CC BY
22
• 7universum.com
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_июль. 2018 г.
ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА НЕФТЕМИНЕРАЛИЗОВАННЫХ СВЯЗУЮЩИХ ИЗ ПРОМЫСЛОВЫХ НЕФТЕШЛАМОВ
Тошматов Давлатжон Абдурауфович
базовый докторант
Института общей и неорганической химии Академии и наук Республики Узбекистан,
Лаборатория «Химические технологии и ПАВ», 100170, Узбекистан, г. Ташкент, Мирзо Улугбекский район, ул. Мирзо Улугбека, 77а
E-mail: [email protected]
Байматова Гулноза Ахмедовна
мл. науч. сотр.
Института общей и неорганической химии Академии и наук Республики Узбекистан,
Лаборатория « Химические технологии и ПАВ», 100170, Узбекистан, г. Ташкент, Мирзо Улугбекский район, ул. Мирзо Улугбека, 77а
E-mail: gulnoza6520@gmail. com
Юсупов Фарход Махкамович
д-р техн. наук, зав. лаб. «Химические технологии и ПАВ», Институт общей и неорганической химии Академии и наук Республики Узбекистан, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, Мирзо Улугбекский район, ул. Мирзо Улугбека, 77а
E-mail: [email protected]
№ 7 (52)
THE PREPARATION AND PROPERTIES OF OIL-MINERALIZED BINDERS FROM COMMERCIAL OIL SLUDGE
Davlatghon Toshmatov
basic doctoral student of the scientific-research Institute of General and Inorganic chemistry of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Mirzo Ulugbek street,
Gulnoza Baymatova
Junior researcher Institute of General and Inorganic chemistry of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Mirzo Ulugbek street,
Farhod Yusupov
dоctor of technical Sciences, Institute of General and Inorganic chemistry of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Mirzo Ulugbek street,
АННОТАЦИЯ
В статье обоснована эффективность использования промыслового нефтешлама и разработана технология получения нефтеминерализованной смеси для покрытия межпромысловых дорог. Определены их групповой состав и физико-химические свойства.
ABSTRACT
The article substantiates the efficiency of using commercial oil sludge and develops a technology for obtaining a petroleum-mineralized mixture to cover inter-field roads. Their group composition and physicochemical properties are determined.
Ключевые слова: нефть, промысловый нефтешлам, нефте-минерализованное связующее, асфальтены, углеводороды.
Keywords: oil, commercial oil sludge, oil-mineralized binder, asphaltenes, hydrocarbons.
Библиографическое описание: Тошматов Д.А., Юсупов Ф.М., Байматова Г.А. Получение и свойства нефтемине-рализованных связующих из промысловых нефтешламов // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2018. № 7(52). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/6131
№ 7 (52)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
июль, 2018 г.
Во всем мире становится проблема нехватки сырья для получения асфальтобитума в связи с глубокой переработкой нефти сырца. Поэтому эта проблема является актуальной и имеет большое практическое значение. Способы получения нефтемине-ральных связующих основаны на реакции окислительной олигомеризации тяжелых фракций углеводородов нефтей [1;2;8].
Нефтеминеральные связующие получаются из битумонозного нефтяного остатка, гудрона и тяжелых нефтей окислительной конденсацией их углеводородов. Процесс идет при умеренной подаче воздуха, нагретого при 250-280 0С и продолжительности реакции 18-32 ч. [3].
Аналоги данного способа описаны в ряде патентов [5;9], в специальной литературе и отраслевых сборниках [4;7]. Приведенные способы получения битумов основаны на реакции окислительной олигомеризации тяжелых фракций углеводородов нефтей [6].
Одним из способов получения нефтеминерали-зованных связующих из нефтешлама является способ получения из водонефтяных эмульсий (прототип), используемых для изготовления дорожных покрытий [11].
Промысловый нефтешлам впервые нами используется как сырьё для его превращения в нефтеминера-лизованное связующее. В таблице 1 дается их групповой состав и в таблице 2 - его топливных фракций.
Таблица 1.
Групповой состав нефтешламов
Наименование группового углеводородного состава Разновидности нефтешламов, %
Грунтовые Промысловые
Высокомолекулярные парафинистые 42-50 25-40
Конденсированные ароматические 8-10 20-25
Нафтено -ароматические 15-17 15-17
Асфальтено -смолистые 13-15 30-35
Таблица 2.
Характеристика топливных фракций промыслового нефтешлама (первичный погон острым паром)
Наименование показателей Виды моторных погонов
Тяжелый бензин Керосин Дизельное топливо
Температура фракции, оС 120 -200 220-260 220-340
л20 Удельный вес, ^ , г/см3 0,740 0,810 0,835
Показатель преломления, п20 1,4285 1,4420 1,4655
Состояние - жидкость: Желто -подвижная Красно -подвижная Слабо-коричн. маслян.
Сущность предлагаемого способа получения битумоминерального связующего из нефтешлама состоит из:
• нормирования их по влажности и механическим примесям;
• скоростное каталитическое окисление нефте-шлама при интенсивном контакте с кислородом воздуха на мобильной установке довольно в мягких условиях (240-250 0С и 35-40 ч.) проведения реакции;
• тарирование после нормализации свойств полученного нефтеминерализованного связующего.
Предлагаемый способ отличается от известных (прототипа) способов получения нефтеминерализо-ванного связующего следующими качествами:
• существенно сокращаются затраты на способ к освоению, потому что процесс локализован и его можно использовать на промыслах;
• снижается себестоимость нефтеминерализо-ванного связующего;
• увеличивается объем выпуска продукции из-за введения в сырьевой базис производства нефтеминерализованного связующего нового сырьевого объема - нефтешлама.
Таким образом, по этому способу достигается высокоэффективная переработка и утилизация промыслового нефтешлама и получают битумоминераль-ное связующее с качественными показателями, применяемого для покрытия асфальтобетонных дорог [10].
ПРИМЕРЫ СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ИЗ ПРОМЫСЛОВОГО НЕФТЕШЛАМА Пример 1. В реактор лабораторной установки загружается 1500 мл промыслового нефтешлама и его подогревают до 260 0С спиральным электрообогревателем. При достижении температурного предела сюда же непрерывно нефтешлам капельно-принудительно подпитывается подогретым до 280 0С окислителем -кислородом воздуха барбатированием (расход воздуха 15 л/мин) в течение 35 ч. В реакторе непрерывного действия протекает реакция окислительной конденсации сравнительно высокомолекулярных соединений промыслового нефтешлама. Концом реакции окислительной конденсации углеводородов нефтешлама в его пенто-октомеров с молекулярной массой 3000-4500 г/моль является показатель пределом объемного насыщения, когда наблюдается равновесие объема поступа-
№ 7 (52)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
июль, 2018 г.
ющего воздуха и его блокирующиеся объемы из реактора. При этом из нижней части реактора непрерывно стекает нефтеминерализованное связующее.
Показатели полученного нефтеминерализован-ного связующего:
• удельный вес
• температура размягчения
• температура каплепадения
• вязкость ВЗ-4, 800С
• мол.масса
• пенетрация игла в 10 мм
Пример 2.
В аналогичных условиях загрузки промыслового нефтешлама в реактор окислительная конденсация проводится при другой температуре реакции 280 0С в теч. 40 ч. В результате получается битумоминераль-ное связующее со следующими показателями:
1135 кг/м3; 52 0С; 72 0С; 64 сек.; 4300 г/моль 54 0С
1170 кг/м3 58 0С 86 0С 75 сек. 56 0С 5200 г/моль
1155 кг/м3
54 0С
80 0С 70 сек.
55 0С 4900 г/моль
• удельный вес
• температура размягчения
• температура каплепадения
• вязкость по ВЗ-4 при 80 0С
• пенетрация (игла в 10 мм)
• мол.масса
Отсюда видно, что по отобранным пробам получаются нефтеминерализованное связующее с соответствующими показателями, отвечающие требованиям дорожного строительства [12]:
• способ получения нефтеминерализованного связующего из промыслового нефтешлама окислением кислородом воздуха промысловых нефтешла-мов при Т=250 0С, в течение 45 час. При расходе окислителя 1500 м3 /т;
• нефтеминерализованное связующее из промыслового нефтешлама не уступает по своим эксплуатационным свойствам известным аналогам:
• температура размягчения 52-56 0С
• пенетрация, мм 24-25 0С
• каплепадение 75-80 0С
(показатели определены стандартным методикам ISO).
Таким образом, впервые отработан способ получения более дешевой нефтеминерализованной смеси -песчаного окисленного связующего из ромыслового нефтешлама (до 10-12%), песчано-нефтешламовой пропитки (20-30%), минеральной смеси (25-30%), щебня (20-25%) и цемента (до 10%). Здесь нефтешлам с его природным битумом (окисленными асфальтенами и смолистыми соединениями) представляется как связующее минеральных добавок в песчаном бетоне.
• удельный вес
• температура размягчения
• температура каплепадения
• вязкость по ВЗ-4 при 80 0С
• пенетрация (игла в 10 мм)
• мол.масса Пример 3.
В приведенных условиях загрузки в реакторе промыслового нефтешлама после выделения топливной фракции проводят реакцию окислительной конденсации его додикомера и выше. Реакцию проводят при температуре 3000С и 45 ч. с расходом воздуха 2 л/мин. В результате получается вязкая масса темного цвета - нефтеминерализованное связующее со следующими показателями свойств:
Список литературы:
1. Алимов А.А., Юсупов Ф.М., Шамсиев Ш.Ж., Мустафоев А.С., Мирзаахмедова М.А. Аналог асфальтобитума на основе нефтешлама промыслового нефтеамбара // Республиканская научно-практическая конференция. «Актуальные проблемы очистки нефти и газа от примесей различными физико-химическими методами» 20-21 мая 2011, г. Карши, 125-128 с.
2. Гайтенко В.З. и др. Способ приготовления нефтеминеральной смеси. Авторское свидетельство СССР-№ 3808013/29-33, С04В26/26 Бюл. №26 от 15.07.1987.
3. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. - М.: Химия, 1973. - 432 с.
4. Елашева О.М., Лубсандоржиева Л.К., Смирнов И.Н., Федорова Е.В. Вовлечение дренажных эмульсий и нефте-шламов в товарную нефть // ХТТМ. — 2003. — № 3. С. — 54.
5. Миннигалимов Р.З., Нафикова РА. Совершен-ствование технологии переработки нефтяных шламов // Нефтяное хозяйство. — 2008. — № 4. - С.54-67.
6. Пат. 2171700 РФ. Способ обработки ловушечных нефтей нефтешламовых амбаров БИ № 22, 2001.
7. Переработка нефтешламов. Современное состоя-ние и возможности совершенствования. — М.: ЦНИИТЭ-нефтехим, 2004. — 168 с. — (Тем. обзор).
8. Рассветалов В А., Брондз Б.И., Тяжкороб Л А. Физико-химические свойства нефтешламов, активных илов и их смесей // Разработки в области защиты окружающей среды: Сб. науч. тр. - М.: ЦНИИТ Энефтехим, 1985. - С. 83-79.
9. Рассветалов В А., Зайнуллин Х.Н. Утилизация и обезвреживание иефтесодержащих отходов. — Уфа: Экология, 1999, 299 с.
10. Тошматов Д.А., Байматова Г.А. Разработка состава и способа получения нефтеминерализованной смеси. Узбекский химический журнал, 2016. № 3, С. 66-70.
11. Шпербер Р.Е. и др. Способ возведения дорожного основания. Патент РФ №2179609 бюл. № 5 от 20.02.2002.
12. Юсупов Ф.М., Тошматов Д.А., Байматова Г.А., Юсупов С.К. Состав и технология получения нефтеминерализованной смеси из промысловых нефтешламов. Кимё саноатида инновацион нанотехнологиялар ва уларни ривожлантириш истикболлари. Республика илмий-амалий анжуманининг маколалар туплами. Урганч, 2017. 2-жилд, С. 62-63.
