15.Виробництво бітумів способом вакуумної дистиляції:сировина,фізико-хімічна сутність принципові параметри технологічних режимів

Концентрированием нефтяных остатков путём перегонки их в вакууме получают остаточные битумы. Для получения остаточных битумов может быть использовано только сырьё с большим содержанием асфальтосмолистых веществ, которые в достаточном количестве присутствуют в тяжёлых высокосмолистых сернистых нефтях. В процессах вакуумной перегонки и деасфальтизации получают остаточные и осаждённые битумы. Главное назначение этих процессов – извлечение дистиллятных фракций для выработки моторных топлив – в случае первого, подготовка сырья для производства базовых масел (начальный этап) – в случае второго. В то же время побочные продукты этих процессов – гудрон перегонки и асфальт деасфальтизации – соответствуют требованиям по сырью в производстве битумов или их используют в качестве сырья в производстве окисленных битумов.

Технология

Остаточные битумы вырабатывают из мазутов с высокой концентрацией асфальтосмолистых веществ вакуумной перегонкой как остаток этой перегонки. Напомним, что мазут является остатком от атмосферной перегонки нефти.

Более подробно остановимся на окислении гудронов или остаточных битумов кислородом воздуха. Основными параметрами процесса являются температура, расход воздуха и давление.

Чем выше температура, тем быстрее протекает процесс окисления, но при слишком высокой температуре ускоряется образование карбенов и карбоидов, которые предают битумам нежелательную повышенную хрупкость. Обычно температуру поддерживают на уровне 250 – 280 0С.

Чем больше расход воздуха, тем меньше требуется времени на окисление. При чрезмерно большом расходе воздуха температура в окислительной колонне может возрасти выше допустимой. Поэтому расход воздуха является основным регулирующим параметром для поддержания нужной температуры. Общий расход воздуха зависит от химического состава сырья и качества получаемого битума и составляет от 50 до 400 м3 / т битума.

Давление в зоне реакции при его повышении интенсифицирует процесс, и качество окисленного битума улучшается. В частности, повышается пенетрация битума при неизменной температуре размягчения. Обычно давление колеблется от 0,3 до 0,8 МПа.

Основным аппаратом является окислительная колонна диаметром 3400 мм и высотой 21 500 мм.

Технологический режим процесса следующий:

температура, 0С:

сырья на выходе из печи 180 – 250

в окислительной колонне, не выше 290

битума на выходе из холодильника 170 – 200

налива битума в цистерны 170 – 180

давление в окислительной колонне, МПа 0,3 – 08

расход воздуха, м3 / т битума 50 – 400

тепловой эффект процесса, кДж / кг битума 168 – 502

содержание кислорода в газообразных

продуктах окисления, % 3 -11

16.Виробництво органічних в'яжучих способом компаундування:сировина,фізична сутність ,основні технологічні параметри (на прикладі рідких бітумів)

Компаундування токсичних відходів ґрунтується на їх зв язуванні за допомогою різних зв язуючих речовин в штучні матеріали високої стійкості, довговічності та непроникності, що дозволяє практично виключити їх вплив на довкілля після поховання.

Для компаундування поки що переважно застосовуються наступні види зв язуючих речовин, що мають певні недоліки:

- бітуми, які характеризуються низькою термостійкістю та горючістю;

- термореактивні полімерні в'яжучі речовини, для яких необхідно використання сильного кислотного каталізатору, в якому більшість небезпечних речовин, насамперед сполуки важких металів, переходять в розчинну форму і можуть потрапляти в оточуюче середовище;

- неорганічні в'яжучі речовини (цементи, кераміка, скло), які часто є нестійкими до кислотних розчинів, сульфатів тощо.

Отримані методом компактування гранули можуть бути депоновані в різні бар'єрні системи (моноліти, ємності), а також депоновані при виробництві бетонних конструкцій (фундаментів, шляхових конструкцій).

Для компаундування можуть бути застосовані органомінеральні в'яжучі речовини контактно-конденсаційного твердіння, які дозволяють зв язувати токсичні речовини як органічного, так і неорганічного походження в нерозчинні сполуки IV класу небезпеки в складі гранул високої міцності (>30 МПа) та повної водостійкості (Квод>1). Такі в'яжучі речовини можуть бути застосовані для знешкодження та поховання токсичних відходів з наступним використанням отриманих гранул замість частини крупного заповнювача при виробництві бетонних та залізобетонних виробів (кількість депонованих відходів складає 25 % та більше від маси бетону, або 500-700 кг/м3 бетону). Також вони можуть бути застосовані для обробки відходів, які містять в своєму складі цінні компоненти і підлягають подальшій утилізації; компактування таких відходів за допомогою органомінеральних в'яжучих контактного твердіння забезпечує високу концентрацію відходів в гранулах (до 90 %), повну їх водостійкість та непроникність, що забезпечує можливість безпечного довгострокового зберігання до переробки або транспортування.

17.способи отримання рідких нафтових бітумів,технічні властивості вибір складових

рідкі бітуми використовують як в'яжуче при будівництві дорожніх покриттів. Їх застосовують у підігрітому до температури 60-100°С стані, що забезпечує необхідну легкоукладальність сумішей. Згодом в’язкість рідких бітумів підвищується унаслідок випаровування летких масел, що містяться в них, і процесів окислювання, що відбуваються частково, і полімеризації. Через деякий проміжок часу рідкі бітуми, що знаходяться в дорожніх покриттях, наближаються за властивостями до в’язких дорожніх бітумів.

У залежності від швидкості формування структури рідкі бітуми поділяють на два класи: СГ – середньо густішаючі; МГ і МГО - що повільно густішають.

Основними властивостями рідких дорожніх бітумів є: умовна в’язкість (технологічна); швидкість загустіння, що характеризується вмістом і видом розріджувача, температура розм’якшення залишку після випаровування розріджувача. Додатковими характеристиками якості рідких бітумів є ті самі властивості, що і в’язких бітумів: зчеплення, температура спалаху та ін.

Рідкі бітуми одержують розріджуванням в’язких бітумів продуктами переробки нафти (масляні залишки), смолистими нафтами, кам'яновугільними і сланцевими маслами.

Рідкі бітуми з умовними в’язкостями 40/70 і 70/130 застосовують для обробки гравійних і щебеневих сумішей холодним способом на полотні дороги; бітуми з умовними в’язкостями 70/130 і 130/200 - для поверхневої обробки дорожніх покриттів, для готування теплого і холодного асфальтобетонів.

.

Фізико-хімічні показники нафтових дорожніх бітумів ГОСТ 22245-90

Найменування показника Норма для марки

БНД 60/90 БН 60/90

Глибина проникнення голки, 0,1 мм:

при 25° С

при 0° С, не менше

61-90

20

60-90

10

Температура розм'якшення але кільцю та кулі, ° С, не нижче 47 45

Розтяжність, см, не менше:

при 25° С

при 0° С

55

3,5

70

-

Температура крихкості, ° С, не вище -15 -6

Температура спалаху, ° С, не нижче 230 240

Зміна температури paзмягченія після прогрівання, ° С, не більше 5 6

Індекс пенетрації від -1,0 до +1,0 від -1,5 до +1,0