автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Разработка технологии производства долговечных дорожных битумов

На правах рукописи

КОНОВАЛОВ АНДРЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДОЛГОВЕЧНЫХ ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ

05.17.07 - «Химия и технология топлив и специальных продуктов»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в РГУ нефти и газа им И.М. Губкина и в ОАО «Новокуйбышевский НПЗ».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, действительный член

Академии инженерных наук Российской

Федерации

Гуреев А. А.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор,

действительный член Российской Академии естественных наук Винокуров В.А.;

кандидат технических наук, доцент,

действительный член

Академии проблем качества Российской

Федерации

Быстрое Н.В.

Ведущая организация: ОАО «Орский нефтеперерабатывающий завод». Защита состоится «ЗЬ> мая 2005 года в 15°° на заседании Диссер[ационного Совета Д.212.200.04 при РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа им И.М. Губкина.

Автореферат разослан апреля 2005 г.

Учёный секретарь диссертационного Совета Д.212.200.04, доктор технических наук,

профессор ✓ > Сафиева Р.З.

Общая характеристика работы.

Актуальность проблемы. Выдвинутое Правительством РФ в качестве первоочередного и приоритетного направления экономического и социального развития страны - создание современной инфраструктуры автодорожной сети (в т.ч. платной) потребует, очевидно, принципиально нового количественного и качественного обеспечения отрасли строительными материалами вообще и дорожными битумными в частности.

К сожалению, выпускаемые сегодня дорожные битумы не полностью соответствуют высоким требованиям эксплуатации, например, устойчивостью к термоокислительному старению.

К числу современных дорожных битумных материалов можно отнести, следуя мировой практике, дорожные битумы с улучшенными эксплуатационными характеристиками и композиции на их основе -полимербитумные вяжущие и битумные эмульсии.

Непростительное и необоснованное отставание России от мировых и европейских тенденций в практике их производства и послужило основанием для постановки настоящей работы.

Цель и задачи работы. Целью работы являлись разработка технологических решений по организации производства дорожных битумов повышенной долговечности на площадке ОАО «Новокуйбышевский НПЗ» и создание на его основе комплексного производства современных битумных материалов.

Для достижения этой цели были сформулированы следующие основные задачи:

• обосновать научные и технологические принципы создания дорожных битумов повышенной долговечности;

• разработать технологию производства дорожных битумов повышенной долговечности путем оптимизации фракционного и

группового химического состава

продуктов;

• обосновать создание комплексного битумного производства широкого ассортимента современных материалов на базе производства битумов повышенной долговечности.

Научная новизна работы.

1) Впервые обосновано и постулировано понятие дорожного битума «повышенной долговечности», опирающееся на необходимый уровень стандартных эксплуатационных свойств. К их числу отнесены низкотемпературные, пластичные в сочетании с прочностными и адгезионные свойства.

2) Экспериментальными данными подтверждено определяющее влияние фракционного и группового химического состава гудронов на показатели качества полученных из них окисленных битумов. Впервые путем регулирования глубины отбора вакуумного дистиллята от мазутов был установлен оптимальный интервал температур конца кипения газойлей, т.е. оптимизирована «степень утяжеленности» отбираемых на ВТ гудронов.

3) Предложен оригинальный технический прием для оптимизации фракционного и группового химического состава подготовленного для окисления гудрона (ПГ) за счет дозированного введения комбинированных стабилизаторов состава (КСС) в утяжеленный гудрон (УГ). Доказано, что ПГ должен при этом иметь содержание парафино-нафтеновых углеводородов не менее 20% масс., в которых содержится парафиновых углеводородов до 2% масс., а также повышенная концентрация полициклоароматических углеводородов. В качестве эффективных КСС рекомендованы смеси остаточного экстракта (ЭО) селективной очистки масел или тяжелого газойля каталитического крекинга (ТГКК) в смеси с асфальтитом пропановой деасфальтизации гудрона в соотношении 1 : 1 в концентрации 3-7% масс в зависимости от «степени утяжеленности» гудрона.

4) Показано, что достижение эффекта долговечности дорожных битумов, основанное на регулировании соотношения объемов дисперсной •фазь! й ДйёЛ'^зсионной среды и оцениваемое по уровню низкотемпературных

и пластичных характеристик, происходит в результате компаундирования окисленного и неокисленного подготовленных гудронов.

Практическая ценность работы.

Сформулированы и обоснованы требования к показателям качества дорожных битумов повышенной долговечности. На базе этих данных разработаны и утверждены ТУ 38.4011156-2205 на «Битумы вязкие дорожные повышенной долговечности «Новобит»*, которые легли в основу развития битумного производства на ОАО «Новокуйбышевский НПЗ» и рекомендованы для внедрения на нефтеперерабатывающих предприятиях России.

Разработана технология производства из утяжеленных гудронов товарной смеси западно-сибирских нефтей как стандартных марок дорожных битумов, так и марок БДД - более высококачественных с повышенной долговечностью. Эта технология включает сочетание ряда технологических решений, обеспечивающих оптимизацию фракционного и группового химического состава сырья и продуктов: оптимизацию степени утяжеленности гудронов, применение комбинированных стабилизаторов состава и рациональное компаундирование окисленных и неокисленных подготовленных гудронов.

Установлено, что оптимальный диапазон значений условной вязкости (ВУ8^) подготовленного гудрона, используемого для стабильного производства битумов марки БДД 40/60 составляет 80-140 сек.

Апробация работы.

Теоретические и экспериментальные результаты диссертации доложены:

.1. На научно-технической конференции «Перспективы развития российской нефтепереработки и нефтехимии» 8-11 апреля 2003 г., Санкт-Петербург.

2. На научно-технической конференции «Современное состояние процессов переработки нефти» 9 мая 2004 г., Уфа, Республика Башкортостан.

* - совместно со Средневолжским НИИ НП

3. Ha III Международном Симпозиуме «Нефтяные дисперсные системы», РГУ нефти и газа им. И М Губкина, М., 2004 г.

4. На 6-й научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояние и развитие нефтегазового комплекса России», РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, М., 2005 г.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе: 4 статьи, 2 тезисов докладов и получен 1 патент РФ.

Объём и структура работы.

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, выводов, списка литературы, включающего 81 наименование и 13 приложений.

Работа изложена на ,163 страницах и содержит 23 таблицы и JÜ рисунков.

Содержание работы

Введение. Одним из приоритетных направлений экономического и социального развития сегодняшней России является создание современной транспортной инфраструктуры и, в первую очередь, автодорожной сети. Это, безусловно, требует коренных и безотлагательных решений по повышению объёмов производства и качества дорожных битумных материалов.

К сожалению, выпускаемые сегодня дорожные битумы не полностью соответствуют высоким требованиям эксплуатации, например, устойчивостью к термоокислительному старению.

К числу современных дорожных битумных материалов можно отнести, следуя мировой практике, дорожные битумы с улучшенными эксплуатационными характеристиками и композиции на их основе -полимербитумные вяжущие и битумные эмульсии.

Целью работы, исходя из анализа литературного материала, являлись разработка технологических решений по организации производства дорожных битумов повышенной долговечности на площадке ОАО

«Новокуйбышевский НПЗ» и создание на его основе комплексного производства современных битумных материалов.

В I главе проанализировано состояние производства дорожных битумов и битумных материалов в России и в мире. Показано значительное отставание России как по существующим мощностям (1/4 от соответствующих мощностей США) и степени их загруженности (менее 40% в отличие 90-96% в развитых странах), так и по удельному потреблению битумов (0,57 т/км2 и 66,9 кг/чел. в год против 4,09 т/км2 в США или 286,8 кг/чел. в год в Канаде).

Первейшая из задач решения этих проблем в РФ связана, по нашему мнению, с обеспечением необходимого для производства продукции качества сырья - гудронов.

Показано, что сегодня в России нет альтернативы для производства окисленных и компаундированных битумов.

Анализ литературных данных и производственного опыта по изучению влияния компонентного состава перерабатываемых нефтей и гудронов на качество получаемых битумов позволил понять, что необходим специальный технологический блок, позволяющий регулировать групповой химический состав гудронов, поступающих на окисление. Целью такой подготовки должно стать повышение содержания в гудроне CAB с одновременным снижением содержания в нем нормальных парафинов.

Обобщены результаты применения дорожных битумов и сформулированы их основные недостатки. Показаны перспективы применения термоэластопластов и термопластов при производстве дорожных и кровельных битумных материалов. Подчеркнуты преимущества производства и применения битумных эмульсий в дорожных ремонтно-строительных работах.

Сделан вывод о целесообразности и необходимости создания на базе производства битума улучшенного качества комплексного производства битумных материалов.

Во II главе и Приложения! представлены основные физико-химические свойства представительных образцов гудронов, мазутов, газойлей, экстрактов и других нефтепродуктов, использованных для исследований. Дано описание существующих и оригинальных методик определения физико-химических свойств битумов и битумных материалов. Представлен перечень использованных в работе приборов, а также стандартов и технических условий на дорожные битумы различных марок.

III глава связана, прежде всего, с формулированием требований к фракционному и групповому химическому составу битумов улучшенного качества, т.е. битуму повышенной долговечности, и с разработкой технологии их производства. Показано, что долговечность работы битума в составе асфальтобетонного покрытия связана, прежде всего, с его высокими низкотемпературными, пластичными и адгезионными свойствами.

Достижение такого комплекса высоких показателей качества дорожных битумов возможно, на наш взгляд, только за счет оптимизации их компонентного состава. А именно, минимизации содержания в составе сырья н-парафиновых углеводородов с одновременным ростом содержания изо-парафиновых, нафтеновых и полиароматических углеводородов.

Для обеспечения такого качества гудронов мы опирались на некоторые положения теории углеводородных дисперсных систем и, в частности, на возможность регулирования их дисперсности и состава методом компаундирования.

Итак, первый технологический способ снижения содержания н-парафиновых углеводородов в гудроне осуществляется на стадии вакуумной перегонки. Связан он либо с активированием мазута специальными добавками, либо с оптимизацией глубины отбора вакуумного газойля за счет снижения вакуума в колонне и регулирования степени отбора III циркуляционного орошения.

Так, введением в мазут (работы Афанасьевой H.H.) смеси западносибирских нефтей 3% масс, экстракта селективной очистки III масляной

фракции происходит повышение отбора вакуумного газойля и перераспределение парафиновых углеводородов между фракцией и остатком с коэффициентом 2,67. Аналогичным образом, как показали наши исследования, возможно регулирование «степени парафинистости» гудрона путем оптимизации глубины отбора вакуумного дистиллята. Было установлено, что в определенном температурном интервале концов кипения отбираемых вакуумных газойлей происходит преимущественный отгон сначала парафино-нафтеновых, а затем и парафиновых углеводородов. Жидкая фаза при этом обогащается смолами (табл. 1).

Табл. 1. Состав и свойства остатков вакуумных разгонок мазута*

Темпер Свойства остатков (гудронов) Состав остатков

агура конца Темпер »ТУР» ВСПЫШ кн в открыт ом тигле, "С Углевод, масла, % мае. Коэфф нциент днсверс ности Траксл ервД"

кипени и вакуум кого цистил лита, "С ВУ5' • » сек. Темпера тура размягче ния по КиШ, "С „ м P« пн/п ЕАг Хсмол мае. Асф альт ены, % мае.

450 20 30,5 263 0,935 26,6/3,6 33,8 32,4 7,2 1,96

470 33 34,0 270 0,997 25,0/2,6 30,0 38,0 7,0 2,13

490 51 34,5 295 1,002 23,3/2,1 30,3 40,1 6,3 2,38

510 61 35,5 300 1,010 22,0/1,9 30,6 39,6 7,8 2,36

520 86 36,0 300 1,010 21,1/1,7 32,9 38,4 7,6 2,48

530 100 35,5 310 1,011 20,7/1,7 31,5 39,8 8.0 2,48

540 135 38,0 315 1,014 20/1,4 31,0 40,4 8,6 2,50

550 190 40,5 330 1,027 15,4/отс. 33,9 42,3 8,4 3,20

560 228 45,0 350 1,059 11,2/отс, 32,0 47,6 9,2 3,90

565 340 54,0 >400 1,115 6,2/отс. 37,2 46,0 10,6 4,96

* Данные получены совместно с Кривцовым И А и Плаксиной P.A. **Д = ППБС+СБС) + МЦА+БЦА+ГША)

А + ПН

ПН - парафино-нафтеновые углеводороды А - асфапьтены П - парафиновые углеводороды Аг - ароматические углеводороды

Из представленных данных, характеризующих в том числе и

дисперсность гудронов, следует, что углубление отбора вакуумного

дистиллята является эффективным способом повышения концентрации

суммарных смол в гудроне (например, с 32,4% мае. у гудрона с температурой

начала кипения 450 °С до 40,4 % мае. у гудрона с температурой начала кипения 540 °С). Интересно, что эта температура конца отбора вакуумного дистиллята - 540 °С - является для гудрона данной природы пороговой в смысле содержания парафиновых (нормального и изостроения) углеводородов в остатке - гудроне. Отбирая дистиллят при более высоких температурах, мы полностью «теряем» парафиновые углеводороды в гудроне. И, вероятно, не только нормального, но и изостроения, так необходимого для обеспечения низкотемпературных свойств битумов. Это последнее предположение косвенно подтверждается нормами общеевропейских стандартов на битумы, в которых содержание парафина (по БМ-методу) установлено на уровне 2,2 % мае. Такую суммарную концентрацию парафиновых углеводородов удаётся достичь уже при температуре конца отбора вакуумного дистиллята не ниже 490 °С.

Рис. 1. Изменение дисперсности гудрона смеси западно-сибирских нефтей по мере увеличения глубины отбора вакуумного дистиллята.

Заметим также, что повышение температуры конца кипения дистиллята с 450 до 565 °С способствует и повышению дисперсности гудрона с 1.96 до 4.96, что, безусловно, способствует повышению скорости окисления последнего. Однако при этом происходит и снижение пластичности продукта. Следовательно, и это также следует из теории

КД 5

4.5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5 0

450 470 490 510 520 530 540 550 560 565 Температура к.к. вакуумного дистиллята, С

углеводородных дисперсных систем, существует некоторый диапазон оптимальных значений дисперсности гудрона для получения необходимого по качеству окисленного продукта. Исходя из данных рис. 1, таким диапазоном является интервал 2,2+2,5.

Следовательно, обязательным условием разрабатываемой технологии является проведение ряда мероприятий (использование эффективных контактных устройств, оптимизация системы тепло- и массообмена, углубление вакуума в колонне и др.), способствующих получению утяжелённых низкопарафинистых гудронов.

Проведённый комплекс исследований позволяет сформулировать основной принцип стабильного снижения парафинистости гудронов из смеси западно-сибирских нефтей на установке ВТ. Он состоит в необходимости отбора вакуумного дистиллята от мазута минимум до температуры конца кипения 490 °С, и вероятно, не выше 540 "С. Этому температурному диапазону соответствует диапазон значений вязкости гудрона 50-135 с.

Важно ещё раз заметить, что дальнейшая переработка полученных вышеуказанными способами утяжелённых гудронов по традиционной технологической схеме не позволяет получать весь необходимый ассортимент дорожных битумов марок БНД. Опыты показали, что невозможно из утяжелённого гудрона непосредственным окислением получать битумы со значениями пенетрации 100*0,1 мм и выше, обладающие необходимой пластичностью и термостабильностью (показатели дуктильности и старения).

Далее мы попытались определить степень «утяжелённости» гудрона с блока ВТ, на базе которого возможно стабильно получать ПГ для производства битума с повышенной долговечностью.

С этой целью были проведены «накопительные» вакуумные разгонки мазута. Полученные необходимые количества гудронов были проанализированы (табл. 1.) и затем окислены. Эти результаты, а также

данные о низкотемпературных свойствах полученных битумов представлены в табл. 2.

Табл. 2. Влияние степени «утяжелённости» гудрона на

гкиушл *

Вязкость условная гудрона ВУ5 , сек. 8.4 £ 8 51 Групповой углеводородный состав гудронов, % мае. Низкотемпературные свойства битумов

ПН/в т.ч. П ХАг Смолы Асфальтены Пластичность, Д. Прочное! ь, 1ц,.

340 565 6,2/отс. 37,2 46,0 10,6 0 -23

228 560 11,2/отс. 32,0 47,6 9.2 0 -22

190 550 15,4/отс. 33,9 42,3 8,4 0,5 -20

135 540 20,0/1,4 31,0 40,4 8,6 2,5 -18

100 530 20,7/1,7 31,5 39,8 8,0 4,6 -21

86 520 21,1/1,7 32,9 38,4 7.6 3,6 -21

61 510 22,0/1,9 30,6 39,6 7,8 3,5 -20

51 490 23,3/2,1 30,3 40,1 6,3 3,0 -19

33 470 25,0/2,6 30,0 38,0 7,0 2,0 -16

20 450 26,6/3,6 33,8 32,4 7,2 2,5 -13

'Данные ЦЗЛ ОАО «НКНПЗ»

Как и предполагалось, удаление из гудрона с 1Н„>540°С изопарафиновых углеводородов (вместе с н-парафинами) привело к полной потере битумами низкотемпературной пластичности. Температура же перехода битумов в стеклообразное состояние 0хр) практически при этом не «пострадала». Это объясняется, на наш взгляд, существенным «вкладом» в этот показатель содержащихся в битуме смолисто-асфальтеновых веществ (САВ).

Одновременное содержание в гудроне ПН выше 20,0 % масс, позволяет сохранить в битуме изо-парафиновые и парафино-нафтеновые углеводороды, обеспечивающие необходимую температуру хрупкости битума и его пластичность, т.е. нижняя температурная граница отбора вакуумного газойля должна быть выше 490 °С.

Следовательно, оптимальным температурным диапазоном конца отбора вакуумного газойля от мазута смеси западно-сибирских нефтей является интервал 490-540 °С. Полученный при этом УГ является компонентом для получения необходимого ПГ.

Другой технологический способ оптимизации состава утяжеленных гудронов - это их компаундирование с концентратами полиароматических углеводородов.

В качестве возможных компонентов смешения с утяжеленным гудроном, т.е. стабилизаторов состава (СС) сырья, были выбраны, исходя из анализа продуктовых потоков завода, и испытаны ряд промежуточных технологических продуктов: III циркуляционное орошение вакуумной колонны, остаточный экстракт селективной очистки масел, асфальтит процесса пропановой деасфальтизации гудрона, тяжёлый газойль каталитического крекинга и др.

Проведенные ранее исследования в битумной лаборатории РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина показали, что существуют оптимальные диапазоны качества сырья для производства окисленных битумов. Их существование объясняется тем, что увеличение соотношения дисперсная фаза дисперсионная среда выше определенного значения (то есть чрезмерное «утяжеление» гудрона) не позволяет обеспечить необходимые пластические свойства битума и его устойчивость к старению. Снижение же этого соотношения ниже некоторого предела требует значительного увеличения времени окисления сырья, что отрицательно сказывается на общей производительности технологической установки, а также ухудшает низкотемпературные свойства битумов.

Дальнейший ход исследований, а также анализ ряда опубликованных данных по регулированию дисперсности углеводородных дисперсных систем позволил нам выявить следующую закономерность: для эффективного регулирования дисперсности гудронов с сохранением необходимого уровня их реологических свойств необходимо применение комбинированного стабилизатора состава, содержащего как пластифицирующий компонент (повышающий растворяющую способность дисперсионной среды), так и структурирующий (входящей в состав дисперсной фазы и повышающий прочностные свойства системы). То есть в состав комбинированной добавки-

стабилизатора состава (КСС) для полумения подготовленного гудрона должен войти как пластифицирующий компонент (регулирующий групповой химический состав сырья), так и структурирующий (снижающий концентрацию н-парафиновых и повышающий концентрацию смол и асфальтенов). И если в число таких пластифицирующих компонентов могут войти как ЭО, так и ТГКК, то в состав структурирующих, вероятно -асфальтит процесса деасфальтизации гудрона, обогащённый смолами и асфальтенами.

Таким образом, исследования по оптимизации состава сырья для его окисления с получением битумов улучшенного качества марок БДУ показали, что в зависимости от степени «утяжеления» гудрона диапазон концентраций наиболее эффективных стабилизаторов сырья (ЭО, ТГКК и их композиции с асфальтитом) составляет 3-7 % мае. При этом оптимальным диапазоном вязкости подготовленного для окисления гудрона (ПГ) является интервал 50-100 сек., позволяющий существенно повысить не только его дисперсность, но и степень ароматичности.

С самого начала работы мы полагали, что целью разрабатываемой технологии должно стать производство битумов, безусловно соответствующих требованиям ГОСТ 22245-90, а, возможно, и с некоторым повышением уровня качества в соответствии с нашими представлениями об их долговечности.

Для оценки возможности получения битума марки БДУ 50/70 (самой «твёрдой» марки битумов с улучшенными некоторыми показателями качества по сравнению с битумами марок БНД) из гудронов различного фракционного состава было проведено окисление полученных образцов с последующим исследованием свойств полученных битумов.

Окисление проводилось на лабораторной установке, моделирующей условия непрерывного промышленного процесса, при температуре 250 °С и расходе воздуха 8 л/мин в расчете на 1 кг сырья. Продолжительное! ь

процесса изменялась от 4 до 5 часов в зависимости от фракционного состава сырья и требуемой глубины окисления.

Табл. 3. Качественные характеристики битумов, полученных _окислением смесей гудронов с III ЦО__

Наименование показателей Пенетрация гудронов, 0.1 мм Требования ТУ 38.1011356-91 к БДУ 50/70

315 422 482 498

Время окисления, ч 4 4 4,5 5 -

Температура размягчения по КиШ, "С 53 51,5 52 53 не ниже 51

Глубина проникания иглы при 25 °С, 0.1 мм 48 52 51 53 50-70

Растяжимость при 25 "С, см - >100 >100 >100 не менее 100

Изменение массы после прогрева, % - 0,12 0,12 0,08 не более 0,3

Глубина проникания иглы при 25 °С после прогрева, % от первоначальной величины - 68 86 79 не менее 60

Растяжимость при 25 "С после прогрева, см - 37 86 82 не менее 65

Температура хрупкости после прогрева, "С - -14 -14 -18 не выше -12

Соответствующая марка битума н/к БДУ 50/70 БДУ 50/70 БДУ 50/70

В табл. 3. приведены результаты исследований битумов, полученных из наиболее типичных и показательных образцов сырья - ПГ, имеющих значения пене-грации при 25 °С 315,422,482 и 498 мм»10'', представляющих собой соответственно исходный гудрон и его смеси, содержащие 4; 7 и 9 % мае. III ЦО.

Сравнение показателей качества полученных битумов с требованиями ТУ 38.1011356-91 на битумы дорожные улучшенные показывает, что битум, полученный в результате окисления исходного гудрона (P2j = 315 мм*10''), не соответствует марке БДУ 50/70 по показателю пенетрации. Все остальные битумы, сырьем для которых служили менее вязкие гудроны, соответствуют нормам для битума марки БДУ 50/70 по всем показателям.

Таким образом, оптимальный пенетрационный интервал сырья - ПГ составляет 420т480 мм* 10"'. Окисление сырья с меньшими значениями пенетрации не позволяет обеспечить пластические свойства битума и его устойчивость к старению. Сырье с пенетрацией выше 480 мм* 10 * требует

существенного увеличения времени пребывания в колонне, что отрицательно сказывается на общей производительности установки.

Аналогичная серия опытов была проведена по окислению смесей УГ с ЭО и ТГКК. Результаты этих экспериментов, представленные в табл. 4. свидетельствуют о довольно значительном улучшении низкотемпературных и пластичных свойств получаемых битумов. Однако резкого улучшения их прочностных характеристик (косвенно связанных со значениями температуры размягчения и пенетрации при 25 °С), как этого и следовало ожидать из наших предпосылок, не произошло.

Результаты дальнейших испытаний по окислению подготовленного комбинированными стабилизаторами состава (КСС) гудрона приведены ниже. В качестве таких КСС были выбраны смеси ЭО:А = 1:1 и ТГКК:А =1:1 (табл. 4.). Представленные результаты подтвердили наше предположение о комплексном действии КСС. Наряду с высокой пластичностью (025) и хорошими низкотемпературными свойствами (1хр., Оо, Рц) полученные образцы характеризуются достаточно хорошими прочностными свойствами Оразм., Р25).

Табл. 4. Качество окисленных битумов из подготовленного гудрона

Состав сырья Утяжелённый гудрон с ВУ5*°=190сек. Требования к маркам

Показатели с 7% мае. ЭО с 10% мае. ЭО с 3 % мае. ТГКК с 5% мае. ТГКК с 7% мае. ТГКК БНД БДУ

качества 40/60 50/70

1. Сырья. -температура размягчения, "С -вязкость условная, ВУ580, сек 36,0 135 35,0 119 38,0 100 35,0 94 33,0 82 - -

11. Битума: -температура размягчения, °С -глубина проникания иглы, 0.1 мм: - при 25 "С - при 0 "С 52,0 50,0 51,5 49,0 48,0 ¿51 251

64 15 68 17 42 18 51 19 58 20 40-60 213 50-70 н/н

-растяжимость, см: - при 25 "С - при 0 °С 148 0.1 140 1.0 130 0.6 120 2.6 115 2.6 245 2100 н/н

-температура хрупкости, °С -16 -16,5 -18 -21 -22 £-12 н/н

Причём из этих данных следует, что в случае вовлечения в такую технологическую схему гудронов с ВУ5*° = 200 сек. и выше оптимальной является концентрация КСС 7-10 % масс. При снижении же вязкости утяжелённого гудрона до 100-150сек. оптимальной является концентрация КСС 3-4 % мае. При этом удается стабильно получать дорожные битумы улучшенного качества.

Дальнейшие исследования возможности производства более «мягких» марок дорожных битумов из более «твёрдых» методом компаундирования были привлекательны и с экологической точки зрения, т.к. вводимое в конечный компаунд количество гудрона эквивалентно количеству выводимого из окисления гудрона. Т.е. несомненно и сокращение количества «вредных» выбросов в атмосферу, и сокращение количества загрязненной воды, и сокращение количества трудноутилизируемого «чёрного соляра».

Таким образом, следующим принципиальным технологическим решением разрабатываемой схемы производства является блок компаундирования. Он позволяет создавать необходимое соотношение фазахреда и, тем самым, обеспечить требуемые физико-химические свойства битумов, прежде всего их пластичность и устойчивость к старению. Другими словами, стабильно получать не только битумы марок БДУ по ТУ 38.1011356-91 достаточно близкие по качеству к европейским стандартам, но и битумы самого высокого качества - марок БДД

Базовым компонентом, поступающим на блок компаундирования, является самая твердая марка битума - БДУ 50/70 или БНД 40/60.

Для анализа возможности получения битумов марок БДУ 70/100 и БДУ 100/130 путем компаундирования битума БДУ 50/70 с гудронами различного фракционного состава, что неизбежно в условиях промышленного производства, в качестве базового компонента был использован битум, полученный окислением гудрона с пенетрацией 480 мм*10''. Показатели качества данного битума приведены в табл. 5.

Табл. 5. Зависимость показателей качества компаундированных битумов от содержания гудрона с пенетрацией 450 мм'КТ1_

Содержание гудрона а смеси с битумом, % мае. Глубина проникания иглы при 25 "С, Ри, 0.1 мм Температура размягчения по КиШ, °С Растяжимость при 25°С,Ди,см

0 51 52 >100

1 52 51 >100

3 57 50,5 >100

5 61 50 >100

7 65 49,5 >100

10 74 49,5 >100

12 77,5 49 >100

14 82 48 >100

17 85 47,5 >100

20 93 47 >100

25 102 46 >100

Сравнение данных табл. 5. с требованиями ТУ 398.1011356-91 на

битумы дорожные улучшенные показывает, что по приведенным показателям битум, содержащий 10 % мае. гудрона с Р25 = 450 мм* 10"', соответствует марке БДУ 70/100, а битум, содержащий 25 % мае. гудрона, - марке БДУ 100/130.

Для всех полученных компаундированием образцов битумов был проведен анализ стандартных качественных характеристик с целью установления их соответствия нормам для битумов марок БДУ 70/100 и БДУ 100/130. Результаты исследований представлены в табл. 6.

Сравнение показателей качества полученных компаундированных битумов с требованиями ТУ 38.1011356-91 доказывает возможность получения битума марок БДУ 70/100 и БДУ 100/130 путем смешения базового битума с гудронами различного фракционного состава.

Т.е. этими экспериментами нами была доказана возможность получения дорожных битумов марок БДУ даже с использованием в качестве стабилизатора состава III ЦО. Мы же ставили перед собой более сложную задачу - получить компаундированием битумы повышенной долговечности, т.е. с высоким низкотемпературными прочностными и пластичными

свойствами. Полученные же образцы битумов марок БДУ этим требованиям не отвечали.

Табл. 6. Качественные характеристики компаундированных битумов

Наименование показателей Содержание гудрона в смеси с битумом, % мае. Требовании ТУ 38.1011356-91

0 Ри-320 Р2! - 450 Рн-500 БДУ 70/100 БДУ 100/130

15 30 10 25 8 20

Глубина проникания иглы при 25 °С, 0.1 мм 51 74 103 74 102 73 105 71-100 101-130

Температура размягчения по КиШ, "С 52 48,5 45 49,5 46 49,5 45,5 не ниже 47 не ниже 43

Растяжимость при 25 "С, см >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 не менее 100 не менее 100

Изменение массы после прогрева, % 0,12 0,10 0,06 0,10 0,14 0,12 0,13 не более 0,3 не более 0,3

Глубина проникания иглы при 25 "С после прогрева, % от первоначальной величины 86 80 76 74 74 73 67 не меиее 65 не менее 65

Растяжимость при 25 °С после прогрева, см 86 >100 >100 >100 >100 >100 >100 не менее 100 не менее 10

Температура хрупкости после прогрева, "С -14 -15 -21 -16 -19 -21 -24 не выше -15 не выше -17

Соответствующая марки битума БДУ 50/70 вду 70/100 БДУ 100/130 БДУ 70/100 БДУ 100-130 БДУ 70/100 БДУ 100/130

Таким образом, перед постановкой следующей серии экспериментов

были определены основные характеристики компонентов процесса компаундирования:

• первым компонентом смешения был выбран ПГ смеси западно-сибирских нефтей с показателями ВУ580 в диапазоне 40-140 сек., что соответствует значениям его пенетрации при 25 °С в интервале 420-480 мм*0.1;

• ПГ представляет собой компаунд УГ из смеси западно-сибирских нефтей с ВУ580 в интервале 60-140 сек., что соответствует температуре конца кипения вакуумного газойля 520-540 °С, с КСС;

• в качестве КСС рекомендуем использование компаундов ЭО или ТГКК с А в соотношении 1:1 в концентрации от 3 до 7 % мае. на УГ в зависимости от степени «утяжелённости» гудрона;

• второй компонент смешения - битум марки БДУ 50/70, полученный окислением в стандартных условиях ПГ.

В первой серии этих экспериментов по смешению в качестве ПГ была использована смесь УГ с ВУ5М= 135 сек. с 5 % мае. ТГКК+А = 1:1 в качестве КСС, а также полученный из этого ПГ битум марки 50/70 (табл. 7.). Полученные результаты свидетельствуют о том, что смешением базового «твёрдого» битума марки 40/60 с 10 и 20 % мае. ПГ можно стабильно получать битум марки 60/90. Причём даже с более высокими показателями качества. Справедливости ради стоит также отметить, что получение следующей марки битума - 90/130 - методом компаундирования проходит «на пределе» показателя прочности (температура размягчения).

Табл. 7. Результаты компаундирования битума БДД 40/60 с ПГ

(КСС-смесь ТГКК:А = 1:1)

Наименование показателей Содержание ПГ в смеси с битумом, % мае.

0 10 20 30

1. Глубина проникания иглы, 0.1 мм: - при 25 °С - при 0 °С 51 16 53 13 60 18 73 21

2. Температура размягчения по КиШ, °С 52,0 51,0 48,0 44,0

3. Температура хрупкости, °С -20 -23 -26 -26

4. Изменение температуры размягчения после прогрева, °С 3,0 4,0 4,5 5,0

5. Сцепление с мрамором выдерж. №2 выдерж. №2 выдерж. №1 выдерж. № 1

6. Растяжимость, см: - при 25 °С - при 0 °С >100 4,5 >100 5,5 >100 5,5 >100 6,0

7. Соответствующая марка битума БДД 40/60 БДД 40/60 БДД 60/90 БДД 60/90

Для подтверждения наших предположений и выводов была выполнена следующая серия экспериментов. В ней в качестве КСС была использована смесь ЭО:А = 1:1 в концентрации 3,0 % мае. на УГ. Полученные результаты подтвердили наш вывод о достаточном запасе качества при получении методом компаундирования с ПГ из более «жёсткого» битума марки БДД следующей, менее «жёсткой» марки. Дальнейшее увеличение концентрации ПГ в смеси с битумом позволяет «на пределе» качества получать следующую марку битума.

-> Чтобы подтвердить этот вывод и попытаться получить «мягкие» марки

битумов, мы попытались окислить сырьё не до марки 40/60, а только до марки 90/130, с тем, чтобы иметь возможность стабильно получать из

а

последнего дорожные битумы марки 130/200.

Результаты, представленные в табл. 8, убедительно подтверждают высказанную нами ранее гипотезу о возможности стабильного получения битума марки БДД 130/200 из битума марки БДД 90/130 методом компаундирования последнего с ПГ.

Табл. 8. Физико-химические свойства компаундов битума БДД 90/130 с ПГ (КСС - смесь ЭО. А -1:1) *

»

Наименование показателей Содержание ПГ в смеси с битумом, % мае.

0 10 15

1 Глубина проникания иглы, 0.1 мм: - при 25 °С - при 0 °С 120 32 147 40 190 55

2. Температура размягчения по КиШ, °С 45 41 37

3. Растяжимость, см: -при 25°С - при 0 °С >100 6,0 >100 8,0 >100 9,0

4. Температура хрупкости, °С -24 -26 -28

5. Изменение температуры размягчения после прогрева, °С 4,5 4,8 5,0

6. Сцепление с эталонным мрамором №2 №2 №2

7. Соответствующая марка битума БДД 90/130 БДД 130/200 некондиция

* - данные Кривцова И А. и Плаксиной Р М.

Анализируя показатели качества дорожных битумов, полученных по разработанной нами технологии, и отмечая их более высокие значения по сравнению с битумами марок БНД по ГОСТу 2245-90, нами совместно с СвНИИ НП были разработаны ТУ 38.4011156-2003 «Битумы нефтяные дорожные вязкие Новобит» (на опытные партии) марок БДД (битумы дорожные долговечные).

Обобщая и суммируя представленные выше технологические приёмы и способы получения УГ, КСС, ПГ и битумов марок БДД блок-схема производства дорожных битумов марок БДД была представлена в следующем виде (рис. 2).

Рис. 2. Технологическая блок-схема производства дорожных битумов марок БДД.

УГ - утяжелённый гудрон; модернизированная

КСС - комбинированный стабилизатор состава; БО - блок окисления; ПГ - подготовленный гудрон; БПС - блок подготовки сырья;

БК - блок компаундирования Таким образом, в результате проведенных исследований было

установлено:

- для минимизации зависимости качества дорожных битумов от колебаний качества перерабатываемых нефтей обязательным элементом технологической схемы является блок подготовки сырья. При этом отбор газойлей от мазута смеси западно-сибирских нефтей осуществляют до

температуры 490-540 °С. Получаемый при этом утяжеленный гудрон (УГ) имеет оптимальный групповой химический состав;

- подготовленный гудрон (ПГ) - продукт блока подготовки сырья и сырье для блока окисления, представляет собой компаунд утяжеленного гудрона (УГ) и комбинированного стабилизатора состава (КСС);

- получаемый из ПГ окисленный битум со значениями пенетрации при 25 °С (Рз5, 0,1 мм.) 40-60 отличается улучшенными пластичностью, прочностью и низкотемпературными характеристиками, т.е. отвечает требованиям к марки БДЦ 40-60. Показано, что компаундируя окисленный, «жесткий» битум марки БДЦ с ПГ, можно стабильно получать следующую, более «мягкую» марку дорожных битумов БДЦ.

Экономическое обоснование целесообразности строительства битумного производства

Целью данного раздела работы являлось экономическое обоснование целесообразности строительства битумного производства в составе ОАО «Новокуйбышевский нефтеперерабатывающий завод», что требует определения

• общий объем величины необходимых для »того инвестиций;

• величины текущих затрат, связанных с эксплуатацией производства;

• выгоды получаемой от эксплуатации данного производства;

• показателей, характеризующих эффективность осуществляемых инвестиций

I Общий размер инвестиций

Величина инвестиций в строительство битумного производства на ОАО «НК НПЗ», определена как сумма затрат на поставку и монтаж нового оборудования, согласно проектно-сметной документации подрядчика на строительство В соответствии с этими данными базисная величина капитальных вложений составит 5 400,0 тыс доля США с учетом НДС

Наименование статей затрат Тыс. долларов США

Проектно-изыскательские работы 368,814

Заказ и поставка оборудования и материалов 3488.171

Строительно-монтажные работы 1 028,442

Шеф монтаж и пуою-наяадочмв работы 494,573

Государственная регистрация объектов строительства 20,0

Итого (с НДС): >400.0

Итого (без НДС): 4603,1

II Общая величина дополнительных эксплутационных затрат

Величина дополнительных эксплутационных затрат связанных с производством

битумных материалов изменяется в целом по заводу по следующим позициям'

Объем производства, тыс. томи До строительства После строительства Тыс. руб.

Топливо 1 234 0 -1234*

Тепло (пар) 2 281 1 190 -1091-

Электроэнергия 1 896 6 347 3452

Воля 472 662 90

Сжатый воздух 391 464 73

Перекачки 1 290 1 636 246

Итого: 7553,0 9 089,0 1 5Зв.О

*) Старая система паро-обагрева заменяется на злектро-обогрев. включая трубопроводы и запорно-регулирующую арматуру

В результате реализации проекта не предполагается изменений количества рабочих мест

В Главе IV приведено обоснование необходимости создания в ОАО «НК НПЗ» комплексного специализированного производства по выпуску основного ассортимента современных и перспективных битумных материалов: дорожных, кровельных и строительных битумов, полимербитумных вяжущих, рулонных кровельных материалов, битумных эмульсий и др.

Своевременность и необходимость создания подобного производства связана, по нашему убеждению, с возникшим в настоящее время резким разрывом между ассортиментом и качеством выпускаемой нефтеперерабатывающими предприятиями продукции и возросшим спросом на современные битумные материалы в народном хозяйстве.

Строительство подобного производства, технологически привязанного к действующему нефтеперерабатывающему предприятию, обусловлено:

1) наличием на НПЗ основного перечня необходимого сырья и компонентов для производства подавляющего большинства типов битумных

материалов требуемого качества;

2) возможностью чёткого контроля качества сырья и продукции по всей технологической цепочке:

сырьб -* производство товарный битум -> модифицирование -> -> битумный материал;

3) необходимостью придания гибкости всему производству битумных материалов в зависимости от сезонности спроса на ту или иную продукцию;

4) возможностью использования имеющегося на предприятии ' оборудования, трубопроводов, резервуаров и т.п;

5) возможностью рационального использования энергетических ( ресурсов в рамках НПЗ;

6) высоким уровнем технологической дисциплины и опыта инженерно-технического персонала НПЗ.

В проектируемое производство целесообразно, на наш взгляд, включить как основные следующие технологические линии и блоки (рис. 3). Блок № 1. Мощность - около 500 тыс. т. продукции в год:

• линия подготовки сырья для производства дорожных битумов марок БНД по ГОСТ 22245-90;

• линия окисления подготовленного сырья с получением окисленного продукта;

• линия компаундирования с получением основного ассортимента дорожных 4 битумов повышенной долговечности.

Блок № 2. Мощность - около 100 тыс. т. продукции в год: ^ • линия окисления сырья с получением строительных битумов марок БН по

ГОСТ 6617-90 и кровельных битумов марок БНК по ГОСТ 9548-98;

• линия по расфасовке и затариванию строительных битумов;

• линия по производству, расфасовке и затариванию рулонных кровельных материалов.

Блок № 3. Мощность - около 45 тыс. т. продукции в год:

• линия по приготовлению концентрата полимера;

• линия по производству дорожных полимербитумных вяжущих по ТУ 0256096-00151807-97.

Сегодня, используя битумы марок БНД и полимеры типа ДСТ, дорожно-строительные организации практически насытили российский рынок упомянутым вяжущим. Сезонность спроса, высокая себестоимость, небольшие объёмы потребления и т.п. сдерживают сегодня организацию производства таких битумных материалов на нефтеперерабатывающих предприятиях. Комплексное же, специализированное производство может успешно обеспечить выпуск таких материалов.

Технологическое оборудование блока по производству ПБВ позволяет получать серогудроновые композиции (после их соответствующей дозированной энергетической обработки), последующее окисление которых на блоке № 1 решает одну из важнейших проблем современной нефтепереработки - утилизацию элементной серы.

Блок № 4. Мощность - около 30 тыс. т. продукции в год:

• линия по строительству катионоактивных битумных эмульсий для дорожного строительства и ремонта.

Другим весьма перспективным битумным материалом являются битумные эмульсии по ГОСТ 18659-81. В большинстве индустриально развитых странах мира битумные эмульсии стали одним из основных дорожно-строительных материалов.

В общем случае в состав битумной эмульсии входят:

• дисперсная фаза: битум, модификатор, адгезионная присадка, растворитель и разжижитель - в количестве до 60-70 % мае. %

• дисперсионная среда: вода, эмульгатор, кислота, стабилизатор - в количестве до 30-40 % мае.

Битумные эмульсии могут быть использованы как минимум в 12 видах ремонтно-строительных работ, т.е. охватывают практически весь их спектр.

Изложенная концепция была обоснована экономически и одобрена в качестве перспективного плана развития предприятия ОАО «Новокуйбышевский НПЗ».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые обосновано и постулировано понятие дорожных битумов «повышенной долговечности». Определен уровень необходимых показателей качества таких битумов марок БДД. На них разработаны и утверждены технические условия, требования которых превосходят требования к битумам марок БНД и БДУ.

2. Создана технология производства битумов повышенной долговечности базирующаяся на технологических решениях оптимизации группового и химического составов гудронов и битумов. Показано, что такая оптимизация приводит к повышению уровня низкотемпературных и пластичных, в сочетании с прочностными, свойств дорожных битумов. ;

3. Разработанная технология производства битумов марок БДД включает блок подготовки сырья с использованием утяжеленных гудронов и комбинированных стабилизаторов состава, блок окисления и блок компаундирования окисленного подготовленного гудрона с неокисленным.

4. Исследованы и установлены оптимальные технологические требования к качеству перерабатываемых утяжеленного и подготовленного гудронов, качеству и количеству комбинированных стабилизаторов состава и других компонентов смешения, позволяющее минимизировать влияние колебаний качества смеси перерабатываемых западно-сибирских нефтей на свойства получаемых из них окисленных дорожных марок битумов.

5. Обоснована экономическая и технологическая целесообразность создания комплексного производства битумных материалов, базирующееся на производстве битумов повышенной долговечности. Это позволило сформулировать техническое задание на разработку технико-экономического обоснования инвестирования данного проекта для ОАО «Новокуйбышевский НПЗ»

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Коновалов A.A., Гуреев A.A., Олтырев А.Г. О создании комплексного производства битумных материалов. Нефтепереработка и нефтехимия, 2002, № 3, с. 18-24.

2. Лагутин К.И., Коновалов A.A., Гуреев, A.A., Учет современных тенденций рынка битумов Российской Федерации в производственной и торговой политике НК «ЮКОС». Материалы научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития российских НПЗ», 2-5 апреля 2002 г., С-Петербург. Изд. ОАО «ЦНИИТЭнефтехим», М.,2002, с. 103-112.

3. Коновалов A.A. Разработка технологии производства битумов повышенной долговечности марок БДД. Тезисы доклада в материалах научно-практической конференции «Современное состояние процессов переработки нефти». Уфа, 2004, с. 38-39.

4. Коновалов A.A., Гуреев A.A. и др. Патент РФ на изобретение № 2235109, зарегистрирован в Гос. реестре 27 августа 2004 г.

5. Гуреев A.A., Белогрудова М.О., Коновалов A.A. Состав, структура и долговечность дорожных битумов. Тезисы доклада в материалах (II Международного симпозиума «Нефтяные дисперсные системы», М.: Изд. «Техника», 2004, с.91-92.

6. Гуреев A.A., Коновалов A.A., Белогрудова М.О. О возможности производства улучшенных дорожных битумов на российских НПЗ. Тезисы доклада на 6-й научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», Москва, РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 26-27 января 2005 г.

7. Гуреев A.A., Коновалов A.A., Белогрудова М.О., Крылов С.Е. Компаундирование - как основа производства вяжущих материалов для дорожного строительства. Технологии нефти и газа, 2005 г. № 2, с. 10-13.

Подписано в печать Формат 60x90/16 Объем Тираж 150 _Заказ !fj_

119991, Москва, Ленинский просп. ,65 Государственное унитарное предприятие Издательство «Нефть и газ» РГУ им. И.М. Губкина Тел.: 135-84-06,930-97-11. Факс: 135-74-16

1

4

i

»-7717

РНБ Русский фонд

2006-4 5647

Стр. ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Современное состояние производства дорожных битумов и битумных материалов (литературный обзор).

ГЛАВА II. Выбор объектов и методов исследования.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Выбор методов исследования.

2.3. Методика окисления гудронов.

ГЛАВА III. Разработка технологии производства долговечных дорожных битумов.

3.1. Оптимизация фракционного и группового химического состава гудрона.

3.2. Стабилизация качества сырья для окисления.

3.3. Поиск оптимального состава сырья для получения базового битума.

3.4. Изучение возможности производства различных марок долговечных дорожных битумов.

ГЛАВА IV. Обоснование создания комплексного битумного производства в ОАО «НК НПЗ».

Одним из приоритетных направлений экономического и социального развития сегодняшней России является создание современной транспортной инфраструктуры и, в первую очередь, автодорожной сети. Это, безусловно, требует коренных и безотлагательных решений по повышению объёмов производства и качества дорожных битумных материалов.

К сожалению, выпускаемые сегодня дорожные битумы не полностью соответствуют высоким требованиям эксплуатации, например, устойчивостью к термоокислительному старению.

К числу современных дорожных битумных материалов можно отнести, следуя мировой практике, дорожные битумы с улучшенными эксплуатационными характеристиками и композиции на их основе -полимербитумные вяжущие и битумные эмульсии.

В настоящей работе сделана попытка обосновать и разработать технологию производства дорожных битумов повышенной долговечности на одном из передовых российских нефтеперерабатывающих предприятий.

Целью работы являлись разработка технологических решений по организации производства дорожных битумов повышенной долговечности на площадке ОАО «Новокуйбышевский НПЗ» и создание на его основе комплексного производства современных битумных материалов.

Для решения этой проблемы было необходимо прежде всего обосновать научные и технологические принципы создания дорожных битумов повышенной долговечности. А затем подобрать современные технологические приемы и способы достижения поставленной цели.

Такая технология должна стать, кроме того, экономически обоснованным стержнем комплексного битумного производства на нефтеперерабатывающем предприятии, позволяющим решать важнейшие вопросы качества и ассортимента продукции, круглогодичной занятости персонала, рентабельности, экологии и т.д.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые обосновано и постулировано понятие дорожных битумов «повышенной долговечности». Определен уровень необходимых показателей качества таких битумов марок БДД. На них разработаны и утверждены технические условия, требования которых превосходят требования к битумам марок БНД и БДУ.

2. Создана технология производства битумов повышенной долговечности, базирующаяся на технологических решениях оптимизации групповс f химического составов гудронов и битумов. Показано, что такая оптимизация приводит к повышению уровня низкотемпературных и пластичных, в сочетании с прочностными, свойств дорожных битумов.

3. Разработанная технология производства битумов марок БДД включает блок подготовки сырья с использованием утяжеленных гудронов и комбинированных стабилизаторов состава, блок окисления и блок компаундирования окисленного подготовленного гудрона с неокисленным.

4. Исследованы и установлены оптимальные технологические требования к качеству перерабатываемых утяжеленного и подготовленного гудронов, качеству и количеству комбинированных стабилизаторов состава и других компонентов смешения, позволяющее минимизировать влияние колебаний качества смеси перерабатываемых западно-сибирских нефтей на свойства получаемых из них окисленных дорожных марок битумов.

5. Обоснована экономическая и технологическая целесообразность создания комплексного производства битумных материалов, базирующееся на производстве битумов повышенной долговечности. Это позволило сформулировать техническое задание на разработку технико-экономического обоснования инвестирования данного проекта для ОАО «Новокуйбышевский НПЗ»

1. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М., Химия, 1973, 432 с.

2. Грудников И.Б. Производство нефтяных битумов. М., Химия, 1983, 192 с.

3. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. М., Транспорт, 1973,284 с.

4. Руденская И.М., Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства. М., Транспорт, 1984, 228 с.

5. Битумные материалы. Асфальты, смолы, пеки (пер.) Под ред. А.Дж. Хойберга. М., Химия, 1974, т.1, 246 с.

6. Сергиенко СР., Таимова Б.А., Талагаев Е.И. Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти. М., Паука, 1979, 269 с.

7. Хайрутдинов И.Р. и др. Технология производства неокисленных дорожных битумов на ОАО «ТАИФ-НК». Материалы II конгресса нефтепромышленников России. Уфа. 25-28 апреля 2000 г., с. 64

8. Материалы межотраслевого совещания «Проблемы производства и применения нефтяных битумов и композитов на битумной основе». Саратов, 28-29 марта 2000 г., т. I и II, 75 с. и 159 с.

9. Сюняев З.И., Сюняев Р.З., Сафиева Р.З. Нефтяные дисперсные системы. М., Химия, 1990, 226 с.

10. Гуреев А.А. и др. Новое в технологии производства битумных материалов. Химия и технология топлив и масел, 2000, № 2, с.49.

11. Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. Ч. II, М., 2001, с. 330. ^#

12. Кутьин Ю.А. и др. Рациональные направления производства дорожных битумов. Башкирский химический журнал. Т. 3, вып. 3, 1996, с. 27.

13. Гохман Л.М. Применение полимерно-битумных вяжущих в дородном строительстве. В сб. «Применение полимерно-битумных вяжущих на основе блоксополимеров типа СБС. М., Центр метрологии, испытаний и сертификации МАДИ (ТУ), 2001, с. 5-60.

14. Полякова СВ. Применение модифицированных битумов в дородном строительстве. В сб. «Применение полимерно-битумных вяжущих на основе блоксополимеров типа СБС. М., Центр метрологии, испытаний и сертификации МАДИ (ТУ), 2001, с. 86-97.

15. Ноородам А. Битумные кровельные материалы, модифицированные полимерами. Зарубежная техника, № 2, 1990, с. 25-28.

16. Абросимов А.А., Белоконь Н.Ю. Опыт освоения производства композиционных материалов с улучшенными экологическими свойствами на нефтеперерабатывающем предприятии. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1997, 52 с.

17. Печёный Б.Г. Битумы и битумные композиции. М., Химия, 1990, 256 с.

18. Карпеко Ф.В., Гуреев А.А. Битумные эмульсии. Основы физико- химической технологии производства и применения. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1998, 191 с.

19. Энциклопедия дорожных эмульсий. Под ред. Петухова И.Н. Т. I, II, III, EARE.

20. Гуреев А.А. и др. Модификация свойств дорожных битумов обработкой гудрона серой. Химия и технология топлив и масел. М., № 5, 2002, с. 32-34

21. Гуреев А.А. •' г), Дисс. на соиск. учёной степени д.т.н., М., ГАНГ им. И.М. Губкина, 1993.

22. Касьянов А.А. и др. Опыт реконструкции битумной установки. Химия и технология топлив и масел. М., № 4, 1999, с. 25-26.

23. Коновалов А.А. и др. О создании комплексного производства битумных материалов. Нефтепереработка и нефтехимия. Изд. ЦНИИТЭнефтехим, вып. 3, 2002, с. 18-24.

24. Худякова Т.С, Масюк А.Ф. О зависимости физико-механических свойств дорожных и асфальтобетонных смесей от качества дорожных битумов. Материалы и конструкции. 2003, № 2, с. 12-22.

25. Апостолов А. О взаимосвязи группового состава сырья и некоторых свойств окисленных битумов. Изв. ВУЗОв. Нефть и газ. 1982, № 9, с. 50-53.

26. Фрязинов В.В. Исследование влияния углеводородного компонента на свойства битумов. Дисс. на соиск, учёной степени к.т.н. Уфа, УНИ, 1975, 173 с.

27. Афанасьева Н.Н. Регулирование физико-химический свойств и дисперсности сыря для производства окисленных битумов. Дисс. на соиск. учёной степени к.т.н. М., МИНГ им. И.М. Губкина, 1988, 178 с.

28. Бодан А.Н. и др. Влияние ультразвуковой обработки на структуру биутмов. Нефтепереработка и нефтехимия. 1980, вып. 18, Киев, Наукова Думка, с. 98-100.

29. Ишкильдин А.Ф. и др. Интенсификация процесса окисления нефтяных остатков воздействием ультразвука. Нефтеперерабокта и нефтехимия, 1986, № 5, с. 9-11.

30. Бодан А.Н. Химия и технология топлив и масел, 1982, № 12, с. 32.

31. Ступак СВ. Регенерация отработанных нефтяных дорожных битумов на основе регулирования фазовых переходов. Дисс. на соиск. учёной степени к.т.н. М., ГАНГ им. Губкина, 1989, 185 с.

32. Посадов И.А. и др. Влияние химического состава на структуру нефтяных битумов. Коллоидный журнал, 1985, т. XLVII, № 2, с. 315-320.

33. Фрязинов В.В., Грудников И.Б. Нефтепереработка и нефтехимия, 1970, №6, с. 5.

34. Гуревич И.А. и др. Нефтепереработка и нефтехимия, 1960, № 9, с. 24.

35. Ахметова А.С., Грудников И.Б., Фрязинов В.В. Труды СоюзДорНИИ, 1970, вып. 46, с. 88-95.

36. Крейцер Г.Д. Асфальты, битумы и пеки. - М.: Стройиздат, 1952 г.

37. Методы исследования состава органических соединений нефти и битумоидов. - М.: Наука, 1985. - 152 с.

38. Marcusson J. Asphalt its composition. Angew. Chem. B. 29, № 1. 1916 - P . 2 1 .

39. Розенталь Д.А. Изучение процесса образования битумов при окислении гудронов. Дис. ...д-ра техн. Наук. Л.: ЛТИ им. Ленсовета. 1972. -298 с.

40. Унгер Ф.Г. Масс- и радиоспектральное исследование группового состава и надмолекулярной структуры нефтей и нефтепродуктов. Автореф. дис. ...д-рахим. наук. М.: ВНИИНП, 1984. - 32с.

41. Розенталь Д.А. Нефтяные окисленные битумы.: Учеб. Пособие. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1979. — 47 с.

42. Krom G.J.J. Inst. Petrol, 54, № 536, 1968, P. 232 - 240.

43. Петров A.A. Углеводороды нефти. М.: Наука, 1984. - 263 с.

44. Пажитнова Н.П. Исследование влияния природы сырья на состав и свойства окисленных дорожных битумов. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М. 1970.-23 с.

45. Ахметова P.С. Исследование влияния качества сырья и способов производства на свойства дорожных битумов и разработка рациональной технологии получения высококачественных битумов из восточных нефтей. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М. 1967. -24 с.

46. Колбановская А.С., Руденский А.В. Влияние твердых парафинов на структурно-реологические свойства битумов. //Коллоид, журнал. - 1968. — Т. 30. № 4 . - С . 522-526.

47. Колбановская А.С. Исследование дисперсных структур в нефтяных битумах с целью получения оптимального материала для дорожного строительства. Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. М. 1967. - 43 с.

48. Варфоломеев Д.Ф., Стехун А.И., Унгер Ф.Г. Исследование углеводородного состава нефтяных остатков. //Нефтеперераб. и нефтехимия - 1978.-№3.-С. 21-23.

49. Фишер К.А., Шрам А. IV Международный нефтяной конгресс. М., Т.4.-1956.

50. Жердева А.Г., Сидляренок Ф.Г. Состав и свойства высокомолекулярной части нефти. Изд. АН СССР, 1958. - 54 с.

51. Велизарьева Н.И. Жердева Л.Г. Состав и свойства высокомолекулярной части нефти. Изд. АН СССР, 1958. - 266 с.

52. Камьянов В.Ф. Высокомолекулярные гетероатомные компоненты нефтей. Состав, строение и новые направления использования. Дис. ... д-ра техн. наук. М. 1992 - 443 с.

53. Speigtt J.C. The solubitim of asphaltenes. Anal. Chem. Soc, 1 v Fuel Chem.,vl5.1. 1971.-p. 57.

54. Филимонова T.A., Кряжев Ю.Г., Камьянов В.Ф. Состав и строение высокомолекулярных компонентов нефти (обзор). //Нефтехимия. - 1979. - Т. 19. № 5 . - С . 696 с.

55. Фрязинов В.В. Исследование влияния углеводородного компонента на свойства битумов. Дисс. ... канд. техн. наук. Уфа. 1975. -216 с.

56. Поконова Ю.В. Химия высокомолекулярных соединений нефти. Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1980. - 179 с.

57. Barbelet М., Poitevin J. - Ref. Inst, frans. petrole, 1979. V. 34. № 2. p. 293.

58. Посадов H.A. Попов О.Г., Проскуряков В.A., Розенталь Д.А. Структурно-молекулярные аспекты генетической взаимосвязи высокомолекулярных соединений нефти. //Нефтехимия. 1985. - Т. 25. - № 3. - 298 с.

59. Хрящев А.Н. Ассоциатообразование смолисто-асфальтеновых компонентов нефти. Автореф. дис. ... канд. хим. наук. Л. 1991. - 19 с.

60. Pfeiffer J.P., Saal R.N., Asphaltic bitumen as colloid system //Phus. Chem., V. 44, № 2 - 1970. 139 - 149 p.

61. Nellensteum F.J. The properties of asphltie bitumen Inst. Petrol. Techn. 10, 1924.-311 p.

62. Traxler R.N. Asphalt ist Composition Properties. 1961. New-York.

63. Колбановская A.C., Давыдова A.P., Собсай О.Ю. Структурообразование дорожных битумов. /В кн. Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: Наука, 1966. - 103-113.

64. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика - новая область науки. М.: Знание, 1958.-64 с.

65. Везиров P.P., Горбань О.В., Ларионов Л. и др. Исследование химического состава твердых парафинов. //ЦНИИТЭнефтехим. Вып. 8. нефтепереработка и нефтехимия. Научные достижения и передовой опыт. 1997.-С. 49-54.

66. Сурмели Д.Д. О зависимости качества нефтяных битумов (окисленных) от глубины отбора масляных фракций при перегонке нефти. //Нефтяное хозяйство. - 1995. - № 11. - 77-80.

67. Посадов И.А., Розенталь Д.А., Абромович Г.В., Борисова Л.А. Влияние химического состава на структуру нефтяных битумов. //Коллоид, журнал. - 1985. - Т. 47. № 2. - 315-325.

68. Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. М.: Химия, 1990. - 256 с.

69. Кутьин Ю.А., Хайрутдинов И.Р., Биктимирова Т.Г., Имашев У.Б. Рациональное направление производства дорожных битумов. //Башкирский химический журнал. Т.З. — Вып. 3. - 1996. - 27-32.

70. Хафизов Ф.Ш. Разработка технологических процессов с использованием волновых воздействий. Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Уфа.УГНТУ. 1996.-45 с.

71. Ишкильдин А.Ф., Хайрудинов И.Р., Александрова Л., Хафизов Ф.Ш. Интенсификация процесса окисления нефтяных остатков воздействием ультразвука. //Нефтеперераб. и нефтехимия. - 1986. - № 5. - 9-10.

72. Юминов И.Л. Разработка каватационно-вихревого аппрата для процесса окисления углеводородного сырья. Дис. ... канд. техн. наук. Уфа. 1999.-19 с.

73. Коралски Г., Николова В., Минков Д. Увеличение отбора светлых фракций с помощью активирующих добавок. //Химия и технология топлив и масел. 1993. - № 6. - 8-9.

74. Страхова Н.А., Гераськин В.И., Кортовенко Л.П. Влияние активирующих добавок на глубину отбора вакуумного газойля АГПЗ./ Проблемы освоения Астраханского газоконденсаторного месторождения. Научные труды АНИПИГаз. Астрахань. 1999. - 119-121.

75. Павлюковская О.Ю. Получение дорожных битумов из высокопарафинистых газоконденсатных мазутов. Дисс. ... канд. техн. наук. Москва-Астрахань-2001. 138 с.

76. ГруОников И.Б., Ипполитов Е.В., Гр>Уникова Ю.И. Технология производства битумов .//Химия и технология топлив и масел, 2004, № 6, с. 16-22.

77. Морозов В.А., Старов Д.С, Шахова Н.М., Колобков B.C. О производстве дорожных битумов из высокопарафинистых нефтей. Химия и технология топлив и масел.//2004, № 6, с. 23-26.

78. Гуреев А.А. Технологии производства дорожных битумов. Анализ эффективности.//Химия и технология топлив и масел, 2005, № 2, с. 54-55.