CC BY
51
INFLUENCE OF REGULATION OF THE OPTIMAL COMPOSITION OF OXIDATION FEEDSTOCK ON THE PRODUCTION OF PETROLEUM BITUMEN Saydakhmedov E.E.1, Saydakhmedov I.M.2 (Republic of Uzbekistan) Email: Saydakhmedov457@scientifictext.ru
1Saydakhmedov Elyorbek Egamberdievich - Doctor of Technical Sciences, Deputy Chairman of the Board, Head of the Department,
DEPARTMENT FOR PREPARATION AND ADVANCED PROCESSING OF OIL AND GAS,
"O'ZLITINEFTGAZ " JSC;
2Saydakhmedov Igamberdi Mukhtarovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Advisor, «PETROMARUZ UZBEKISTAN» LLC, TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: one of the important factors in increasing the efficiency of petroleum bitumen production is the maximum use of existing capacities associated with the production of bitumen and available raw materials of oil refineries. This article discusses the issues of increasing the efficiency of the oxidation process of oil residues taking into account the regulation of the colloidal dispersed state of the oxidation feedstock. It is also shown that with an optimal ratio of oil residues in the oxidation feedstock, the quality of the oxidized bitumen is improved and the feedstock oxidation efficiency is increased. Keywords: oxidation feedstock, oil residues, physicochemical properties of oxidized bitumen.
ВЛИЯНИЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА СЫРЬЯ ОКИСЛЕНИЯ НА ПОЛУЧЕНИЕ НЕФТЯНЫХ
БИТУМОВ 12 Сайдахмедов Э.Э. , Сайдахмедов И.М. (Республика Узбекистан)
1Сайдахмедов Элёрбек Эгамбердиевич - доктор технических наук, заместитель Председателя Правления, руководитель департамента, департамент подготовки и углубленной переработки нефти и газа, АО «O'ZLITINEFTGAZ»; 2Сайдахмедов Игамберди Мухтарович - доктор технических наук, профессор, Советник, ИП ООО «PETROMARUZ UZBEKISTAN», г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: одним из важных факторов повышения эффективности производства нефтяных битумов является максимальное использование действующих мощностей, связанных с получением битумов и имеющихся сырьевых ресурсов нефтеперерабатывающих предприятий. В данной статье рассмотрены вопросы повышения эффективности процесса окисления нефтяных остатков с учетом регулирования коллоидного дисперсного состояния исходного сырья окисления. Также показано, что при оптимальном соотношении нефтяных остатков в сырье окисления достигаются улучшения качества окисляемого битума и повышается эффективность окисления сырья.
Ключевые слова: сырьё окисления, нефтяные остатки, физико-химические свойства окисленных битумов.
УДК 665.637.8
Существуют два основных подхода к решению задачи по интенсификации процесса производства окисленных битумов. Это интенсификация процесса производства битумов за счет применения высокого уровня механизации и
автоматизации технологических операций и технологического процесса в целом, то есть увеличения производительности окислительных аппаратов, повышения температуры процесса, использование эффективных контактирующих устройств в аппарате и др. Наиболее эффективным и современным подходом является направленное регулирование свойств сырья окисления как нефтяной дисперсной системы [1, 2]. При этом, такие воздействия способны изменять дисперсную структуру нефтяных остатков и тем самым интенсифицировать процесс окисления или направленно изменять свойства получаемых нефтяных битумов.
В настоящее время, основной проблемой при получении нефтяных битумов на НПЗ является отсутствие стабильных показателей качества поступающего гудрона, что обуславливает сложности при получении битумов, удовлетворяющих требованиям действующего стандарта. Свойства сырья битумного производства, в качестве которого в основном используются гудроны, прежде всего, определяются эффективностью работы вакуумного блока установок первичной переработки нефти.
При этом небольшие колебания состава гудрона (содержание парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов, смол, асфальтенов и других компонентов, которые предопределяют соотношение дисперсной фазы и дисперсионной среды) оказывают существенное влияние на качество получаемых окисленных битумов.
В тоже время на практике в состав сырья окисления частично вовлекается асфальт деасфальтизации гудрона пропаном. Последний характеризуется значительным содержанием тяжелых ароматических соединений и смолисто-асфальтеновых веществ. Однако при его использовании не учитываются особенности поведения нефтяных остатков как нефтяных дисперсных систем.
Поэтому важным является подготовка смесевого сырья окисления оптимального состава. Переработка такого сырья может не только интенсифицировать процесс окисления, но и обеспечить достижение заданных физико-механических свойств окисленного битума.
Учитывая данное обстоятельство, проведено изучение влияние асфальта деасфальтизации как активирующей добавки на результаты окисления гудрона с целью повышения эффективности процесса окисления и улучшения качества получаемых окисленных битумов.
В соответствии с поставленной задачей в гудроны окисления добавлялся асфальт деасфальтизации в количестве до 15%.
Объектом исследования служил гудрон АВТ, используемый в качестве сырья окисления битумной установки (табл. 1). В качестве активирующей добавки использован асфальт деасфальтизации гудрона пропаном (табл. 2).
Асфальт деасфальтизации характеризуется высоким содержанием структурообразующих компонентов - смолисто-асфальтеновых веществ 52,7% масс., в их числе асфальтенов - 21,2% мас. и практически не содержит парафино-нафтеновых углеводородов (3,5% мас.).
Процесс компаундирования для приготовления сырьевой композиции проводили при 120-130°С и времени перемешивания 20 минут. Процесс окисления сырья в битум проводили на лабораторной установке периодического действия.
№ Показатели Значения
1. Плотность, кг/м3 984
2. Вязкость условная при 80°С, сек 16
3. Температура вспышки, °С 250
4. Содержание серы, %мас. 2,77
5. Температура размягчения по КиШ, °С 21
6. Коксуемость, %мас. 7,83
7. Компонентный состав, %мас.
- масла, в т. ч.: 60,6
- парафино-нафтеновые углеводороды 22,2
- ароматические углеводороды 32,7
- смолы 37,5
- асфальтены 6,7
Таблица 2. Основные физико-химические характеристики асфальта деасфальтизации
№ Наименование Асфальт
п/п деасфальтизации
1. Плотность при 20оС, кг/м3 997
2. Температура вспышки в закрытом тигле, оС 268
3. Коксуемость, % 9,2
4. Содержание серы, % 2,93
5. Температура размягчения по КиШ, оС 47
Свойства исследованных образцов битумов определяли по методикам, принятым для испытания вязких дорожных битумов. Основные показатели процесса и физико-механических свойств полученных окисленных битумов представлены в табл. 3.
Таблица 3. Основные показатели процесса и свойства полученных битумов окислением гудрона
с добавлением асфальта
№ Наименование показателей ГОСТ 22245-90 для БНД 60/90 Содержание асфальта в сырье окисления, %мас.
0 5 10 15
1 Глубина проникания иглы, 0,1мм: при 25 °С при 0 °С 61-90 не менее 20 81 21 78 21 76 20 73 18
2. Растяжимость, см: при 25 °С при 0 °С не менее 55 не менее 3,5 58 3,9 60 4,4 56 5,1 51 4,5
3 Температура размягчения, °С не ниже 47 49 50 51 50
4 Температура хрупкости, °С не выше -15 -20 -18 -16 -13
5 Интервал пластичности - 69 68 67 63
6 Коэффициент структуры - 1,19 1,13 1,19 1,23
7 Изменение температуры размягчения после прогрева, оС не более 5 4,5 2 3 4
8 Содержание серы, %мас. - 2,2 2,7 2,9 3.1
9 Время окисления, час - 10 9 10 12
10. Сумма газов и потерь, % - 2,8 3,2 3,1 3,5
Из таблицы видно, что добавление асфальта в гудрон окисления приводит к изменению некоторых показателей процесса окисления и основных свойств
получаемых окисленных битумов. Получаемые окисленные битумы обладают более высокими показателями физико-механических и реологических свойств по сравнению с битумом, полученным окислением только гудрона. Изучение основных стандартных свойств, окисленных битумов в присутствии асфальта показало, что добавка асфальта в сырье окисления в количестве 10% обуславливает получение битумов с улучшенными характеристиками по показателю пенетрации. Эти битумы характеризуются высокой твердостью и прочностью. Растяжимость битума при добавлении асфальта в количестве 5% растет с величины 58 до 60 см для, затем наблюдается ухудшение этого показателя, а при содержании асфальта 15% мас. он перестает отвечать требованиям стандарта. То есть по данному показателю предельное содержание асфальта в сырье не должен превышать 10%. Пенетрация окисленного битума, полученного из гудрона с содержанием асфальта улучшается, что очевидно обусловлено большим образованием асфальтенов при окислении. При содержании асфальта 15%, значение пенетрации окисленного битума при 25оС улучшается на 8 ед. Температура размягчения от добавления асфальта в сырье окисления имеет тенденцию к некоторому повышению. Значение температура хрупкости от добавления асфальта в гудрон окисления ухудшается, а при концентрации асфальта в сырье 15% значение температуры хрупкости становится меньше чем по стандарту.
Результаты исследований показали, что добавление асфальта к исходному гудрону приводит к некоторому изменению времени его окисления. Так, при содержании в образце сырья окисления асфальта в количестве 5% время окисления несколько уменьшается - на 10%отн. При дальнейшем увеличении содержания асфальта время окисления несколько увеличивается. По-видимому, это означает, что большее добавление асфальта в гудрон приводит к увеличению вязкости системы, система переходит в более связанное состояние, снижаются условия взаимодействия кислорода воздуха с окисляемыми компонентами сырья, что замедляет интенсивность процессов окисления.
Следовательно, регулирование состава сырья, в частности, соотношения между смолами и асфальтенами в исходном сырье окисления является перспективным направлением интенсификации процессов получения нефтяных битумов и управления качеством готовой продукции. Данный метод основан на использовании принципа регулируемой подготовки сырья и является менее затратным и наиболее перспективным. Интенсификация процесса производства битумов, которая базируется на регулировании внешними воздействиями сил ММВ и фазовых переходов, позволяет оптимизировать коллоидно-химические свойства сырья окисления и, таким образом, повысить эффективность процесса окисления и получить битумы с улучшенными эксплуатационными свойствами.
Результаты исследований показали принципиальную возможность вовлечения асфальта в сырье окисления битумного производства. Для исследуемых сырьевых образцов оптимальным соотношением гудрона и асфальта является соотношение 90:10. Данное соотношение позволяет получать битумы с улучшенными показателями дуктильности и теплостойкости, что повышает термостойкость и прочность битумов, а, следовательно, долговечность асфальтовых покрытий.
Таким образом, научный подход к решению получения окисленных нефтяных битумов позволяет обосновать возможность направленного регулирования компонентного состава сырья с получением битумов с заданными физико-механическими свойствами.
Список литературы /References
1. Гуреев А.А., Сюняев Р.З. Интенсификация некоторых процессов переработки нефтяного сырья на базе принципов физико-химической механики. Тематический обзор. Серия: Переработка нефти. М.: ЦНИИИТЭ-Нефтехим, 1984. 64 с.
2. Кутьин ЮА. Битумные технологии и качество битумов / Ю.А. Кутьин, Э.Г. Теляшев, Г.Н. Викторова // Химия и технология топлив и масел, 2006. № 2. С. 10-12.
ANALYSIS OF OPERATING CONDITIONS ENGINEERING
MACHINES Shukurov N.R. (Republic of Uzbekistan) Email: Shukurov457@scientifictext.ru
Shukurov Nuritdin Rakhimovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF TECHNICAL SUPPORT, ACADEMY OF ARMED FORCES OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN, TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: when performing engineering tasks for the development of soil, wheeled excavators-loaders are widely used in various sectors of the national economy associated with the construction of road, transport, water management, hydraulic engineering, land reclamation, industrial and civil facilities. This requires a constant search for new solutions aimed at improving the efficiency of the use of these machines.
The article presents the results of statistical analyzes of the development of soil by engineering (earth-moving and earth-moving) machines when performing earthworks. The data on the distribution of the probabilities of the appearance of various soils developed by these machines are presented.
Keywords: earth-moving vehicles, wheel excavator-loaders, soil environment, length of the road, energy intensity of soil cutting.
АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНЖЕНЕРНЫХ
МАШИН
Шукуров Н.Р. (Республика Узбекистан)
Шукуров Нуритдин Рахимович - кандидат технических наук, доцент, кафедра технического обеспечения, Академия Вооруженных Сил Республики Узбекистан, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: при выполнении инженерных задач по разработке грунтов колесные экскаваторы-погрузчики находят широкое применение в самых различных отраслях народного хозяйства, связанных со строительством дорожных, транспортных, водохозяйственных, гидротехнических, мелиоративных, промышленных и гражданских объектов. Это требует постоянного поиска новых решений, направленных на повышение эффективности использования этих машин. В статье приведены результаты статистических анализов разработки грунтов инженерными (землеройными и землеройно-транспортными) машинами при выполнении земляных работ. Приведены данные по распределению вероятностей появления различных грунтов, разрабатываемых этими машинами. Ключевые слова: землеройно-транспортные машины, колесные экскаваторы-погрузчики, грунтовая среда, протяженность дороги, энергоемкость резания грунта.
