1.7. Перспективы утилизации отходов нефтепереработки с получением вяжущих материалов

Традиционное использование тяжёлых нефтяных остатков – получение различных марок вяжущих материалов.

Однако, зачастую в гудроны и тяжёлые остатки переработки гудрона и мазута необходимо добавлять до 30% различных продуктов. Это необходимо для улучшения качества производимого вяжущего материала. Если не вводить добавки, то получаемые вяжущие становятся хрупкими и теряют эластичность [16].

Упомянутые показатели можно улучшить, вводя в состав композиций отходы производства полиолефинов (полиэтилена, полипропилена, полиизобутилена). Добавка полимерного материала улучшает пространственную структуру вяжущего, повышая его эластичность и уменьшая хрупкость.

Полученные таким образом асфальтобетонные смеси на таких комбинированных вяжущих материалах имеют более высокую прочность на изгиб и растяжение, чем смеси на традиционных вяжущих [17].

С целью улучшения пластичных свойств органических вяжущих материалов предложено добавлять различные отработанные масла с низкой температурой застывания. Асфальтобетонные смеси на основе таких вяжущих материалов имеют низкое водопоглощение и меньшую хрупкость при низких температурах.

Композиция нефтяного остатка, отработанного масла и отходов полиолефинов образует органическое вяжущее с высокими гидрофобными свойствами и хорошей адгезией к различным поверхностям.

Важным направлением модифицирования нефтяного вяжущего материала является повышение адгезии вяжущего к каменным материалам и придание вяжущему устойчивости к термоокислительной деструкции – одному из факторов, приводящему к коррозии асфальтобетона в процессе эксплуатации дорожных покрытий. Повышение адгезии вяжущего материала к каменным материалам кислых (гранит) и основных (мрамор, известняк, доломит) пород может быть достигнуто введением в композиционное асфальтовое вяжущее поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Известно, что в качестве таких ПАВ могут выступать смолы пиролиза бензиновых фракций и содержащие в своём составе высокомолекулярные фенольные соединения.

В ОАО «Газпром нефтехим Салават» установка получения вяжущих работает по схеме: переокисление гудрона – компаундирование. В результате проведённых тестов по окислению экспериментальных компаундов (таблица 1.2) получены следующие данные (таблица 1.3).

Таблица 1.2.

Состав компаундов на основе переокисленного гудрона и тяжёлой смолы пиролиза (% масс.).

Компоненты	Компаунд
	№1	№2	№3	№4
ТСП	0,00	5,00	12,50	20,00
ПГ	100,00	95,00	87,50	80,00
Итого	100,00	100,00	100,00	100,00

Таблица 1.3.

Экспериментальные данные окисления компаундов.

Время окисления, ч	Компаунд
	№1	№2	№3	№4
Температура размягчения по кольцу и шару, 0С
0	29,3	24,7	15,1	7
4,5	43,5	49,1	62	70
9	69,5	96	114	124,3
Глубина проникновения иглы, 0,1 мм при 25 0С
0	>600	-	-	-
4,5	-	-	-	-
9	19	7	2	1

Из полученных результатов видно, что вовлечение ТСП в сырьё для производства вяжущих положительно влияет на динамику процесса окисления [18]. Добавление в гудрон ТСП приводит к повышению температуры размягчения вяжущего и снижению глубины проникновения иглы, причём чем больше по массе ТСП введено, тем в большей степени проявляются эти изменения.

Вывод по разделу 1

Таким образом, применение связующих материалов, включающих в качестве компонента элементную серу, является перспективным направлением в производстве дорожных покрытий. Целесообразность такого использования обусловлена её исключительной дешевизной, с одной стороны, и уникальными вязкостно-пластическими свойствами, с другой.

Производство вяжущих материалов – одно из приоритетных направлений нефтепереработки. Это связано с реализацией Национальной программы модернизации и развития автомобильных дорог до 2025 г [19]. Производство вяжущих в РФ может стать решением сразу двух проблем: получения дорожных материалов высокого качества и утилизации элементной серы. К настоящему времени изученности процесса взаимодействия серы с углеводородами достаточно высок. При этом уже сейчас ясно, что сам процесс внедрения серы в нефтяной остаток можно проводить по технологии, обеспечивающей отсутствие каких-либо вредных выбросов в атмосферу, а полученный осернённый продукт будет инертен при его эксплуатации. Для перенесения накопленного опыта получения сероорганических вяжущих на производство необходимо проведение целевых прикладных исследований, при этом успех данного направления исследований трудно оспорить.

Цели работы: 1) изучение изменения структурно-механических и малакометрических свойств продуктов термолиза мазута с серосодержащей добавкой;

2) расчёт поточной схемы НПЗ мощностью 1 млн.т/год;

3) расчёт установки получения серосодержащих вяжущих.