Классификация битума
Битумы разделяются на природные и искусственные — нефтяные.
1.3.1 Природные битумы — это составная часть горючих ископаемых. К ним относятся естественные производные нефти, образующиеся при нарушении консервации её залежей в результате химического и биохимического окисления, например асфальты, кериты, мальты, озокериты и др. Добычу проводят главным образом карьерным или шахтным способом (Битуминозные пески). Природные битумы — продукты естественного окисления нефти, протекающего в земной коре в течение многих столетий. В чистом виде они встречаются редко, преимущественно пропитывают пористые горные породы — песчаники, известняки, доломиты. Эти битуминозные породы называют асфальтовыми. Из них при содержании не менее 10—15% битум извлекается с помощью органических растворителей (экстрагированием). Природные битумы содержат небольшое количество вредных примесей — парафинов и обладают повышенной долговечностью. Чаще асфальтовые породы измельчают и используют в качестве наполнителей для изготовления мастик и асфальтовых бетонов. Природные битумы отличаются высокой атмосферостойкостью и хорошим прилипанием к поверхности каменных материалов, но из-за дефицитности и высокой стоимости в строительстве применяют ограниченно. Их используют главным образом в химической и лакокрасочной промышленности.
1.3.2 Битумы нефтяные — искусственные, остаточные продукты переработки нефти, имеющие твёрдую или вязкую консистенцию и состоящие из углеводородов и гетероатомных (кислородных, сернистых, азотистых, металлсодержащих) соединений. Нефтяные битумы — это дисперсные системы, в которых дисперсионной средой являются масла и смолы, а дисперсной фазой — асфальтены. В зависимости от степени агрегирования и пептизации нефтяные битумы образуют различные мицеллярные системы — золи, золи-гели, гели.
В состав нефтяных битумов входят следующие группы веществ, различающихся по растворимости:
1. асфальтены (наиболее высокомолекулярные соединения нефти), которые растворимы в хлороформе, сероуглероде, не растворяются в спирте, эфире и ацетоне;
2. асфальтогеновые кислоты — кислые смолистые вещества, растворимые в спирте, хлороформе, плохо растворимые в бензине;
3. нейтральные смолы, растворимые в нефтяных маслах, бензоле, эфире, хлороформе и уплотняющиеся при нагревании и кислотной обработке в асфальтены;
4. нефтяные масла
5. карбены – высокомолекулярные вещества, образующиеся вследствие уплотнения асфальтенов в присутствии серы; растворимы в пиридине, сероуглероде;
6. карбоиды – вещества не растворимые в органических растворителях.
Асфальтены обуславливают твёрдость и высокую температуру размягчения битума, смолы — его эластичность и цементирующие свойства, масла — морозостойкость.
Асфальтовые породы — горные, пропитанные природными битумами. Сюда относятся битумные песчаники и битумные известняки. Из асфальтовых пород извлекают чистый природный битум или используют их в размолотом виде в качестве асфальтового порошка.
Наибольший интерес для промышленности строительных материалов представляют асфальтиты — природные высокоплавкие битумы.
1.4 Методы производства битумов
Производство нефтяных битумов осуществляют разными способами: продувкой гудронов воздухом, перегонкой мазутов с глубоким отбором дистиллятов, деасфальтизацией гудронов пропаном. Широко применяют также компаундирование продуктов различных процессов.
Каждый из процессов имеет свои особенности, заключающиеся в неодинаковой степени решенности характерных проблем, к числу которых нужно отнести уровень энергетических, материальных и трудовых затрат, а также соответствие требованиям экологии и охраны труда. Свойства битумов зависят как от технологии производства, так и от природы исходной нефти, Это позволяет получать битумы, различающиеся по качеству и пригодные для применения в разнообразных областях.
Потенциальная возможность получения высококачественных битумов из нефтей разной природы (сернистых или парафинистых) реализуется лишь при правильном определении не только вклада того или иного процесса в общую технологическую схему производства, но и последовательности их проведения.
В процессах вакуумной перегонки и деасфальтизации получают остаточные и осажденные битумы. Главное назначение этих процессов - извлечение дистиллятных фракций для выработки моторных топлив и деасфальтизации - подготовка сырья для масляного производства. В то же время побочные продукты этих процессов - гудрон перегонки и асфальт деасфальтизации - соответствуют требованиям на битум или их используют в качестве компонентов сырья при производстве окисленных битумов.
Основным процессом производства битумов в нашей стране является окисление - продувка гудронов воздухом.
В соответствии со способами производства битумы разделяют на окисленные, остаточные, осажденные и компаундированные. Классифицируют битумы и по областям применения.
Окисленные битумы получают в аппаратах периодического и непрерывного действия, причем доля, битумов, полученных в аппаратах непрерывного действия, - более экономичных и простых в обслуживании - постоянно увеличивается. Среди аппаратов непрерывного действия наиболее эффективными являются пустотелые колонны с разделенными секциями реакции и сепарации прореагировавших фаз.
Анализ просмотренных патентов и литературы показывает, что окисление сырья кислородом воздуха имеет очевидные преимущество.
При помощи окисления кислородом воздуха не возникают проблемы с утилизацией вредных газов и угрозой загрязнения окружающей среды. Этот способ экономичен, прост и удобен в использовании. Именно поэтому окисление кислородом воздуха получило широкое распространение и дальнейшие использование в технологиях получения нефтяных битумов.
Дата добавления: 2015-05-21; просмотров: 2484;