Исследование процесса получения битума окислением гудрона озоно-воздушной смесью

Авторы

  • Е.К. Онгарбаев Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
  • Д.Б. Абдихан Казахский национальный университет им. аль-Фараби, пр. аль-Фараби, 71, Алматы, Казахстан; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
  • А.Р. Кенжегалиева Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
  • А.Б. Жамболова Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан
  • Е.А. Акказин Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра, 172, Алматы, Казахстан; Казахский национальный педагогический университет им. Абая, пр. Достык, 13, Алматы, Казахстан
  • Н.Н. Несипбаева Казахский национальный педагогический университет им. Абая, пр. Достык, 13, Алматы, Казахстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc23(1)63-70

Ключевые слова:

гудрон, битум, озоно-воздушная смесь, окисление, тяжелые нефтяные остатки

Аннотация

Одной из актуальных проблем нефтеперерабатывающей отрасли является повышение интенсивности процесса получения нефтяных битумов. Для этого предложены способы повышения эффективности подачи воздуха, используемого в качестве окислителя, и усовершенствования конструкции установки. В данной работе предложено использовать озоно-воздушную смесь в качестве окислителя для получения битума из тяжелых нефтяных остатков – гудрона и изучен процесс получения битума. В качестве сырья для получения битума использовался гудрон ТОО «Павлодарский нефтехимический завод». Процесс окисления гудрона проводился при температуре 240-260 0С в течение 2-4 часов. Содержание озона в озоно-воздушной смеси составило 90%, расход смеси – 5 л/мин на 1 кг сырья. Определены глубина проникновения иглы при 25 0С, температура размягчения и тангенс угла потерь гудрона и продуктов его окисления, получены их зависимости от времени и температуры процесса. Максимальные значения температуры размягчения и минимальные значения глубины проникновения иглы продуктов окисления гудрона наблюдаются при 250 0С, что указывает на оптимальную температуру процесса. Температура перехода из вязкоупругого твердого в жидкое состояние продукта окисления гудрона в течение 4 часов увеличилась на 16,4 0С по сравнению с исходным гудроном. Характеристики продуктов окисления сопоставлены с требованиями стандарта РК СТ 1373-2013 и установлено, что они соответствуют марке БНД 70/100. Использование озона совместно с воздухом в качестве окислителя позволило сократить продолжительность процесса окисления до 4 часов.

Библиографические ссылки

(1) Kamyanov VF, Lebedev AK, Sivirilov PP (1997) Ozonolysis of petroleum raw materials [Ozonoliz neftyanogo syr'ya] MGP “Rasko”, Tomsk, 256 p. (In Russian).

(2) Kamyanov VF, Sivirilov PP, Litvintsev IY (2010) Method for obtaining an additive for activating secondary oil refining processes [Sposob polucheniya dobavki dlya aktivatsii vtorichnykh protsessov neftepererabotki]. Patent of Russian Federation No. 2117028. Publ. 10.08.1998.

(3) Bayasgalan H, Bembel VM, Golovko AK, Shirchin B (2008) Oil refining and petrochemistry [Neftepererabotka i neftekhimiya] 7:17-20. (In Russian).

(4) Dzhumaeva O, Solodova NL, Emelyanycheva EA (2016) Bulletin of the Technological University [Vestnik tekhnologicheskogo universiteta] 19:43-48. (In Russian).

(5) Murashkina AV, Meshcheryakova EA, Likhterova NM (2010) Bulletin of MITHT [Vestnik MITHT] 5:63-69. (In Russian).

(6) Hong PK, Cha Z (2011) Ozonation conversion of heavy hydrocarbons for resource recovery. Patent of WO No. 2011/137378 A2. Publ. 29.04.2011.

(7) Hong PK, Cha Z (2012) Ozonation conversion of heavy hydrocarbons for resource recovery. Patent of US 9,090,834 B2. Publ. 30.10.2012.

(8) Sahu MK, Tewari K, Sinha ASK (2011) Indian Journal of Chemical Technology 18:91–98.

(9) Krivtsov EB, Sviridenko NN, Golovko AK (2013) Bulletin of Tomsk Polytechnic University [Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta] 3:37-42. (In Russian).

(10) Sviridenko NN (2016) Regularities of thermal transformations of natural bitumen components [Zakonomernosti termicheskikh prevrashcheniy komponentov prirodnykh bitumov]. Dissertation for the degree of candidate of chemical sciences. Tomsk, 2016. 134 p.

(11) Hendessi S, de Klerk A (2016) Energy Fuels 30:8941-8951. Crossref

(12) Ongarbayev Y, Imanbayev Y, Tileuberdi Y, Akkazin Y, Golovko A, Mansurov Z (2017) Industry of Kazakhstan [Promyshlennost' Kazakhstana] 1:59-63. (In Russian).

(13) Zhambolova A, Ongarbayev Y, Tileuberdi Y, Teltayev B (2022) Eurasian Chemico-Technological Journal 24:21-32. Crossref

(14) ST RK 1226-2003. Bitumens and bitumen binders. Method for determining the depth of penetration of a needle. Astana, 2003.

(15) ST RK 1227-2003. Bitumens and bitumen binders. Determination of softening point by the ring and ball method. Astana, 2003.

(16) Hashami M, Ongarbayev Y, Abdikhan D, Akkazin E, Nessipbayeva N (2025) Processes 13:708. Crossref

(17) Zhambolova A, Kenzhegaliyeva A, Ongarbayev Y (2024) Infrastructures 2024:9, 146. Crossref

(18) ST RK 1373-2013. Bitumens and bituminous binders. Road binder petroleum bitumens. Technical conditions. Astana, 2013.

Опубликован

25-03-2025

Как цитировать

Онгарбаев, Е., Абдихан, Д., Кенжегалиева, А., Жамболова, А., Акказин, Е., & Несипбаева, Н. (2025). Исследование процесса получения битума окислением гудрона озоно-воздушной смесью. Горение и плазмохимия, 23(1), 63-70. https://doi.org/10.18321/cpc23(1)63-70