Получение нефтяных битумов
Нефтяные битумы получают из нефти путем нагревания нефти выделяют жидкие горючие компоненты - бензин, керосин, лигроин, мазут. Далее, при температуре 300-4000С отгоняют машинные, трансформаторные и др. масла. Выделение масел из нефти идёт под вакуумом.
В результате разделении (разгонки) нефти на горючие и смазочные вещества в ёмкости остаётся смолистый остаток, содержащий твердые частицы – гудрон. Он и является основным сырьём для получения полутвердого и твердого битума, а если получают без переработки используется для жидких битумов.
Гудрон – остаток после отгонки из мазута масляных фракций;
Нефтяные битумы получают переработкой нефтяного сырья. Они подразделяются на:
- окисленные, получаемые окислением гудрона кислородом воздуха;
- остаточные, получают в виде остатка после отбора из нефти атмосферно-вакуумной перегонкой масляных фракций;
- крекинг-битумы – окисление способом продувки воздухом крекинг-остатков, образующихся при переработке мазута способом крекинга – при высоких температурах и больших давлениях. Мазут, обрабатывают высокими температурами и большим давлением и отсюда, образуется крекинг.
- битумы деасфальтизации – обработка гудронов пропаном
- компаундированные битумы, получаемые смешением окисленных и остаточных битумов.
Классификация битумов
1) По способу получения различают следующие типы битумов: окисленные, остаточные, крекинговые, компаундированные.
2) По химическому составу нефтяные битумы мало различаются. Основные элементы битумов – углерод (от 70 до 87%) и водород (до 14%). Кроме того, в состав битумов могут входить кислород, сера и другие элементы.
3) По количественному (групповому) составу. Битумы принято характеризовать по количественному содержанию в них определенных групп соединений или групповому составу. Основные группы соединений, различающиеся по молекулярной массе и определяющие его свойства:
- асфальтены (10…30% и более)
- смолы (20…30%)
- масла (40…60%)
Асфальтены – это твердые хрупкие вещества с плотностью 1,1…1,15 г/см3. Это наиболее высокомолекулярная фракция (молекулярная масса 1000…6000) битумов, сообщающая им вяжущие свойства.
Смолы (молекулярная масса 600..900) – тягучие вещества. По консистенции – от текучих и вязких до твердых (чаще полутвердых). Присутствие смол обуславливает эластичные свойства битумов. С увеличением количества смол повышается растяжимость битумов.
Масла – наиболее легкая часть битума. Увеличение количества масел снижает вязкость битума (повышается глубина проникания иглы, снижается температура размягчения).
Групповой состав битума не является стабильным. В частности, при нагреве битума во время приготовления асфальтобетонной смеси или при воздействии атмосферных факторов групповой состав битумов может существенно изменяться, а именно: масла могут превращаются в смолы, а смолы в асфальтены.
Соотношение между основными группами, входящими в состав битума, определяют его важнейшие свойства: вязкость, восприимчивость к изменению температуры, хрупкость, эластичность.