Литературный обзор методов производства продукции. Обоснование выбранного метода.

Битумы можно получать одним из трех способов:

- глубокая вакуумная перегонка мазута;

- окисление остаточных нефтепродуктов воздухом при высокой температуре;

- компаундирование остаточных и окисленных продуктов.

Качество готовых битумов зависит в первую очередь от качества сырья, а для окисленных битумов еще и от температуры, продолжительности окисления и расхода воздуха

Наилучшим сырьем для производства битума служат остаточные продукты переработки тяжелых смолисто-асфальтеновых нефтей: гудроны, крекингостатки, асфальты и экстракты очистки масел. Чем больше содержание смолисто-асфальтеновых компонентов в нефти, чем выше отношение асфальтены: смолы и чем меньше содержание твердых парафинов, тем выше качество получаемых битумов и проще технология их производства.

Из гудронов, имеющих оптимальные величины соотношений А/С и (А+С)/М, получают битум глубокой вакуумной перегонкой. Это характерно для венесуэльской нефти. Высокопарафинистые нефти – наихудшее сырье для получения битума. Высокое содержание парафина в нефтях отрицательно сказывается на важнейших эксплуатационных показателях битумов: прочности и прилипаемости к минеральным покрытиям. Нефти, из которых получают битумы, должны быть хорошо обессолены.

При окислении гудронов часть масел превращается в смолы, часть смол переходит в асфальтены. В результате количество смол практически остается неизменным, а отношения А/С и (А+С)/М улучшаются.

Окисленные битумы получают при одновременном воздействии на нефтяные остатки кислорода воздуха и высокой температуры. Чем выше температура, тем быстрее протекает процесс. При слишком высокой температуре, однако, ускоряются реакции образования карбенов и карбоидов, что недопустимо.

Окисленные битумы получают на установках периодического и непрерывного действия. При периодическом процессе сырье подают в окислительный куб, температура .в котором должна быть 170—260 °С. После заполнения окислительного куба на одну треть начинают подавать в куб сжатый воздух под давлением 1—1,5 атмосфер и одновременно доводят уровень сырья до определенной высоты. При окислении выделяется тепло, поэтому температуру процесса регулируют подачей воздуха. Если необходимо отводить избыточное тепло, то применяют циркуляцию продукта поршневым насосом, который выводит часть продукта из куба снизу и через водяной холодильник возвращает ее в куб сверху.

Продолжительность окисления зависит от качества сырья и требуемого качества битума. Чем тверже битум, тем время окисления должно быть больше. Обычно продолжительность окисления составляет 18—40 часов. Температура процесса 250—280 °С. После достижения товарного качества битума подачу воздуха прекращают, битум охлаждают циркуляцией через холодильник и откачивают на разливочную станцию. Образующиеся в процессе окисления жидкие и газообразные продукты из куба поступают в конденсатор-холодильник, а оттуда — в сепаратор, где смесь разделяется на отгон (так называемую «черную солярку») и газы. Газы сжигаются в печи. Отгон добавляется к котельному топливу.

Окислительные кубы — пустотелые стальные цилиндрические аппараты объемом от 50 до 250 м³; расположение их может быть вертикальным и горизонтальным. В нижней части аппарата располагаются маточники для подачи воздуха. На установке имеется одновременно несколько таких кубов. Периодические установки малопроизводительны.

Установка для получения дорожных и строительных битумов непрерывным окислением в трубчатом реакторе состоит из трех одинаковых параллельных блоков. Она дает возможность одно­временно получать две марки строительных битумов и тяжелый компонент дорожного битума.

Дорожные битумы получают компаундированием переокисленного компонента с температурой размягчения 65 °С и разжижителей.