраняется одна и та же закономерность изменения свойств НДС. Соответственно пх именуют в точках температурами Б — стеклования (кристаллизации), В — плавлепия, Д — перехода в устойчивое дисперсное состояние, Е — перехода в состояние молекулярного раствора. В зоне ЕЖ нефтяная миогокомсюнент-пая система находится в состоянии молекулярных растворов. В некоторых остатках (пеки, битумы) зона ЕЖ вообищ может отсутствовать. [c.185]

Большое влияние на сввйства растворов на нефтяной основе оказывает химический состав его компонентов. Нефтяная основа — дизельное топливо — является не только средой, но и агентом, обеспечивающим диспергирование битума. Поэтому существен ее групповой состав, приближенно характеризующийся анилиновой точкой и кислотным числом. Асфальтены, наиболее полезная часть битума, хорошо растворяются в ароматических углеводородах, но не растворяются и даже не набухают в парафиновых и нафтеновых углеводородах. Изменяя соотношение ароматических, нафтеновых и парафиновых углеводородов, можно регулировать дисперсность асфальтенов от коллоидальной до молекулярной, соответствующей истинным растворам. Для обеспечения низкой фильтрации необходимо, чтобы величина частиц асфальтенов соответствовала размерам пор разбуриваемых пород. Исследования К. Ф. Жигача и Л. К. Мухина с сотрудниками [19, 45] показали, что фильтрация снижается по мере уменьшения содержания ароматики в дизельном топливе, но при этом сильно возрастает вязкость. Соответственно при большом содержании парафиновых углеводородов частицы асфальтенов образуют тиксотропные структуры. Было установлено, что оптимальны 12—18%-ные битумные растворы в высокопарафи-нистом дизельном дистилляте, содержащем около 10, но не более 20% ароматики, и имеющем анилиновую точку не менее, 68,5° С, т. е. значительно выше обычно рекомендуемой (55° С). [c.377]

При изучении основ производства высокоплавких битумов,используемых в качестве дисперсной фазы промывочных растворов на нефтяной основе, показано,что предопределящим являются не технические свойства материала, такие, например, как температура размягчения, глубина проникания иглы, растяжимость, температура хрупкости, а химический состав, в результате которого образуется наиболее благоприятное соотношение первичных и вторичных структурных единиц в структурообразователе. [c.9]

Изучение химии битумов представляет большие трудности. Химический состав битумов гораздо сложнее, чем других нефтяных фракций, вследствие более высокого молекулярного веса и содерлония больших количеств других элементов, кроме углерода и водорода. [c.204]

Химический состав природных нефтяных битумов и битумов серных руд очень сложный и характеризуется разными типами углеводородов парафиновыми С Н2п + 2, нафтеновыми СпНа , ароматическими С Нт, гетероциклическими и гибридного строения (т. е. состоящими одновременно из ароматических колец и боковых парафиновых цепей). Битумы можно рассматрйвать как растворы высокомолекулярных соединений, представляющие собой двухфазную систему асфальтены — высокомолекулярные соединения, и, мальтены, состоящие из масел и смол и являющиеся растворителями для асфальтенов. Б состав битумов входят также незначительные количества веществ, называемых карбенами и кар-боидами, — это наиболее обогащенные углеродом высокомолекулярные соединения. [c.24]

Уже отмечалось, что состав и строение нефтяных смол и асфальтенов имеют много общего, прежде всего, это сходство элементов структуры углеродного скелета и их элементного состава. В сырых нефтях и в тяжелых остатках от прямой перегонки нефтей значение величин отношения смолы/асфальтены варьирует, как правило, в пределах от 9 1 до 7 3, а в окисленных битумах и тяжелых крекинг-остатках — от 7 3 до 1 1 [6]. Большая физическая и химическая гетерогенность смолисто-асфальтеновых веществ, слабая термическая стабильность и близость структуры и элементного состава их молекул делают крайне трудной задачу их разделения и нахождения четкой границы раздела, если таковая существует. В распределении по молекулярным весам нефтяных асфальтенов и смол есть известное подобие спектру полимергомологов — от олигомеров до высокомолекулярных полимеров. Различие в элементном составе смол и асфальтенов иллюстрируется данными, полученными разными исследователями на обширном материале нефтей, асфальтов и тяжелых нефтяных остатков. Асфальтены, как правило, осаждались н-пентаном и переосаждались из бензольного раствора смолы си-ликагелевые, т. е. выделенные адсорбционной хроматографией на крупнопористом силикагеле. [c.45]

Влияние природы нефти, состава нефтяных фракций и способа получения все же сказывается на химической характеристике битумов. Несколько различается углеводородный состав бптумов. Так, битумы, полученные с применением крекинг-остатка, содерлсат меньше иарафино-нафтеновых углеводородов, ио больше тяжелых иолициклоароматических углеводородов, чем битумы из остатков прямой перегонки. Различно содержание твердых парафинов. [c.187]