Физико-химические показатели соединений связующего полученного из жидкого нефтешлама для кровельного покрытия

Physical and chemical indicators of binding compounds obtained from liquid oil sludge for roofing
Цитировать:
Шукруллаев Б.А., Рахимов Б.Б. Физико-химические показатели соединений связующего полученного из жидкого нефтешлама для кровельного покрытия // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2021. 6(84). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11708 (дата обращения: 15.06.2021).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Приведены результаты физико-химического состава вяжущего, полученного для основы кровельного покрытия. Фракционный состав жидких нефтешламов. Анализ процесса получения связующего путем окисления жидкого нефтяного шлама. Физические показатели связующего, полученного путем окисления. Проведен анализ физико-химического состава связующих из нефтешламов.

ABSTRACT

The results of the physicochemical composition of the binder obtained for the base of the roofing are presented. Fractional composition of liquid oil sludge. Analysis of the process of obtaining a binder by oxidation of liquid oil sludge. Physical properties of the binder obtained by oxidation. The analysis of the physicochemical composition of binders from oil sludge was carried out.

 

Ключевые слова: кровельное покрытие, вязкость, смолы, асфальтены, нефтешлам, фракционный состав.

Keywords: roofing, viscosity, resins, asphaltenes, oil sludge, fractional composition.

 

Нефтешламы представляют собой смесь многокомпонентных веществ, грязи, глинистых механических соединений и различных влажных вязких отходов. Нефтешламы представляют собой тяжелые и сложные соединения, которые представляют собой гетерофазные системы, состоящие из нефтепродуктов и минералов. В Бухарском инженерно-технологическом институте получены результаты проведенных исследований по определению физико-химических характеристики и компонентного состава образцов нефтешлама Бухарского нефтеперерабатывающего завода [1,2].

Учитывая проблему отходов нефтепродуктов, необходимо изучить источники их производства, способы их утилизации и переработки. Целесообразно рассмотреть виды мусороперерабатывающих и перерабатывающих заводов. Образование нефтешламов происходит во время отделения воды от нефти и опускания осадка на дно. Резервуары нефтешламов имеют низкое агрегатное состояние. Состав и свойства отложений нефтешламов зависят от свойств нефти. Нефешламы представляют собой многокомпонентные вещества, состоящие из грязи, глинистых механические соединения и различные влажные вязкие отходы нефтеперерабатывающих заводов. Обычно он характеризуется процентом отходов, классифицированных как жидкие и твердые. Нефтешламы представляют собой тяжелые и сложные соединения, которые состоят из нефтепродуктов и минералов, и характеризуют собой гетерофазные системы, их соотношения широко распространены.

Метод исследования. Исследования проводились в 3-х методах:

1) Путем откачки и окисления нефтешламов из промышленных резервуаров (таблица 1);

2) Путем ректификации или нагнетания при температуре кипения (таблицы 2 и 3);

3) Путем окисления в экспериментальном установке (таблицы 4 и 5).

Рассмотрим результаты методов исследований.

1) Приведены результаты физико-химического состава вяжущих, полученных для основы кровельного покрытия, путем откачки и окисления нефтешламов из промышленных резервуаров (таблица 1).

Таблица 1.

Состав образцов связующего из нефтешламов на промышленных складах

Состав

Количество

Удельный вес, г/см3

0,990-1,15

Температура замерзания, оС

17-20

Вязкость при ВЗ-4 60оС, h, сек

10-12

Общее количество других углеводородов, в%

55-60

Конденсированные нафтены (асфальтены)

20-30

Алкилнафталин углеводы

15-25

Смолистые вещества

5-8

 

Как видно из таблицы, физический и химический состав связующих полученных на основе нефтешламов из промышленных складов также отличается, с удельным весом, до 1,15 г/см3, температурой замерзания, 17-20oC, вязкостью при 60°C - 10-12 сек. Выбор методов обработки и переработки нефти во многом зависит от количества и состава нефтешламов. Поэтому возникает необходимость в разработке технологии добычи легких углеводородов из нефтешламов.

Следует отметить, что в результате бурного развития глубокой переработки нефти для работы двигателя на мировом рынке наблюдается постепенное снижение количества битума для кровельного покрытия. В Узбекистане по-прежнему ощущается нехватка сырья для производства асфальтового битума. Переработка сырой нефти в качестве нового сырья (часто нефть или тяжелые фракции смазываються перед кровельном покрытием) позволяет эффективно перерабатывать промышленные продукты и продукцию. Будет возможность увеличить объем добычи за счет введения вяжущего из нефтешламов в сырьевую базу для производства требуемой продукции.

Таким образом, технология получения качественного крепежа для кровельного покрытия путем окисления нефтешламов в предлагаемой локальной среде в настоящее время считается инновационной технологией.

Технология производства битума на нефтеперерабатывающих заводах основана на остаточной массе, реакциях окисления и нефти, возникающих при переработке нефти. Процесс окисления основан на реакциях олигомеризации окисления тяжелых фракций нефти при температуре 250-280oC в течении 1,5-2 ч.

Использование нефтешламов для замены нефтепродуктов в процессе получения связующих для кровельного и подземного фундамнтного покрытия является технологически сложным, использование остатка жидкого нефтешлама является экономически эффективным. По результатам экспериментов плотность нефтяных скважин составляет 930-1300 кг/м3, температура замерзания составляет 3-80оС, а температура вспышки 30-120оС. Верхний слой нефтешлама содержит до 5% диспергированного масла, которое содержит 70-80% жира, 6-25% асфальтенов, 7-20% смол, 1-4% парафинов и хранит в себе 5-8% воды.

2) Разделение фракций в нефтешламе осуществляется путем ректификации или нагнетания при температуре кипения.

Лабораторное приводное оборудование было собрано для изучения состава фракций в нефтешламе. Этот метод позволяет определять долю нефтепродуктов исходя из их фактической температуры кипения. При использовании этого метода было получено:

- количество и свойства топливных фракций, образующихся при получении связующих из жидких нефтешламов (таблица 2);

- классификация топливных фракций, извлеченных при процессе получения связующих из жидких нефтешламов (таблица 3).

Данные по фракционному составу нефтешламов приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Количество и свойства топливных фракций, образующихся при получении связующих из жидких нефтешламов

Температура кипения фракцийС

Выход фракций,%

Удельный вес, d20 г/см3

Углеводороды С/Н, %

Количество цетана

Керосиновая фракция

190

4,2

824

88/12

-

210

9,1

845

90/10

56,4

230

33,2

868

90,5/9,5

57,0

250

52,5

872

90,8/9,2

56,9

258

66,8

-

-

-

Дизельная фракция

250

70,4

880

90/10

54,0

280

84,6

892

91/9,0

53,5

310

98,1

905

91,2/8,8

52,7

340

95,3

922

-

-

360

97,8

-

91,4/8,6

-

 

Данные, представленные в таблице, показывают, что топливные фракции, отделенные в процессе ректификации жидкого нефтешлама, состоят в основном из керосиновой и дизельной фракций с выделением легкой фракции от 190oC до 4,2%, при 70°C фракционирования не наблюдалось. Выход легких фракций составил 97,8% и был отображен при температуре 360 °С.

Таблица 3.

Классификация топливных фракций, извлеченных при процессе получения связующих из жидких нефтешламов

Наименование показателей

Вид фракций

Тяжелый бензин

Керосин

Дизельное топливо

Температура фракции, оС

120-200

220-260

280-360

Удельный вес, d20 г/см3

0,740

0,810

0,835

Состояние жидкости

Желто-движущаяся

Красно- движущаяся

Светло-красное масло

 

Анализ топливных фракций, извлеченных из процесса получения связующего путем разделения жидких нефтешламов (таблица 3), показывает, что они в основном состоят из тяжелых фракций углеводородов с легкими углеводородами, с температурой испарения для бензина – 120-200оС, для керосина - 220-260оС, для дизельных фракций - 280-360оС. Мы можем наблюдать изменения их удельного веса в диапазоне 1,44-1,46 г/см3.

3) В экспериментальной установке путем окисления нефтешламов получены следующие показатели.

Таблица 4.

Физические показатели связующего, полученного путем окисления

Показатели

Изменение температуры, оС за 40 часов

220

240

260

280

1

Окисление продуктов, расчетный объем в нефтешламах

60,0

67,5

71,2

74,6

2

Вязкость по ВЗ-4, сек

20

22

26

30

3

Температура размягчения, оС

40

46

52

55

4

Растяжение, при 60° С, см

80

90

>100

<100

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.

Физико-химические показатели соединений связующих из нефтешламов

Название показателя

Значение

Внешний вид: темная и вязкотекущая паста

Вязкость, по ВЗ-3 при 50оС, сек.

28-30

Плотность при 20оС, кг/м3

988 - 1310

Содержание нефтяных фракций, %

до 98

Содержание остаточной воды, %

до 22

 

Исходя, из полученных выше указанных показателей соединений связующих из нефтешламов можно использовать для основы кровельного и фундаментного покрытия.

 

Список литературы:

  1. Жумаев К.К., Яхяев Н.Ш., Шомуродов А.Ю., Турсунов Б.Ж. Исследования по разделению нефтяных шламов в поле центробежных сил. Международной научной конференции. «Инновационные решения инженерно-технологических проблем современного производства». Бухара-2019, с.401-404.
  2. Zhumaev K. K., Yaxyayev N. Sh., SHomurodov A. Yu. Research and development of an integrated technology for the separation of oil sludge in the field of centrifugal forces. Развитие науки и технологий. Научно-технический журнал №6. Бухара 2020 г., с. 30-34.
Информация об авторах

ст. науч. сотр., Академия Наук Республики Узбекистан, Институт общей и неорганической химии, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Senior researcher, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Institute of General and Inorganic Chemistry, Republic of Uzbekistan, Tashkent

мл. науч. сотр., Академия Наук Республики Узбекистан, Институт общей и неорганической химии, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Junior researcher, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Institute of General and Inorganic Chemistry, Republic of Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top