Классификация нефтяных битумов по назначению.

Ассортимент выпускаемых битумов (ГОСТы)

Качество битумов регламентируется государственными стандартами, которые периодически пересматриваются. К сожалению, в настоящее время нет общепринятого мнения об оптимальном уровне показателей технических свойств битумов и о рациональной технологии их производства.

Ассортимент выпускаемых битумов:

- битумы строительные по ГОСТ 6617-76;

- дорожные вязкие по ГОСТ 22245-90;

- кровельные по ГОСТ 9548-74;

- изоляционные по ГОСТ 9812-74;

- специальные для лакокрасочных продуктов по ГОСТ 21822-76.

Классификация нефтяных битумов по назначению:

- вязкие дорожные битумы;

- строительные битумы;

- кровельные битумы;

- битумы нефтяные изоляционные;

- битумы специальные для лакокрасочных продуктов.

Вязкие дорожные нефтяные битумы применяются в качестве вяжущих материалов при строительстве и ремонте дорожных и аэродромных покрытий. Такие покрытия обеспечивают прочность, безопасность и в 2–2,5 раза дешевле, чем бетонные. В России лишь 3–5 % покрытий с применением цементобетона.

В зависимости от глубины проникания иглы при 25 °С дорожные вязкие нефтяные битумы, вырабатываемые по ГОСТ 22245-90, предусматривают производство девяти марок битумов: БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60, БН 200/300, БН 130/200, БН 90/130, БН60/90.

Технические требования к качеству дорожных битумов, вырабатываемых в России и в ведущих зарубежных странах, не одинаковы ввиду различия климатических условий, что также является одной из причин разного уровня развития битумного производства в России и за рубежом. В России к дорожным битумам предъявляются более высокие требования в отношении морозо- и теплостойкости, а также по адгезионным свойствам. За рубежом же к дорожным битумам предъявляются более жесткие требования по показателю растяжимости при 25^оС.

В стандартах России предусмотрено 10 показателей для характеристики качества битума, за рубежом – 6–7 показателей.

Вырабатываемые в Республики Татарстан дорожные битумы зачастую не удовлетворяют требованиям потребителя, несмотря на то, что соответствую стандарту. Объясняется это тем, что стандарт, помимо имеющихся характеристик, должен включать такие показатели, как содержание парафина, групповой химический состав битума и условную вязкость при 150 ^оС. Коллоидное состояние битума и его поведение в асфальтобетоне прежде всего зависят от группового химического состава битума.

Битумы нефтяные строительные применяются для строительных работ в различных отраслях народного хозяйства. Получают окислением остаточных продуктов прямой перегонки нефти или их смесей с асфальтами и экстрактами масляного производства. Допускается получение строительных нефтяных битумов компаундированием окисленных и неокисленных вышеуказанных продуктов. Битумы нефтяные строительные марок БН 50/50,БН70/30, БН 90/10 выпускают по ГОСТ 6617-76.

Кровельные битумы для изготовления кровельных материалов марок БНК 40/180, БНК 45/190, БНК 90/30 выпускают в соответствии с ГОСТ 6617-76.

Битумы нефтяные изоляционные применяются для изоляции трубопроводов от грунтовой коррозии. Битумы получают окислением остаточных продуктов прямой перегонки нефти или их смесей с асфальтами и экстрактами масляного производства; применение продуктов крекинга не допускается. Битумы нефтяные изоляционные марок БНИ-1V-3, БНИ-1V, БНИ-Vвыпускаются в соответствии ГОСТ 9812-74.

Битумы специальные применяются для приготовления лакокрасочных материалов для защитного окрашивания металлических конструкций и сооружений, используемых в естественных условиях. К преимуществам этих материалов относятся дешевизна и доступность исходного сырья, а также высокая водостойкость покрытий на их основе. Основой для битумных лаков являются специальные малопарафинистые битумы, получаемые окислением остатков от перегонки смолистых малопарафинистых нефтей, например Ярегского месторождения в республике Коми. Битумы специальные марок В и Г выпускают по ГОСТ 21 822-76.

Классификация нефтяных битумов по

Способу производства

Для производства нефтяных битумов используют следующие процессы:

- концентрирование тяжелых нефтяных остатков (ТНО) под вакуумом (остаточные битумы);

- деасфальтизациятяжелых нефтяных остатков избирательными растворителями (осажденные битумы);

- окисление нефтяных остатков кислородом воздуха при высокой температуре (получение окисленных битумов);

- компаундирование остаточных битумов с окисленными битумами или с асфальтами процесса пропан–бутановойдеасфальтизации (компаундированные битумы).

Обычным сырьем вакуумной перегонки является остаток атмосферной перегонки нефти – мазут.

Для получения остаточных битумов может быть использовано только сырье с большим содержанием асфальто–смоли-стых веществ, которые в достаточном количестве присутствуют в тяжелых высокосмолистых сернистых нефтях. Главным в процессе вакуумной перегонки является извлечение дистиллятных фракций для выработки моторных топлив (начальный этап). Побочный продукт этого процесса – гудрон соответствует требованиям на сырье в производстве битумов.

Вакуумная перегонка мазута обеспечивает снижение содержания твердых парафинов и парафино-нафтеновых углеводородов.

Количество нефтей, подходящих для производства остаточных битумов, в России ограничено, чем и объясняется тот факт, что в России до настоящего времени почти весь объем потребляемого битума вырабатывается в основном с использованием процесса окисления нефтяных остатков. За рубежом же, наоборот, основную массу вырабатываемого битума составляют остаточные битумы. Так, во Франции 85 % производимого битума составляют остаточные битумы, в США – свыше 35 %.
В России ресурсами таких нефтей располагают Татарстан (например, Мордово-Кармальское месторождение), Башкортостан, Республика Коми, Пермский край и др.

Впервые в России технология получения остаточных дорожных битумов внедрена на ОАО «Уфанефтехим».

Существенным недостатком процесса производства остаточных битумов является трудность получения тугоплавких битумов, связанная с необходимостью создания глубокого вакуума.

При производстве остаточных битумов в ряде случаев на АВТ имеются специально предназначенные для этого дополнительные вакуумные колонны, где поддерживается остаточное давление от 3 до 10 мм рт. ст.

Основное назначение процесса деасфальтизации гудрона парафинами – получение деасфальтизата, являющегося сырьем для производства масел и установок каталитического крекинга и гидрокрекинга. Применение процесса деасфальтизации, не имеющего ограничений по термической стабильности разделяемых компонентов, позволяет существенно расширить сырьевую базу каталитических термодеструктивных процессов за счет отбора остаточной части масляных компонентов. Остаток деасфальтизации в некоторых случаях соответствует требованиям стандарта на битум, хотя его чаще используют как компонент сырья битумного производства.

Несмотря на наличие ресурсов тяжелых высокосмолистых нефтей, в Татарстане весь объем потребляемого битума производится на окислительных установках. Окисление кислородом воздухом позволяет существенно увеличить содержание асфальто–смолистых веществ.

В схему современного битумного производства должен быть включен специальный блок подготовки сырья для оптимизации фракционного и группового состава гудона. Утяжеление гудрона – это одновременно и способ снижения его парафинистости, а повышение агоароматизированности (например, компаундированием) позволяет одноавременно регулировать и фракционный состав подготовленного гудрона.

Процесс производства окисленных битумов на большинстве российских НПЗ достаточно хорошо технологически отработан и не вызывает каких – либо серьезных проблем. К наиболее современным в этом плане относятся битумные производства в ОАО «Новокуйбышевский НПЗ», в ОАО «Ярославнефтеоргсинтез», «Пермнефтеоргсинтез», «Нижегороднефтеоргсинтез».

Наличие блока подготовки сырья и современного автоматизированного блока окисления - достаточная гарантия стабильного производства дорожных битумов, соответствующих ГОСТ 22245-90.

Широко распространено смешение различных окисленных и остаточных битумов, а также нефтяных остатков и дистиллятов (компаундированные битумы). Одним из важных компаундов компаундированных битумов являются экстракты селективной очистки дистиллятных масел и деасфальтизаты, т.к., являясь концентратом полициклической ароматики, они придают битуму эластичность и хорошую растяжимость.

Так, на ОАО «Уфанефтехим» производство остаточных битумов включает две стадии:

а) глубоковакуумную перегонку мазута с получением гудрона с температурой размягчения 42–43 ^оС;

б) компаундирование данного гудрона с асфальтом процесса пропан-бутановойдеасфальтизации.

Компаундирование же остаточных и окисленных битумов позволяет улучшить качество битума, поскольку в этом случае имеет место сочетание их преимуществ.