4.Ознакомление с производством вакуумной перегонки мазута, производством битума.

Мазут - (от арабского мазхулат — отбросы), жидкий продукт темно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработкибензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350—360°С. Мазут- это смесь УВ (с молекулярной массой от 400 до 1000 г/моль), нефтяных смол (с молекулярной массой 500—3000 и более г/моль), асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca). Физико-химические свойства мазута зависят от химического состава исходной нефти и степени отгона дистиллятных фракций.

Битум - (от лат. bitumen — горная смола, нефть) — твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесьуглеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях; плотностью 0,95—1,50 г/см³.

Природные битумы — полезые ископаемые органического происхождения с первичной углеводородной основой. К ним относятся естественные производные нефти, образующиеся при нарушении консервации её залежей в результате химического и биохимического окисления. По составу, зависящему от состава исходных нефтей и условий их преобразования, условно подразделяются на несколько классов: мальты, асфальты, асфальтиты, кериты и антраксолиты. Добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом (Битуминозные пески).

Искусственные (технические) битумы — это остаточные продукты переработки нефти, каменного угля и сланцев. По составу сходны с природными битумами.

Битум является аморфным веществом, то есть в твёрдом состоянии проявляет свойства жидкости. Чтобы доказать это, в 1927 г. сотрудник Квинслендского университета Томас Парнелл поместил битум в воронку и стал ждать, когда он вытечет. Эксперимент удался: первая капля упала через восемь лет, за что Парнелл и удостоился Шнобелевской премии.

4.1 Теоретические основы вакуумной перегонки мазута и производства битума. Показатели качества мазута, битума.

Вакуумная перегонка мазута

Эффективность процесса вакуумной перегонки мазута, как и перегонки нефти, зависит как от параметров технологического режима, так и от конструктивных особенностей отдельных узлов блока: печи, трансферной линии, узла ввода сырья, конструкции тарелок, насадок и т.д.  Основное назначение вакуумной перегонки мазутов: получение широкой фракции (350-550 ° С и выше) - сырья для каталитических процессов и дистиллятов для производства масел и парафинов. В отношении требований к качеству сырья эти две задачи различаются по четкости ректификации, но общим условием является максимальный отбор дистиллятов при минимуме потерь их с остатком. Эти требования влияют на технологические и конструктивные решения, а также аппаратурное оформление вакуумной перегонки мазута. К настоящему времени мощности вакуумных установок достигают 3 млн. т. в год, а их диаметры увеличились до 9 м. В соответствии с повышением мощностей изменялись и конструкции вакуумных колонн.  Состав мазута, поступающего на вакуумный блок из атмосферной колонны, регламентируется содержанием фракций, выкипающих до 350 ° С.Традиционно считают, что содержание светлых должно составлять не более 5% (масс.), т.к. их рост приводит к увеличению диаметра вакуумной колонны, затрудняет полную конденсацию паров на верху колонны и увеличивает загрузку вакуумсоздающей системы.Необходимо отметить, что содержание светлых фракций в мазуте определяется фракционным составом (а именно температурой конца кипения) получаемого в атмосферной колонне дизельного топлива.  Для регулирования (стабилизации) состава сырья вакуумной колонны и одновременно с этим повышения отбора светлых (до 98% от потенциала) между атмосферной и вакуумной колоннами в некоторых патентах рекомендуют помещать буферную ступень испарения.

Классификация мазутов

Производство битумов

Установка по производству битума - оборудование позволяющее получать битумы и битумные эмульсии из мазута и гудрона путём их предварительной обработки и последующего окисления. При этом наиболее подходящим сырьем являются высокосмолистые малопарафинистые нефтепродукты. И напротив, высокопарафинистые нефти в качестве сырья использовать не рекомендуется. Дело в том, что вследствие окисления в таких нефтепродуктах образуются асфальтены и карбены.   Стандартная установка по производству битума состоит из окислительных емкостей, реакторов, печи, битумных насосов, редуктора, электродвигателя и пульта управления. С помощью пальцевых муфт осуществляется передача между насосом и редуктором и соответственно между редуктором и электродвигателем. Также установка по производству битума оснащена вращающимися частями, закрытыми защитными кожухами.  В случае, если установка по производству битума применяется на производствах с повышенной взрывоопасностью, оборудование должно быть укомплектовано насосами с торцовыми уплотнениями. Кроме того, в данных условиях разрешается использовать только установки по производству битума с двигателями во взрывозащищенном исполнении.  Стоит заметить, что в современных моделях оборудования выброс паров горячего битума в окружающую атмосферу исключен, а значит, установка по производству битума не нарушает экологическую безопасность города.

  С помощью битумных установок можно получить следующую продукцию:

1.Дорожные битумы, находящие широкое применение в дорожном строительстве.

2.Кровельные битумы, незаменимые при изготовлении различных кровельных покрытий.

3.Изоляционные битумы, которые применяются для защиты трубопроводов. 4.Установка по производству битума также позволяет получать в большом количестве строительные битумы, выполняющие множество функций.

5.Установка по производству битума необходима для производства мастик. 

Получение готового продукта в установке по производству битума: Существует три способа производства дорожного, кровельного, изоляционного и других видом битума: вакуумная перегонка, окисление нефтепродуктов при высокой температуре и компаундирование битума.    В результате глубокой вакуумной перегонки получается остаточный битум.    Окисление нефтепродуктов воздухом, проходящее при высоких температурах, позволяет произвести окисленный битум.    Последний способ включает в себя компаундирование как остаточного, так и окисленного битума. 

Установка по производству битума имеет следующие преимущества:

При условии, что для изготовления конечного продукта применяется подходящее сырье, установка по производству битума - будь то оборудование иностранного или отечественного производства, позволяет получать и реализовывать битум исключительного качества без серьезных временных и энергозатрат.   

Качество мазута и битумов:

Мазут относится к группе остаточных фракций углеводородов, получаемых в процессе переработки нефти. Свойства мазута зависят от исходных свойств сырой нефти и глубины ее переработки на нефтеперерабатывающих заводах. В мазуте, как конечном продукте нефтепереработки, сосредоточивается балласт - негорючая часть, состоящая из минеральной массы, воды. В процессах крекинга нефти легкие углеводородные фракции, бензин, керосин, дизельное топливо насыщаются содержащимся в нефти водородом в большей степени, поэтому в мазуте содержание водорода по сравнению с сырой нефтью уменьшается, что приводит к снижению его теплотворной способности.  Битум - твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесьуглеводородов иих азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных. Битумы не растворимы в воде, полностью или частично растворимы в бензоле, хлороформе, сероуглероде и др. органических растворителях

Схемы качества соответственно: мазут, битум

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ		НОРМА ДЛЯ МАРКИ
		ГОСТ 10585-99
		М-100
Вязкость при 100°C, не более:
условная, градусы BY		6,8
или соответствующая ей кинематическая, м2/с (сСт)		50,0·10-6 (50)
Зольность, %, не более для мазута:
малозольного		0,05
зольного		0,14
Массовая доля серы, %, не более, для мазута:
вид IV		2,0
вид V		2,5
вид VI		3,0
Температура застывания, °C, не выше		25
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ	НОРМА ДЛЯ МАРКИ
	ГОСТ 6617-76
	БНК 70/30		БНК 90/10
Глубина проникания иглы при 25°C, 0,1 мм	21-40		5-20
Температура размягчения по кольцу и шару, °C	70-80		90-105
Растяжимость при 25°C, см, не менее	3,0		1,0
Температура вспышки, °C, не ниже	240		240
Изменение массы после прогрева, %, не более	0,50		0,50