Нефть и песок О стали Компрессор - подбор и ошибки Из истории стандартизации резьб Соперник ксерокса - гектограф Новые технологии производства стали Экспорт проволоки из России Прогрессивная технологическая оснастка Цитадель сварки с полувековой историей Упрочнение пружин Способы обогрева Назначение, структура, характеристики анализаторов Промышленные пылесосы Штампованные гайки из пружинной стали Консервация САУ Стандарты и качество Технология производства Водород Выбор материала для крепежных деталей Токарный резец в миниатюре Производство проволоки Адгезия резины к металлокорду Электролитическое фосфатирование проволоки Восстановление корпусных деталей двигателей Новая бескислотная технология производства проката Синие кристаллы Автоклав Нормирование шумов связи Газосварочный аппарат для тугоплавких припоев
Главная --> Промиздат -->  Абразионные материалы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 ( 126 ) 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

цвета. Растворимость в легком бензине (нетролейном эфире) еще не утрачена, но, будучи абсорбированы из раствора флоридином, силикагелем и т. п. веществами, смолы не отмываются обратно бензином, как масла. Дальнейшая ступень полимеризации и окисления - асфальтены теряют растворимость в бензине, сохраняя растворимость в хлороформе и сероуглероде; цвет изменяется до чисто черного; теряется плавкость: при нагревании асфальтены разлагаются с образованием кокса. Считают, что нейтральные смолы являются носителями эластичности, а асфальтены - твердости и хрупкости. Поэтому искусство производственника, добивающегося получения из нефти асфальта высоких пластических качеств, состоит в регулировании соотношения между смолами и асфальтенами. Хотя различные нефти ведут себя при этом неодинаково, но в общем длительный процесс превращения нефтей в асфальты при более низких t°, повидимому, благоприятствует накоплению смол, в то время как форсирование этого процесса, как это имеет место в

Отличие А. п. от природно-г о: 1) содержание масел в А. н. даже высоких t°nA. значительно больше, чем в природных; это обстоятельство отчетливо обнаруживается по различрюй их растворимости в легком бензине; равным образом природные асфальты почти лишены твердого парафина, составляющего обычную примесь А. п.; 2) низкое содержание серы (обычно ниже 1%) является типичным для А. н., за исключением полученных из мексиканских нефтей (2-А:% серы), приближающихся в этом отношении к природным; сера в А. н. связана значительно прочнее, чем в естественных, и не выделяется в виде сероводорода при нагревании до 200°;

3) свободные асфальтогеновые кислоты, как уже указано, встречаются в заметном количестве только в природных асфальтах;

4) А. н. практически не содержат золы, в то время как натуральные имеют всегда значительную примесь минеральных веществ . Помещенная ниже таблица дает представление о составе некоторых естественных асфальтов и А. н.

Составные части

асфальтов.

Типы асфальтов

Асфальтогеновые кислоты в %

Ангидриды асф. кислот в %

Асфальтены в %

Смолы в %

Масла в %

Аналитик

Природные асфальты

Тринидадский сырой......

Бермудец очищенный .....

6,4 3,9

3,5 2,0

37,0 35,3

23,0 14,4

31,0 39,6

Нефтяные асфальты

Из Канзаса............

Германский мягкий ......

Бакинский ...........

3,0 4,0 2,0

24,0 4,4 15,5

11,0 8,6 16,1

62,0 83,0 66,0

, Маркуссон

Уд. в.

t° размягчения по Кр.-Сарн. в °С.

Асфальты СССР

Грозненский парафиновый продувочный ...........

Грозненский беспарафиновый продувочный..........

Балаханский продувочный . . .

Регенерированный из кислых отбросов от очистки масел . .

/0,96 t 0,99

1,02 /0,97 \ 0,97

41 110

85 76 107

18,5 31,6

29,7 26,6 27,8

27,5

13,9 12,3

14,1 11,9 13,8

32,7

61,7 54,7

56, 3 62,1 57,4

44,0

Саханов и Жердева (смолы определены по силика-гелевому методу)

заводском производстве А. п., ведет к быстрому переходу смол в асфальтены и далее в карбоиды и кокс. В течение долгого времени А. н. не имели широкого распространения и пользовались у потребителей дурной славой, пока американцы тщательно не установили необходимых температурных условий и скорости заводских процессов. Последний класс компонентов-асфальтогеновые кислоты и их ангидриды-содержат всегда кислород и являются продуктами окисляющего действия кислорода воздуха. Свободные асфальтогеновые кислоты переходят под действием нагрева при производстве А. н. почти полностью в ангидриды, вследствие чего А. н. характеризуются ничтожным кислотным числом (ниже 1), при числе омыления около 10.

Пример элементарного анализа нефтяных остатков и А. н. приводится в следующих данных Маркуссона:

с н S о N

Грозненские нефтяные остатки........ 86,0 12,6 0,1 1,2 0,1

Нефтяной асфальт продувочный........ 86,2 10,9 0,3 2,4 0,18

Сопоставляя элементарный состав А. н. и исходного материала (нефтяных остатков), мы должны отметить уменьшение процентного содержания водорода, ушедшего в виде воды благодаря реакции окисления, и повышение процентного содержания кислорода, вошедшего в состав новообразовавшихся ангидридов асфальтогеновых кислот.

Классификация А. н. В зависимости от исходного материала при



производстве, различают А. н. из остатков от перегонки нефти (oil asphalt) и из отбросов от очистки нефтепродуктов - регенерирован, асфальт (sludge а., acid-sludge а.). Подавляющее количество А. н. изготовляется из остатков от перегонки нефти и гл. обр. из тяжелых нефтей. По способу производства отличают А. н., полученный концентрированием исходного материала при продувании через него водяного пара, т. н. остаточный асфальт (residual а., steam refined а.), и продувочный, или окисленный, асфальт, полученный продуванием воздуха (blown а., air refined а.). Получение А. н. путем нагревания нефтяных гудронов с серой не получило распространения в виду высокой себестоимости продукта.

Статистические данные. Мировое производство А. н. началось около 25 лет тому назад и сосредоточено в главной своей массе в Соед. Штатах, являющихся вместе с тем и главным его потребителем. Развитие этого производства тесно связано с быстрым развитием автомобилизма, вызвавшим постройку густой сети асфальтовых дорог. Ограниченность месторождений природных асфальтов и дороговизна фрахта на дальние расстояния, в особенности для естественных асфальтов, содержащих большой процент минеральных примесей, заставили обратиться к изготовлению искусственных А. н. Динамика этого производства по годам и общее потребление асфальта в С.-А. С. Ш. видны из приводимых ниже данных Геологического комитета и Асфальтовой ассоциации С.-А. С. Ш. (в т).

Добыча, производство и потребление асфальта в С.-А. С. Ш.

Годы

Добыча природных асфальтов всех видов

1907

77 321

1916

88 625

1917

73 443

1918

54 030

1919

79 4 52

1920

180 073

1921

268 899

1922

297 366

1923

363 086

1924

378 ООО

1925

670 031

Получено асфальта из нефти

124 153 1 134 648 1 212 679 1 082 178 1 160 61 1 1 571 647 1 379 081

1 842 577

2 136 938 2 770 200 2 860 533

Общее потребление асфальта

I 320 891 1 428 555 1 220 408 1 300 660 1 821 298

1 724 584

2 201 421

2 641 706

3 283 200 3 530 564

Спрос на асфальт больше добычи его из естественных месторождений и из нефти, вместе взятых, и разница покрывается импортом из Тринидада и Венецуэлы. При рассмотрении цифр Геологического комитета сразу обращают на себя внимание слабое развитие добычи природных битумов и стабилизировавшийся импорт их (разность между цифрами третьего столбца и суммой первых двух). Все колоссальное развитие асфальтового дела и, следовательно, доролг-ного строительства происходит за счет А. п., доля коего в общем потреблении С.-А. С.Ш. дошла в 1924 г. до 85%. По мере роста автотранспорта во всем мире открывается обширный рынок для сбыта А. н. Даже Германия, имеющая большие количества дешевых каменноугольных пеков, пригод-

ных для дорожных целей, допускает ввоз А. н. из мексиканской нефти. В довоенное время наш внутренний сирое покрывался гл. обр. естественным асфальтом сызранских месторождений, но существова-вало, для примесей к нему, производство и искусственных А. п.: продувочного, в Грозном (из масляного гудрона), и регенерированного из кислых отбросов масляного производства в Баку, на заводе Шифрина. Продукция последнего завода была доведена в 1913 г. до 10 ООО m в год. В настоящее время, после 10-летнего перерыва, производство А. н. как остаточного, так и продувочного вновь организовано Грознефтью и Азнефтью. Однако размеры его, но сравнению со спросом в СССР и экспортными возможностями, еще весьма малы (20 ООО m в год). Рационализация и развитие этой отрасли нефтяного производства находятся в значительной зависимости от введения в переработку наших тяжелых нефтей асфальтового основания, ныне пускаемых лишь на топливо и представляющих наилучшее сырье для А. н. (как, напр., калужская нефть). Выгодная переработка их на А. н. возможна лишь при попутном получении светлых продуктов: бензина, керосина, газойля и масел. Немалым и слабо использованным источником сырья для выработки А. н. являются и кислые отбросы от очистки смазочных масел. При полной их утилизации для производства А. н. возможную выработку последнего можно оценить в 20 ООО т в год, при себестоимости в 30-33 р. за т.

Производство А. н. из остатков от перегонки нефти. По мере отгона светлых дистиллатов из нефти, остатки обогащаются смолистыми веществами, становятся все более вязкими и тяжелыми. После полного отбора масел остается т. п. нефтяной, или масляный, гудрон жидкой и полужидкой консистенции. Дальнейшая концентрация его при помощи перегретого водяного пара ведет к получению твердых и полутвердых продуктов- остаточных асфальтов. Наилучшим сырьем для этой цели как в смысле выходов, так и качества А. н. являются нефти асфальтового основания. Таковы калифорнийские и мексиканские нефти. Ниле в таблице указаны продукты переработки последней по новейшим данным.

Продукты переработки мексиканской н е ф т и.

Продукты переработки

Уд. вес i

Нефть ..........

Газолин ..........

начало кип........

вынипа1П1е........

Керосин ..........

вспышка.........

начало кип........

выкипание ........

Газойль ..........

Смазочное масло ......

вспышка.........

вязкость Е, .......

Парафин твердый.....

Асфальт .........

проницаемость.....

растянсимость .....

(° размпгч. по Кр.-Сарн. Потери...........

50 200°

52 116 277

188° 1,5

40 100

0,915 0,742

0,798


0,835 0,916



Кроме указанных выше сортов нефтей асфальтового основания, для изготовления остаточных асфальтов применяются также нефти смешанного основания, напр. техасская и Мид-Континента. Преимуш;еством их является то, что они меньше боятся разложения от перегрева, нежели чисто асфальтовые нефти. Нефти парафинового основания не дают остаточного асфальта удовлетворительных качеств. В современной заводской практике остаточные асфальты получают обычно непосредственно от первой перегонки нефти при глубоком отборе дистиллатов. Никакой добавочной аппаратуры не устанавливается, но режим производства д. б. изменен т. о., чтобы избежать, по возможности, процессов разложения. Наилучшие по качеству А. н. получаются в трубчатых кубах и кубовых батареях непрерывного действия с высоким вакуумом, так как установки этих двух типов наиболее предохраняют остатки от разложения, сводя к минимуму продолжительность нагрева или же понижая t° перегонки. Остаточные асфальты являются лучшими по пластическим и цементирующим свойствам, приближаясь в этом отношении к естественным; поэтому они особенно ценны для дорожных работ. В СССР, в виду того, что тялеелые нефти не поступают в переработку, производства остаточных асфальтов пока нет.

Продувочные асфальты получаются при продувке нефтяных гудронов воздухом. Сырьем в этом случае м. б. нефти как асфальтового и смешанного, так и парафинового основания. Полученный на непрерывной батарее в остатке после отбора масел нефтяной гудрон переводится в периодические кубы емк. 25-150 m и подвергается при 240-300° продуванию воздухом. Реакция идет экзотермически, и, если берется горячий гудрон с батареи на ходу при t° пе ниже 180°, дополнительного нагревания извне не требуется; если же приходится исходить из холодного гудрона, то его для начала реакции предварительно нагревают до 200-220°. Кубы, для уменьшения потерь тепла, хорошо изолируются кирпичной кладкой с воздушной прослойкой. Наиболее целесообразным типом куба является вертикальный, допускающий лучшее использование воздуха. Последний подается через магистральную трубу, переходящую па дне куба в систему т. п. маточников , т. е. дырчатых труб, для равномерного распределения воздуха по всей массе загрузки. Считается весьма полезным примешивать к воздуху водяной пар. При этом удается значительно умерять местные перегревы, уменьшать закоксовывание маточников и, подводя относительно большие количества воздуха, ускорять весь процесс. Поскольку при этом получается больше отгона, чем при продувке одним воздухом, такой способ работы выделяется нек-рыми авторами как комбинированный из концентрации и окисления (air and steam refined asphalt). Ha з-дах Азнефти из балахаыско-го масляного гудрона получается 92-95% асфальта, 2-5% отгона, идущего в топливо, и 3% потерь. Длительность каждого оборота куба зависит от выбора сырья и за-

данных качеств продукта. При работе на А. н. с t° размягчения по Кр.-Сарн. 100° из балаханского масляного гудрона уд. веса 0,940, продувка длится от 36 до 48 часов. Постепенное изменение свойств гудронов - калифорнийского, балаханского, бинага-динского и грозненского парафинового -

so so 7t> SO io } 30 го

Проницаемость при 25°

Фиг. 1. Свойства мексиканского остаточного асфальта.

НО мере окисления видно из диаграмм (см. фиг. 1, 2 и 3), где на абсциссах показано повышение твердости А. п. (убывающие значения проницаемости), а на ординатах- другие физические свойства.

Сравнение остаточных и продувочных асфальтов показывает, что первые отличаются Ьт вторых: 1) более высоким уд. в., 2) большей эластичностью (растяжимостью) и большей твердостью при одинаковой t° размягчения, 3) значительно лучшими цементирующими свойствами. Продувочные асфальты, главный недостаток к-рых заключается в их малой растяжимости, обладают, с другой стороны, рядом преимуществ, а именно: 1) выход продувочного асфальта значительно выше, чем остаточного из того же сырья; 2) °-ная кривая их физических свойств (проницаемости, растялгамости и т. д.) более полога, чем у остаточных; поэтому они более устойчивы против климатических изменений; 3) получение продукта заданных свойств регулируется в производстве продувочного асфальта легче, чем остаточного; 4) многие нефти смешанного основания, не дающие асфальтов удовлетворительных качеств, с достаточно высокой t° размягчения,при самой глубокой концентрации паром м. б. успешно использованы для производства продувочных асфальтов;5)особо высокоплавкие А. н., с Г размягчения



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 ( 126 ) 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143