Способы получения нефтяных битумов
Существует несколько способов, по которым производят битумы:
- С помощью концентрирования нефтяных остатков их вакуумной перегонкой под воздействием водяного пара либо инертного газа;
- С окислением нефтяных остатков кислородом при высокой температуре;
- Посредством перемешивания остатков нефти с остаточными продуктами и дистиллятом;
- В сочетании нескольких перечисленных способов.
Лучшим сырьем для изготовления считаются остатки переработки тяжелой нефти — асфальты, крекинг-остатки, гудроны и пр. Лучшие битумы получаются при низком содержании парафинов (парафины препятствуют сцеплению с минералами) и при высоком содержании смолисто-асфальтеновых компонентов. При этом для производства нефть должна быть хорошо обессоленной.
Где применяются остаточные продукты?
На Западе широко используются битумы, произведенные на основе остатков. Франция, к примеру, их имеет 85 процентов. Такие материалы отличаются повышенной прочностью, плотностью, способностью сопротивляться разрывам, устойчивостью к изменениям температуры. Не все типы нефти идут на их производство, а только те из них, которые имеют меньше парафинов.
Большая потребность народного хозяйства в битумах диктует необходимость производить их из тяжелой высокосмолистой нефти. Деасфальтизацией гудрона получают осажденный битум, для чего в США и других странах используют специальные установки. При этом чаще на производство идут малопригодные для основного битумного производства парафиновые нефти.
В России, как и в целом на всей территории бывшего Советского Союза, нет ни единой установки для деасфальтизации, которая бы работала непосредственно на производстве этой продукции. Установки, которые имеются, нацелены на выпуск остаточного масла. А качество асфальта при этом не регламентируется и не подлежит реальному контролю.
Вместе с тем и использование за рубежом тяжелых сортов нефти не всегда дает качественную перегонку и качество. Поэтому процессом окисления повышают показатели вязкости и чувствительности к температурам. И развитие окисления для промышленного производства представляется хорошим подспорьем при использовании вторичного применения остатков нефти в развитии вторичных процессов переработки.
Окисление под давлением
Окисление проходит активнее при повышении давления в зоне окисления. При этом сырье с невысоким количеством масел дает битумы с высокой растяжимостью, и интервалами пластичности, а также пенетрации. С повышением расхода воздуха интенсивность процесса также повышается и повышается теплостойкость конечного битумного продукта. Остаточные фракции обычно окисляют в кубе — этот способ применяют за рубежом, на старых установках и в производстве малотоннажных типов битума.
Использование колонных аппаратов на непрерывно работающих битумных установках
В последнее время активно применяются битумные полые колонны для производства. Присутствие нескольких колонн делает производство более гибким, что немаловажно с учетом сезонных колебаний битума. Этот метод дает возможность стабилизировать тепловой режим окисления посредством изменения температуры поступающего в колонны сырья и применения компрессоров. Примером качественного и эффективного применения такого метода можно назвать австрийскую компанию с ее технологией «Пернер». Эта технология отличается наличием в колонне внутреннего стакана.
Метод компаундирования
Его применяют при работе с битумной смесью. Он заменяет собой метод окисления и за рубежом применяется довольно активно при производстве строительных битумов. Такие битумы можно получать разными способами, чтобы выбрать предпочтительный, необходимо проведение специальных исследований с учетом особенностей перерабатываемого сырья, условий конкретного НПЗ. Если говорить коротко, то можно выделить главное:
- самое перспективное производство битумов — на аппаратах колонного типа;
- работы по исследованию такого окисления проводятся постоянно;
- битумы не окисленные имеют высокий уровень адгезии, растяжимости, высокой устойчивости к старению против битумов окисленного типа;
- В России и Беларуси развито производство переокисленных битумов с дальнейшим процессом компаундирования утяжеленным гудроном.