Классификация битумов и основные требования к ним. Понятие об интервале пластичности битумов.

На свойства битумов оказывает влияние в основном их компонентный состав. Асфальтены повышают твердость, смолы улучшают эластичность, масла придают морозостойкость.

Этополутвердые илитвердые в обычном состоянии продукты, представляюшие коллоидную смесь асфальтенов, смол и масла. Сырьем для их получения служат гудроны первичной перегонки и другие продукты вторичных процессов переработки остатков (экстракты масляного производства, крекинг-остатки), в которых концентрируются высокомолекулярные ароматические соединения, смолы и асфальтены. Таким образом, пригодность нефти для получения из нее битума определяется содержанием в ней смол и асфальтенов, что выражается следующим соотношением БашНИИ НП:

А + С - 2п > 0

Где А, С и П - содержание в нефти соответственно асфальтенов, смол и пара­фина,' %(мас).

Если левая часть этого неравенства меньше нуля, то нефть считается неблагоприятной для получения из нее битума хоро­шего качества. Битумы классифицируют по способам получения (остаточные, окисленные и компаундированные) и по области применения (дорожные, строительные и специального назначе­ния).

Остаточные битумы получают как остатки перегонки нефти под вакуумом, кипящие выше 450 - 550 °С, т. е. концент­рированием природных смол и асфальтенов в остатке пере­гонки.

Окисленные битумы получают окислением тяжелых остатков нефти (выше 400 - 450 °С) воздухом при 260 - 280 °С, т. е. образованием вторичных асфальтосмолистых веществ до­полнительно к природным.

Компаундированные битумы получают смешением, в частности остаточных с окисленными.

Дорожные битумы подразделяют на вязкие и жидкие. Последние получают из вязких добавкой разжижающих нефте­продуктов (обычно - керосиновой фракции) и поверхностно-дивных веществ. По скорости загустевания жидкие битумы бывают следующие: быстрогустеющие (класс БГ), густеющие со средней скоростью (класс СГ) и медленногустеющие (класс

Основные показатели качества вязких дорожных битумов марок приведены ниже (ГОСТ предусматривает так-Марки БН с теми же требованиями по глубине проникания иглы при 25 "С, но различающиеся по другим показателям v чества):

 

Показатель	БНД	БНД	БНД	БНД 60/90	БНД ад/
	200/300	130/200	90/130
Глубина проникания
иглы, 0,1 мм:
при 25 °С	201-300	131-200	91/130	60-90	40-60
при 0 "С, не более
Температура, "С:
размягчения, не
ниже
хрупкости, не вы-	-20	-18	-17	-15	-10
ше
вспышки, не ниже
Растяжимость, см,
не менее:
при 25 °С	-
при 0 "С			4,2	3,5

Жидкие дорожные битумы готовят с добавкой следующих разжижителей:

БГ - БНД 60/90 или БНД 90/130 с добавкой легкого кероси­на (фракция 130 - 230 °С);

СГ - БНД 40/60 с добавкой обычного керосина (фракции 150-300 °С);

МГ - БНД 40/60 или БНД 60/90 с добавкой тяжелого дизель­ного топлива (фракции 280 - 360 °С).

Для жидких битумов основными нормами качества являются: условная вязкость при 60 °С, температура вспышки (от 37 °С для БГ до 110 °С для МГ) и количество испарившегося разжижителя при 100 °С за 1, 3 и 5 ч.

Строительные битумы используют главным образом в качестве гидроизоляционной среды и выпускают трех марок: БН 50/50, БН 70/30 и БН 90/10 (в числителе - температура размяг­чения, в знаменателе - средняя глубина погружения иглы). Эл битумы менее растяжимы, чем дорожные (дли указанных марок соответственно 40, 3 и 1 см).

Из битумов специального назначения укажем на кровельные, изоляционные и высокоплавкие размягчители.

Кровельные марок БНК 45/180, БНК 90/40 и БНК 90/3U (цифры - то же, что и выше) используют для пропитки кровельных материалов (толь, рубероид) или непосредственно для покрытия крыш зданий и сооружений.

Изоляционные битумы марки БНИ-1У-3, БНИ-IV и БНИ-используют как гидроизоляционные покрытия трубопровод⁰ ' предохраняющие их от грунтовой коррозии. Температуры ' размягчения соответственно 65, 75 и 90 °С.

Специальные битумы применяют в лакокрасочной, шинной и электротехнической (электронной) промышленности. Свой­ства некоторых марок специальных битумов (Б, В, Г - общего назначения, А-30 и А-10 - мягчители) приведены ниже:

Показатель Б В Г А-30 А-10

Температура размягчения, 100-110 110-125 125-135 125-135 125-130

0,1 мм, 25 °С, не более

Содержание нерастворимых 0,15 0,15 0,15

в горячем бензоле, %, не более

Зольность, %, не более 0,20 0,20 0,20 0,50 0,30

С учетом большого разнообразия выпускаемых марок биту­мов и широких возможностей технологий их получения в по­следнее время БашНИИ НП дал более обобщенную оценку нефтей как сырья для производства битумов, расширив область, ^аФаничиваемую приведенным выше неравенством (5.5). В соот­ветствии с этой оценкой все нефти по содержанию в них ас-фальтенов, смол и парафина относят к пяти группам и для каждой ^Из Них определяют возможность получения битумов (табл. 5.9).

По этой классификации условию (5.5) удовлетворяют первые *№ группы нефтей, позволяющие получить те или иные марки ваточных битумов.

Пластичность вязких битумов характеризует растяжимость, которую определяют с помощью дуктилометра. Испытаниям подвергают образцы битума в виде восьмерок стандартной формы и размеров. Показателем растяжимости битума служит величина деформации шейки образца в момент разрыва, выраженная в сантиметрах. Это испытание проводят при скорости растяжения 5 см/мин и температурах 25 и 0°С. Так же как и вязкость, пластичность битумов зависит от температуры, группового состава и характера структуры. Пластические свойства наблюдаются у битумов, содержащих значительное количество смол, оптимальное количество асфальтенов и масел и небольшое количество карбенов и карбоидов. Вязкие битумы, содержащие твердые парафины, при низких температурах имеют небольшую тягучесть.

 

 

2. Плотность относительная и абсолютная. Ее использование в расчетах.

Плотность является важнейшей характеристикой, позволяющей в совокупности с другими константами ориентировочно оценивать хим.и фракц.состав нефти и НП. Плотность выражают абсолютной и относительной величиной.

Абсолютной плотностью считается масса вещ-ва, заключ.в единице объема (кг/м3 или г/см3)

Относительная плотность равна отношению плотности нефти (НП) при 20оС к плотности воды при 4 ^оС. Относительная плот-ть обозначается р²⁰_4. Т.к. пл-ть воды при 4^оС=1, то численные значения пл-тей совпадают.

В некоторых странах за стандартную принята т-ра нефти (НП) и воды, равная 15^оС и относит.пл-ть обозначается как р15/15. Взаимный пересчет плотностей производится по формуле р15/15=р20/4+5а

Где а – температурная поправка плотности.

Плотность нефтей уменьшается с увеличением т-ры. Эта зависимость носит линейный хар-р и хорошо описывается ф-лой Менделеева

р t/4 = р20/4 – а*(t - 20)

 

3. Эскиз основной атмосферной колонны К-2.

 

 

Определить объем паров в эвапорационном пространстве, если известно, что расход сырья составляет 100 т/ч,

Выход продуктов (в % масс) бензина 20,

Дизельной фракции 25,

Остатка 55.

Расход водяного пара составляет 1, 5 % на сырье.

Для расчета следует задаться необходимыми параметрами и рабочими условиями в

данном сечении колонны.

 

Билет 21.