68. Основные групповые химические компоненты -составляющие нефтяные битумы и их влияние на качественные показатели битумов.

С точки зрения химического состава, все битумы включают в себя три основных компонента: масла, смолы и асфальтены. И в зависимости от их процентного соотношения, изменяются основные их качественные показатели, такие как

1. Пенетрация

2. Температура размельчения

3. Хрупкость битума

4. Дуктильность

5. Температура размягчения

6. Пожароопасные свойсва

В состав нефтяных битумов входят следующие группы веществ, различающихся по растворимости:

- асфальтены (наиболее высокомолекулярные соединения нефти), которые растворимы в хлороформе, сероуглероде, не растворяются в спирте, эфире и ацетоне. Асфальтены обуславливают твёрдость и высокую температуру размягчения битума, смолы – его эластичность и цементирующие свойства, масла – морозостойкость;

- асфальтогеновые кислоты – кислые смолистые вещества, растворимые в спирте, хлороформе, плохо растворимые в бензине;

- нейтральные смолы, растворимые в нефтяных маслах, бензоле, эфире, хлороформе и уплотняющиеся при нагревании и кислотной обработке в асфальтены;

- нефтяные масла ;

- карбены – высокомолекулярные вещества, образующиеся вследствие уплотнения асфальтенов в присутствии серы; растворимы в пиридине, сероуглероде;

- карбоиды – вещества не растворимые в органических растворителях.

69. Нефтяные коксы. Назначение. Основное сырье, используемое для производства нефтяных коксов методом замедленного коксования.

Нефтяные коксы представляют собой твердый углеродный материал, поэтому в последнее время нефтяные коксы относят к группе так называемого нефтяного углерода, наряду например с сажей. Нефтяной кокс, черный в непрокаленном виде и темно серый после прокалки, которую проводят при температуре порядка 1300 градусов в тчении 5ти 6 ти часов, с целью удаления из кокса так называемых летучих веществ, представляющих собой высокомолекулярные асфальто-смолистые вещества, которые не успев превратиться в кокс в процессе и остались абсорбированными на поверхности частиц твердого кокса или в его порох. Кроме углерода (94-95 процентов) в коксе содержится водород, серы, а также металлорганические включения в микропримесях, представляющие собой зольный состав кокса.

Назначение

В настоящее время нефтяные коксы предназначены в качестве наполнителя при производстве таких углеродных материалов, как анодная масса, или обожженные аноды, которые используются в качестве проводника электрического тока при производстве алюминия электролизным путем.

Известно, что для производства одной тонны алюминия необходимо израсходовать порядка 520 – 540 килограмм углерода, который входит в состав обожженных анодов. Нефтяной кокс используется в качестве наполнителя в производстве графитированных электродов, которые используются в процессе дуговой плавки стали.

Нефтяные коксы используются для производства коксобрикетов в качестве металлургического или бытового топлива, например коксобрикеты прокаленные в производстве цветных металлов, в качестве топлива и восстановителя.

Получают искусственные алмазы и различные абразивные материалы. Для производства нефтяных кокса , сырьем являются тяжелые нефтяные остатки, полученные в процессе прямой перегонки нефти, это гудроны, а также остатки вторичных процессов нефтяной переработки сырья.

Основное сырье, используемое для производства нефтяных коксов методом замедленного коксования.

Качество нефтяного кокса, в том числе его структура значительно зависит от состава исходного сырья. Сначала идут коксы относительно низкого качества, они содержат высоких процент серы, золы и формируют кокс губчатой структуры.

Коксы полученные а основе крекинг остатков, особенно на основе дистиллятных крекинг остатков.

Получить малосернистый малосольный кокс игольчатой структуры, позволяющий производить графитированные электроды с низким удельным электросопротивлением, т е с хорошей электропроводимостью.

Внастоящее время нефтяные коксы получают в основном методом замедленного коксования нефтяных остатков.

Сущность процесса заключается в том, что нагретая до 480-500 градусов исходное сырье в трубчатой печи поступает в реакционную камеру или коксовую камеру, где продолжаются процессы термического крекинга под низким давлением. В результате образуются продукты разложения в которые в виде газов крекинга и углеводородных паров покидают реактор.

В коксовой камере накапливается кокс, его качество зависит но и от режима процесса коксования

Например согласно государственному стандарту ГОСТ 22898-78 в коксах, предназначенных для электронной промышленности ограничивается содержание летучих веществ в пределах не более 6-9 % массовых, это связано с тем, что при прокалке кокса, при высоких температурах (1300⁰С) имеет место так называемый угар коксаДЛя обеспечения установленных норм, процесс необходимо вести при максимально высоких температурах в реакционной камере, что и делается на промышленных установках, которые производят электродный какос.

Однако, установлено, что нефтяной кокс, полученный с высоким содержанием летучих веществ 15 -25% является ценной высокоэффективной добавкой в угольную шихту, которая составляется на основе различных марок углей, газовые угли, слабоспекающиеся угли и др. с целью их коксования в специальных печах и получения так называемого металлургического кокса, являющегося топливом и восстановителем в донных печах, хорошо косующиеся угли, спекающихся углей недостаточное количество разработана технология получения специальной добавки, какосующей , добавление которй в угольную шихту, вместо хорошо коксующихся углей, позволяет получить высококачесвтенный прочный метеллургический кокс с повышенным выходом, с меньшей зольностью и обеспечивать в процессе коксования шихты широкий диапазон пластического слоя и обеспечивает образование качественного коксового пирога.