Производство битумов

факторы процесса
2 Производство нефтяных пеков
3 Производство технического углерода (сажи)

их гетеропроизводных, содержащих кислород, серу, азот и металлы (ванадий, железо,

никель, натрий и др.).
1 Битумы применяются
- Около 75 % при строительстве дорожных асфальтобетонных покрытий
- Около 25% - при выполнении кровельных и изоляционных работ
- Покрытие полов и других поверхностей
- Пропитка бумаги

% масс.
- Кислород 0,2-4 % масс.
- Сера 0,5-7 % масс.
- Азот 0,2-0,5

% масс.

2 Компонентный состав (метод Маркуссона):
2.1 Масла (↓ твердость и t размягчения; ↑ испаряемость и текучесть)
2.2 Смолы (носители твердости, пластичности и растяжимости)
2.3 Асфальтены (продукты уплотнения смол)
2.4 Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды

пенетрации
Дуктильность (растяжимость)
Адгезия (прилипание)
Тепловые свойства
Удельная теплоёмкость
Коэффициент теплопроводности
Температура вспышки
Диэлектрические свойства
Удельная электропроводность
Диэлектрическая
проницаемость
Тангенс

угла диэлектрических потерь

Старение

Однородность строения

Теоретические сведения

Потеря массы после прогрева

Изменение температуры размягчения после прогрева

Процесс окисления:
2) Взаимодействие образующихся радикалов с новой молекулой углеводорода приводит

к получению устойчивых продуктов:
 


3) Вследствие сравнительно низкой концентрации углеводородных радикалов их рекомбинация мало вероятна, и взаимодействие радикалов с кислородом протекает в меньшей степени, чем с молекулами исходного вещества:
4) Продолжение
цепи

высокосернистых высокосмолистых нефтей (остаточные битумы)
3 Компаундирование (компаундированные битумы):
- асфальтов пропан-бутановой

деасфальтизации с нефтяными остатками
- переокисленных (глубокоокисленных) битумов с исходным сырьём или другими ТНО и др.

экстракты селективной очистки масел и др.

Чем меньше масел: выше растяжимость, температура хрупкости и вспышки. Ниже

теплостойкость и интервал пластичности. Снижается расход воздуха на окисление.
2 Чем больше парафиновых углеводородов, тем меньше растяжимость, повышается расход воздуха и время процесса. Допустимо до 3 % масс.
3 Парафино-нафтеновые являются разжижителями и пластификаторами. Улучшают свойства битума. Желательны до 10-12 % масс.

°С:
- повышаются: температуры размягчения и хрупкости.
- снижаются: пенетрация, растяжимость, теплостойкость

и интервал пластичности.

2 Температура

кислорода в жидкую фазу
- сокращается продолжительность окисления.
Дорожные битумы в

реакторе колонного типа нецелесообразно получать при давлении не выше 0,4 МПа.  

3 Давление

времени окисления окисленный битум обладает низкой пенетрацией
При увеличении расхода

воздуха до определенного предела при прочих равных условиях – пропорционально повышается скорость окисления, эффективность процесса повышается
При дальнейшем увеличении расхода - ухудшается степень использования кислорода воздуха и снижается эффективность процесса 
Для получения битума с повышенными значениями пенетрации и теплостойкостью целесообразно увеличивать скорость подачи сжатого воздуха.

реактор – для производства строительных битумов
3 Куб

битумного производства для стабилизации его качества
- блок компаундирования готовой продукции

для производства широкого ассортимента продукции
Это обеспечит:
- всесезонность функционирования производства
- рациональность использования энергоресурсов
- высокое качество продукции и его стабильность
- гибкость при производстве битумных материалов по требованию потребителя или перспективной продукции

Пек представляет собой битуминозный

материал черного или бурого цвета с блестящим раковистым изломом. При нормальных условиях – обычно твердое вещество, а при нагревании выше температуры размягчения переходит в вязкотекучее состояние

ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЯНЫХ ПЕКОВ

графитированных электродов, электроугольных изделий и конструкционных материалов на основе графита
Пеки

пропитывающие
Брикетные пеки – связующие (для частичного брикетирования углей перед их коксованием, литейных коксобрикетов, коксобрикетов для цветной металлургии)
Пеки волокнообразующие (для производства углеродных графитированных волокон)
Специальные пеки (для производства наноматериалов)
Пеки как сырьё для коксования

электродов
Основные функции – связующее и спекающее.

использования процессов деструктивной переработки нефти (остаточные битумы, асфальты).
Пеки на основе

деструктивной переработки нефти, позволяющие осуществить частичную замену хорошо спекающихся углей в шихтах коксования (продукты висбрекинга, термического крекинга, окисленные крекинг-остатки, продукты гидрирования углей)
Сверхактивные спекающие добавки (каменноугольные пеки, пеки, полученные из продуктов пиролиза и в процессах термополиконденсации нефтяного сырья)

висбрекинга,
Тяжелая смола пиролиза

кг/м3)
- Вязкость
- Выход летучих (57-64 % масс.)
- Коксовый остаток
-

Групповой химический состав (мальтены, асфальтены, карбены, карбоиды)
- Содержание серы
- Содержание золы
- Содержание влаги

ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЯНЫХ ПЕКОВ

и пониженном давлении (Р = 0,1-0,5 МПа).
Продолжительность термолиза до

10 ч.
По аппаратурному оформлению аналогичен УЗК.
Температура подачи водяного пара 600 °С.
Получают 30% пека, 14% нафты, 50% газойлей.
Процессы получения пеков осуществляются в основном периодическим способом

ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЯНЫХ ПЕКОВ

4 - перегреватель ВП; 5 - колонна отпарки стоков; 6

– транспортер-рыхлитель.
I - сырье (гудрон); II - пар; III - Н2; IV - топливный газ; V - газойль (на гидроочистку); VI - сточные воды на очистку; VII - тяжелый газойль; VIII - пек; IX - вода

ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЯНЫХ ПЕКОВ

сырья
Низкое давление
Малое время контакта

(90% потребления)
- Пластмассы
- Электротехническая
- Лакокрасочная
- Полиграфическая промышленности

углеводородов с короткими боковыми цепями
Ограниченное содержание парафино-нафтеновых углеводородов, серы, асфальтенов,

мехпримесей
Индекс корреляции (ИК) – 120-130
Сырье классифицируется
высокоиндексное (ИК больше 120),
среднеиндексное (ИК=110-120),
низкоиндексное (ИК=90-110)

– удельная поверхность (м2/г), также – адсорбционная способность, содержание летучих,

серы, зольность и др.

тонкого распыления)
Процессы в реакторе

– фильтр тонкой очистки сырья, 3 – циклонный реактор, 4

– холодильник-ороситель, 5 – циклоны, 6 – рукавные фильтры для удаления сажи