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
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.
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 нефтеминеральных 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 нефтеминерализованных 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 нефтеминерализованное 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 |
Удельный вес, , г/см3 |
0,740 |
0,810 |
0,835 |
Показатель преломления, |
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:
Предлагаемый способ отличается от известных (прототипа) способов получения нефтеминерализованного связующего следующими качествами:
Таким образом, по этому способу достигается высокоэффективная переработка и утилизация промыслового нефтешлама и получают битумоминеральное 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 поступающего воздуха и его блокирующиеся объемы из реактора. При этом из нижней части реактора непрерывно стекает нефтеминерализованное связующее.
Показатели полученного нефтеминерализованного связующего:
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 битумоминеральное связующее со следующими показателями:
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:
Отсюда видно, что по отобранным пробам получаются нефтеминерализованное связующее с соответствующими показателями, отвечающие требованиям дорожного строительства [12]:
(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.
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 нефтешламов в товарную нефть // ХТТМ. — 2003. — № 3. С. — 54.
5. Миннигалимов Р.З., Нафикова РА. Совершенствование 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 состояние и возможности совершенствования. — М.: ЦНИИТЭнефтехим, 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: Эко-логия, 1999, 299 c.
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 нефтеминера-лизованной смеси из промысловых нефтешламов. Кимё саноатида инновацион нанотехнологиялар ва уларни ривожлантириш истиқболлари. Республика илмий-амалий анжуманининг мақолалар тўплами. Ур-ганч, 2017. 2-жилд, С. 62-63.