CC BY
66
УДК: 665.775.035 (574)
Э. Г. Теляшев (д.т.н., проф., дир.)1, И. Р. Хайрудинов (д.т.н., зав.отд.)2,
Ю. А. Кутьин (к.т.н., зав. отд.)3, Т. М. Ризванов (зав. отд.) 4,
З. А. Куангалиев ( к.т.н., проф., дир.)5,
Качественные характеристики дорожных битумов Казахстана, изготовленных из привозного и местного сырья
Институт нефтехимпереработки РБ,
2отдел фундаментальных исследований ,
3отдел битумов,
4отдел департамента проектирования 450065, г. Уфа, ул. Инициативная, 12; тел. (347) 2422511, e-mail: redaktor@anrb.ru Атырауский институт нефти и газа ,
5технопарк
060002, Республика Казахстан, г. Атырау, пр. Азаттык, 1; тел. 8(7122) 365621, e-mail: aing-atr@rambler.ru
E. G. Telyashev, I. R. Khairudinov,
U. A. Kutjin, T. M. Rizvanov, Z. A. Kuangaliev,
Quality characteristics of the Kazakhstan road bitumens, produced from imported and local feeds
Institute of Petroleum Refining and Petrochemistry of the RB 12, Initsyativnaya Str, Ufa, 450065, Russia; ph.(347)2422511, e-mail: redaktor@anrb.ru
Atyrau Institute of Petroleum and Gaz 1, Azattyk Str, Atyrau, 060002, Republik Kazakhstan; ph. 8(7122) 365621, e-mail: aing-atr@rambler.ru
Проведено сопоставление качественных характеристик дорожных битумов, производимых в РК из привозного и собственного сырья. Проведена оценка промышленных битумов, произведенных на битумной установке ТОО «Асфальтобетон» и опытных образцов дорожных битумов, полученных при переработке нефти месторождения Каражанбас. Показано, что битумы, полученные на ТОО «Асфальтобетон», полностью соответствуют требованиям ГОСТ 22245-90 и СТ РК 1373-2005. Дано объяснение различию в качественных характеристиках дорожных битумов, полученных из разных сырьевых источников.
Ключевые слова: битум; качество; состав; стандарт; сырье; характеристики.
Comparison of the guality characteristics of the road bitumens, produced in Kazakhstan from imported and local feeds, was conducted. The industrial bitumens, produced at the the bitumen unit of Asphaltobeton JSC and the road bitumens resulted from Karazhanbas oils treatment were assessed. It was shown that the bitumens of Asphaltobeton JSC completely satisfy the reguirements of GOST 22245-90 and ST RK 13732005. Explanation of the difference of the road bitumens quality characteristics, produced from different feeds, is given.
Key words: bitumen; quality; composistion; standard; feed; characteristics.
Основным поставщиком битума в Казахстан является Россия, откуда ввозится более 300 тыс. т дорожного битума ежегодно. В Казахстане же собственное годовое производство битума не превышает 70 тыс. т/год. Битумы, импортируемые в республику из России, и битумы, производимые на Павлодарском НХЗ,
Дата поступления 19.04.10
получают из сырья, представляющего собой остатки от переработки товарных смесей западносибирских нефтей 1-3.
Для производства битумов на битумной установке ТОО «Асфальтобетон» (г. Алматы) используют преимущественно сырье, производимое на ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» (г. Салават, Россия), которое также представляет
собой остатки от совместной переработки товарной смеси западносибирских нефтей, но с небольшим добавлением местных арланских нефтей 1.
Следует отметить, что качество дорожных битумов, производимых на битумной установке ТОО «Асфальтобетон» и ОАО «Павлодарский НХЗ», в целом соответствует требованиям стандарта республики СТ РК 1373-2005, т. е. требованиям современного дорожного строительства республики, характеризующегося разнообразием пяти дорожно-климатических зон. Однако существует весьма ощутимая зависимость результатов деятельности дорожных организаций РК от ритмичности поставок битумов и битумного сырья из России 4.
В то же время Республика располагает своими крупными запасами высокосернистых, высокосмолистых тяжелых нефтей, которые, по оценкам специалистов, в гораздо большей степени пригодны для производства битумов с высокими эксплуатационными характеристиками. К таким нефтям следует отнести нефти месторождений Караарна, Корсак, Каражан-бас, Каламкас и ряда других менее крупных месторождений. Разведанные запасы перечисленных нефтей существенно превосходят потребности использования их для производства битумов даже при реализации самых оптимистичных прогнозов по темпам роста интенсивности дорожного строительства в РК 4-6.
В этой связи представляет интерес сопоставление качественных характеристик дорожных битумов, производимых из привозного и собственного сырья, с целью выработки дальнейшей технической политики в области обеспечения дорожной отрасли республики высококачественными битумными материалами.
Нами проведена качественная сопоставительная оценка промышленных битумов, произведенных на битумной установке ТОО «Асфальтобетон» и использовавшихся в дорожном строительстве РК в сезоне 2009 г., и опытных образцов дорожных битумов, полученных при целевой переработке нефти месторождения Каражанбас. Исследования битумов проводили в отделе битумов ГУП «Институт неф-техимпереработки РБ» (г. Уфа). Качественные характеристики исследованных дорожных битумов представлены в табл. 1. Групповые химические составы битумов, полученных из разных видов сырья, представлены в табл. 2.
Сопоставительный анализ экспериментальных данных, представленных в табл. 1, свидетельствует о следующем.
Дорожные битумы, полученные на битумном производстве ТОО «Асфальтобетон» (г. Алматы) полностью соответствуют требованиям ГОСТ 22245-90 и СТ РК 1373-2005. Битумы характеризуются хорошими низкотемпературными характеристиками (пенетрацией и растяжимостью при 0 оС), низкой температурой хрупкости и хорошей термоокислительной стабильностью.
Опытные образцы битумов, полученных из остатков переработки нефти месторождения Каражанбас, при практически одинаковом уровне пенетрации характеризуются несколько более высокой теплостойкостью, улучшенными низкотемпературными характеристиками, хорошей устойчивостью к термоокислительному старению и значительно более высокой растяжимостью, которая свидетельствует о более высокой деформативной устойчивости асфальтобетонов, изготовленных с применением таких битумов в широком интервале температур.
Различие в качественных характеристиках дорожных битумов, полученных из разных сырьевых источников, можно объяснить различием в их групповых химических составах.
Групповые химические составы битумов, произведенных на битумной установке ТОО «Асфальтобетон», и опытных битумов, полученных из остатков переработки нефти месторождения Каражанбас, представлены в табл. 2.
Приведенные в табл. 2 групповые химические составы битумов, произведенных из разных сырьевых источников РК, свидетельствуют о следующем.
Битумы, произведенные из остатков переработки нефти месторождения Каражанбас, в отличие от битумов, произведенных из остатков переработки товарной смеси западносибирских нефтей, характеризуются пониженным содержанием в своем составе парафинонафтеновых углеводородов, более высоким содержанием ароматических соединений и смол. Именно по этой причине битумы из местного сырья (Каражанбас) имеют значительно более высокую растяжимость.
Можно предположить, что молекулярные массы смол и асфальтенов битумов Каражан-бас превышают молекулярные массы битумов из нефтей западной Сибири. Возможно, именно это обстоятельство объясняет более высокую теплостойкость битума Каражанбас при меньшем содержании в его составе асфальтенов.
Рассмотрев результаты проведенных испытаний, отметим, что, несмотря на отмеченные различия в параметрах исследованных
122 Башкирский химический журнал. 2010. Том 17.
Таблица 1
Качественные характеристики исследованных дорожных битумов
Наименование показателей, единицы измерения Нормы ГОСТ 22245-90 на марки: Нормы СТ РК 1373 на марки: Фактические значения испытанных битумов
ТОО А/Б БНД 60/90* ТОО А/Б* БНД 90/130 Опытные битумы
БНД 60/90 БНД 90/130 БНД 60/90 БНД 90/130 БНД 60/90 БНД 90/130
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1. Глубина проникания иглы, 0,1 мм при: 25 °С 0°С 61-90 не менее 20 91-130 не менее 28 61-90 не менее 20 91-130 не менее 28 79 33 92 38 73 32 96 35
2. Температура размягчения,°С не ниже 47 не ниже 43 не ниже 47 не ниже 43 48.2 46.5 49.7 47.5
3. Растяжимость, см при: 25 °С 0°С не менее 55 3.5 не менее 65 4.0 не менее 55 3.5 не менее 65 4.0 82.1 4.2 67.2 4.4 138.9 4.5 122.5 5.2
4. Температура хрупкости, °С не выше -18 не выше -20 не выше -18 не выше -20 -24.7 -28.5 -26.7 -30.4
5.Индекс пенетрации от - 1.0 до + 1.0 -0.5 -0.8 -0.3 -0.4
После прогрева в т онкой пленке при 163 °С в т ечение 5 ч
6. Изменение массы, % не нормируется не более 0.8 0.12 0.14 0.14 0.16
7. Изменение температуры размягчения, °С не более 5 3.4 2.8 3.7 4.0
8. Глубина проникания иглы при 25 °С, % от первоначальной величины не нормируется 50 43 81 80.4 79.8 77.6
* Битумы произведены из сырья, произведенного на ОАО << Салаватнефтеоргсинтез» по ТУ 0258-113 00151807-2008.
Таблица 2
Групповые химические составы битумов, произведенных на битумной установке ТОО «Асфальтобетон», и опытных битумов, полученных из остатков переработки нефти
месторождения Каражанбас
Наименование образцов Содержание отдельных групп углеводородов, % мас.
парафино- нафтеновые ароматические смолы суммарные асфальтены
легкие средние тяжелые
Битум 90/130 ТОО асфальтобетон 19.7 10.8 9.6 26.2 19.9 13.8
Экспериментальный битум 90/130 из нефти Каражанбас 17.2 10.2 8.1 28.2 24.1 12.2
образцов битума, необходимы дополнительные эксперименты по исследованию качества асфальтобетонов, приготовленных с использованием этих битумов и минеральных материалов, применяемых в дорожном строительстве РК. Информация, полученная в результате такой работы, даст возможность более обоснованных рекомендаций для объективного выбора типа битумов, в наибольшей степени отвечающих требованиям регионального дорожного строительства.
Литература
1. Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа.— Уфа: Гилем, 2002.— С. 405.
2. Надиров Н. К. Нефть и газ Казахстана. Ч.2.-Алматы: Гылым, 1995.
3. Бровко В. Н., Баннов П. Г.и др. Современное состояние производства битумов. Тематический Обзор.— М.: ЦНИИТЭнефтехим.— 1993.— №5.- 56 с.
4. Хайрудинов И. Р., Кутьин Ю. А., и др. / Матер. конф. «Нефтегазопереработка и нефтехимия на VIII Конгрессе нефтегазопромышленни-ков России.- Уфа, 2006.
5. Хайрудинов И. Р., Кутьин Ю. А., Оразова Г. А., Сериков Т. П. / Матер. конф. «Нефтегазопере-работка и нефтехимия на VIII Конгрессе нефте-газопромышленников России».- Уфа, 2007.
6. Сериков Т. П., Тазабекова И. М., Оразова Г. А. // Вестник Атырауского института нефти и газа.- 2007.- №11.- С.104.
