Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Аналитический обзор 7
1.1 Высоковязкие нефти и природные битумы 7
1.1.1 Особенности состава высоковязких нефтей и природных битумов 7
1.1.2 Способы комплексной переработки высоковязких нефтей и природных битумов
1.2 Улучшение низкотемпературных свойств нефтяных топлив. 14
1.2.1 Способы улучшения низкотемпературных свойств топлив 14
1.2.2 Депрессорные присадки к нефтяным топливам 18
1.2.3 Влияние состава топлив на эффективность присадок 25
1.2.4 Механизм действия присадок 28
1.3 Битумы различных марок и битумные композиции на основе тяжелых нефтяных остатков
1.3.1 Основы получения битумов с заданными свойствами 32
1.3.2 Процессы производства битумов 35
1.3.3 Технология окисления битумного сырья 36
1.3.4 Интенсификация химико-технологических процессов нефтехимии и нефтепереработки
1.4 Альтернативные пути применения остаточных фракций и природных битумов
ГЛАВА 2 Методика проведения экспериментальных исследований 44
2.1 Оценка низкотемпературных свойств топлив 44
2.2 Процесс получения низкомолекулярных сополимеров этилена с пропиленом (СКЭП-Д и СКЭПТ-Д) термодеструкцией высокомолеку лярных СКЭП и СКЭПТ 45
2.3 Методика определения молекулярных масс и молекулярно- 45
массового распределения олигомеров
2.4 Определение краевого угла смачивания поверхности, модифициро ванной тяжелым нефтяным остатком 46
2.4 Определение высоты поднятия жидкости в пористой среде 49
2.5 Определение фазовой проницаемости моделей пласта 50 Глава 3 Изучение природного битума Нагорного месторождения ОАО «Троицкнефть» (РТ) с целью определения вариантов переработки 53
Глава 4 Разработка депрессорных присадок к нефтяным топливам 61
4.1 Исследование деструктатов в качестве депрессорных присадок к дизельным топливам
4.2 Разработка композиционных депрессорных присадок к дизельным топливам 69
4.3 Депрессорная активность разработанных присадок в судовом, печном топливах и газойлях 72
Глава 5 Использование природных битумов в качестве сырья для получения битумных изоляционных лакокрасочных материалов . 79
5.1 Актуальность темы исследований. 79
5.2 Влияние природы нефтяного сырья на физико-механические свойства битумных покрытий . 84
5.3 Комплексная оценка низкомолекулярных полимеров на свойства битумных лакокрасочных материалов. 95
5.4 Регулирование коллоидной структуры и адгезионно-прочностных свойств битумных лакокрасочных материалов 100
5.5 Исследование физико-химического влияния механоактивации на
коллоидную структуру БЛМ. 110
5.6 Пигментированные битумные лакокрасочные материалы. 121
Глава 6 Разработка гидрофобизаторов на основе природных битумов 131
6.1 Разработка гидрофобизаторов на основе тяжелых остатков природного и окисленного битумов.
6.2 Оптимизация состава гидрофобизатора для реальных пластовых условий
Выводы 170
Список использованных источников
- Способы комплексной переработки высоковязких нефтей и природных битумов
- Процесс получения низкомолекулярных сополимеров этилена с пропиленом (СКЭП-Д и СКЭПТ-Д) термодеструкцией высокомолеку лярных СКЭП и СКЭПТ
- Разработка композиционных депрессорных присадок к дизельным топливам
- Влияние природы нефтяного сырья на физико-механические свойства битумных покрытий
Введение к работе
Актуальность темы. Стратегическим направлением развития современной нефтеперерабатывающей промышленности является непрерывное увеличение глубины переработки нефти с использованием новых подходов к процессам добычи, подготовки, транспортировки, переработки, хранения и применения различных классов углеводородов. На этом фоне добыча и переработка природных битумов (ПБ) приобретает особую актуальность, поскольку на долю Татарстана приходится 6 до 7,5 млрд. тонн, что составляет треть ПБ в России. В связи с этим в Татарстане разработана целевая комплексная программа по освоению ПБ, в которой до 2020 года планируется добыча ПБ в объеме 1,5 млн. тонн в год. В свете этого разработка комплексной технологии переработки ПБ с учетом новых научных достижений в области физико-химической механики нефтяных дисперсных систем с целью получения новых композиционных материалов на их основе с заданными свойствами является актуальной народнохозяйственной задачей.
Область применения ПБ прежде всего зависит от состава и свойств, при этом, основываясь на таком важном свойстве битумов, как гидрофобность, возможно применение остаточных фракций ПБ, например, в качестве гидрофобизаторов для обработки добывающих скважин нефтяных и газовых месторождений.
Вместе с тем существующая проблема, связанная с защитой нефтепромыслового оборудования от коррозии, раскрывает новые возможности применения ПБ в качестве основы для антикоррозионных покрытий, т.к. продление сроков эксплуатации оборудования позволит сэкономить миллионы тонн металла и тем самым существенно сократить затраты производств на обновление основных производственных фондов.
Выполненная работа является частью НИР кафедры химической технологии переработки нефти и газа Казанского государственного технологического университета в рамках приоритетного направления фундаментальных исследований 3.6 «Научные основы переработки природного газа, нефти, угля, а также возобновляемого и нетрадиционного сырья» в 1988-2010 г.г. и Республиканской целевой программы «Освоение природных битумов РТ на период до 2020 г.»
Цель работы и основные задачи исследования:
Цель работы заключалась в разработке технологий производства товарных продуктов из природного битума с использованием химических реагентов. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи: изучение состава и свойств ПБ Нагорного месторождения;
разработка технологии получения депрессорной присадки нефтяных топливам различного назначения;
разработка технологий получения битумных лакокрасочных материалов (БЛМ) с различными наполнителями и пигментом;
исследование влияния механоакустического воздействия в роторно-пульсационном акустическом аппарате (РПАА) на реологические и физико-механические свойства БЛМ;
разработка гидрофобизаторов и пропантов для интенсификации добычи нефти и газа и снижения объемов попутно добываемой воды;
разработка варианта принципиальной технологической схемы комплексной переработки ПБ Нагорного месторождения.
Научная новизна работы:
впервые на основе сополимеров этилена и пропилена путем термомеханической деструкции получены универсальные депрессорные присадки для нефтяных топлив различного назначения.
выявлены закономерности изменения физико-механических и оптических свойств БЛМ при совмещении их с наполнителями и пигментом.
определены закономерности влияния интенсивности механоакустического воздействия, связанные с изменением размеров частиц дисперсной фазы БЛМ на свойства изоляционных материалов на их основе.
методами ИК-спектроскопии, жидкостной хроматографии и оптической микроскопии установлены закономерности влияния природы нефтяного сырья на физико-химические и механические свойства битумов и БЛМ на их основе.
впервые дана оценка гидрофобизирующему действию остатков ПБ при добыче нефтей девонского и угленосного горизонтов.
получены закономерности взаимодействия тяжелых нефтяных остатков (ТНО) с сэвиленом в зависимости от содержания в нем винилацетат-ных групп при получении гидрофобизаторов.
установлены закономерности влияния типа растворителя на скорость адсорбции модифицированных ТНО на полярной поверхности.
Практическая значимость работы
Разработанная депрессорная присадка позволяет существенно
улучшить низкотемпературные свойства дизельных, судовых и печных топ
лив. Эффективность присадки подтверждена актами испытаний на Елхов-
ском НПУ и Нижнекамском НПЗ.
Предложены новые технологические решения в получении спецбитумов и БЛМ на их основе, модифицированных полимерными наполнителями и ингибированных элементной серой.
В принципиальной технологической схеме получения БЛМ в качестве диспергирующего устройства предложен РПАА, позволяющий производить наполненные БЛМ с высокими физико-механическими свойствами и седимен-тационной устойчивостью при хранении, транспортировке и применении.
На основе модифицированных ТНО разработаны гидрофобизаторы и пропанты для интенсификации добычи нефти и газа и снижения объемов попутно добываемой воды. Получен акт опытно-промышленных испытаний.
На основе экспериментальных данных и опытно-промышленных испытаний выбран вариант комплексной переработки ПБ Нагорного месторождения.
Апробация работы. Отдельные главы диссертационной работы обсуждались на VI Конгрессе нефтегазопромышленников России, Уфа, 2005г., Всероссийской научно-практической конференции «Большая нефть XX века», Альметьевск, 2006г., Конкурсе инновационных проектов развития «Инновации для устойчивого развития Республики Татарстан», 2006 - 2007гг..
Публикации. Основные результаты исследований изложены в 6 публикациях, в т.ч. в 4-х научно-технических статьях, опубликованных в центральных российских журналах и материалах конференций, получено 1 положительное решение о выдаче-патента Российской Федерации.
Структура и объем и работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 188 страницах, включая 60 таблиц и 35 рисунков, 3 приложения. Библиография содержит 126 наименований.
Автор выражает благодарность доцентам Кемалову Р.А., Шапошникову Д.А., Ганиевой Т.Ф., профессору Диярову И.Н. за оказанные консультацию и помощь в оформлении диссертационной работы.
Способы комплексной переработки высоковязких нефтей и природных битумов
Особенности состава ПБ определяются условиями их залегания и степенью биохимической преобразованности.
ПБ - это органические соединения, являющиеся естественными продуктами превращения нефти. Процессы природной деградации нефти приводят к последовательной биодеструкции алканов нормального строения и изо-преноидного строения и далее к изменениям состава полициклических и ароматических углеводородов. В результате ПБ характеризуются повышенным содержанием асфальто-смолистых веществ, незначительным содержанием парафинов и повышенными значениями вязкости и плотности.
Результаты исследований химического состава ПБ Западного Казахстана однозначно позволили выявить общность состава и строения, а также теснейшее генетическое сродство компонентов ПБ и нефтей, особенно нефтей нафтенового типа [3].
В настоящее время можно считать общепринятым рассмотрение нефти как дисперсной системы. С этих позиций нефть представляет собой сложную многокомпонентную смесь, проявляющая в зависимости от совокупности внешних условий, свойства молекулярного (истинного) раствора или дисперсной системы. По целям и задачам методы исследования нефтей делятся на две группы: геохимические исследования нефтей, цель которых - определение общих свойств нефти для паспортизации месторождения и подсчета запасов, отыскание закономерностей в распределении нефтей по свойствам и составу в зависимости от геологических условий их залегания; теоретические исследования по проблеме генезиса нефти; исследования нефтей как промышленного сырья для получения товарных нефтепродуктов, которые необходимы для разработки и совершенствования технологии подготовки, транспортировки и переработки нефтей.
Исследования нефтей как промышленного сырья для получения товарных нефтепродуктов осуществляется по Единой Унифицированной Программе (ЕУП). Сущность унификации заключается в применении единых строго регламентированных методов разделения и анализа нефтей и нефтяных фракций.
В соответствии с ЕУП в отечественной практике разработан метод (n-d-М) для определения структурно-группового состава, который позволяет оценить распределение углеводородных атомов по ароматическим, нафтеновым и парафиновым структурам.
Элементный состав различных нефтей отличается несущественно. Даже наиболее различающиеся между собой нефти содержат от 83 до 87% углерода, от 11 до 14% водорода, а также кислород, азот и серу от 1 до 5%. Объясняется это тем, что каждая нефть представляет собой смесь небольшого числа гомологических рядов углеводородов (УВ) и неуглеводородных соединений, при этом число индивидуальных соединений каждого ряда может быть существенны, что является первопричиной различия физико-химических характеристик нефтей различных месторождений. Возникновение такого рода различий в свойствах нефтей, очевидно, связано с изменени ем геологических условий их залегания и возрастом нефтей.
Согласно современным представлениям [4] ВВН и ПБ представляют собой смеси УВ и гетероорганических соединений различного строения с чрезвычайно сложным химическим составом и полимолекулярностью, изменяющимися в широких пределах в зависимости от природы сырья и технологии его переработки, что вызывает множественность превращений их структур.
В настоящее время известно, что УВ часть молекул смолисто-асфальтеновых веществ (CAB) составляет 80-95 %; в их строении решающую роль играют конденсированные циклические структурные системы (ароматические, ароматически-нафтено-гетероциклические) [5].
Содержание различных по природе и химическому и компонентному составу соединений в битумах (природных и искусственных) превышает 300 наименований. Следует отметить тот факт, что знание группового химического состава тяжелых нефтяных остатков (ТНО) может способствовать решению проблем разработок рациональных технологий переработки, прогнозированию физико-механических свойств и соответственно качества производимой битумной продукции. Акад. Сергиенко СР. указывает [6] на то обстоятельство, что «Эта проблема выдвинулась в настоящее время на первый план в результате сложившихся исторических и технико-экономических условий: уровень и масштабы нефтеперерабатывающей промышленности, удельный вес нефти в топливно-энергетическом балансе страны и структура потребления нефтепродуктов, химическая природа нефтей и географическое расположение основных месторождений. Если заглянуть в будущее, представить себе в перспективе научно обоснованное направление комплексной химической переработки нефти с полным использованием всех потенциально содержащихся в ней составляющих, тогда само понятие нефтяные остатки прозвучит как архаизм».
Выделить, идентифицировать индивидуальные вещества из битумов представляется чрезвычайно трудной задачей. Для изучения состава тяжелых нефтяных фракций и битумов широко применяются различные методы определения группового химического состава [7].
Процесс получения низкомолекулярных сополимеров этилена с пропиленом (СКЭП-Д и СКЭПТ-Д) термодеструкцией высокомолеку лярных СКЭП и СКЭПТ
Оценка низкотемпературных свойств топлив производилась по следующим показателям качества:
1) - температуре помутнения tn - максимальная температура, при которой визуально наблюдается фазовая неоднородность топлива, характеризует начало образования кристаллической фазы. Определяется по ГОСТ 5066 -91;
2) - температуре застывания t3 - температура, при которой топливо теряет подвижность при малых усилиях сдвига (ГОСТ 20287 - 91). Сущность метода заключается в предварительном нагреве образца испытуемого нефтепродукта с последующим охлаждением его с заданной скоростью до температуры, при которой образец остаётся неподвижным. Указанную температуру принимают за температуру застывания;
3) - предельной температуре фильтруемости tm-ф (на холодном фильтре)- минимальная температура, при которой заданный объём топлива протекает через стандартизованную фильтрующую установку за определённый промежуток времени, во время охлаждения в стандартизованных условиях. Определяется по ГОСТ 22254 - 92. Метод заключается в постепенном охлаждении испытуемого топлива с интервалами в 1С и стекании его через проволочную фильтрационную сетку при вакууме 1961 Па (200 мл вод. ст.). Определению ведут до температуры, при которой кристаллы парафина, выделенного из раствора на фильтр, вызывают прекращение или замедление протекания в такой степени, что время наполнения пипетки превышает 60 с, или топливо не стекает полностью обратно в измерительный сосуд.
4) - коэффициент фильтруемости - (Кф) по ОКСТУ-0209. Метод заключается в определении изменения пропускной способности фильтра из бумаги БФДТ при атмосферном давлении и последовательном пропускании определенных количеств топлива. За коэффициент фильтруемости топлива принимают отношение времени фильтрования десятой порции фильтруемого топлива к первой.
5) - показатель седиментационной устойчивости топлива. Суть методики, заключается в замере объема мутного слоя после 12 часов выдержки образца топлива с присадкой в мерном цилиндре объемом 100 см3 при температуре минус 10С.
Аппаратура и материалы
Термодеструкцию образцов каучука осуществляли на лабораторной установке (рис. 1), состоящей из перегонной колбы. Насадки Клайзена, стеклянного капилляра, зажима для регулирования подсоса воздуха (или инертного газа в капилляре), термометра, аллонжа, приемной колбы, отвода к ловушке вакуумной системы, нагревательного элемента, охладительной ванны и вакуум-насоса.
Подготовка к испытанию
Перед сборкой установки по перегонке под вакуумом все стеклянные детали должны быть тщательно осмотрены. В случае обнаружения дефектов, например, мельчайших трещин, пузырьков, наплывов использовать деталь для сборки нельзя. Особое внимание следует обращать на чистоту шлифов. Остатки старой смазки следует снять и смазать шлифы небольшим количеством вакуумной смазки.
После сборки установки перед заполнением колбы жидкостью обязательно проверяют систему на герметичность при максимальном разряжении. Далее в колбу помещают перегоняемое вещество и установку подключают к вакуумному насосу. Нагревание колбы начинают после завершения всех подготовительных операций, в т.ч. пуска воды в рубашку холодильника. 1 - перегонная колба; 2 - насадка Клайзена; 3 - стеклянный капилляр; 4 - зажим для регулирования подсоса воздуха; 5 - термометр; 6 - аллонж; 7 приемная колба; 8 - отвод к ловушке вакуумной системы; 9 - штатив; 10 колбонагреватель.
Капилляр должен давать струйку мелких пузырьков. Только после достижения нужного разряжения начинают постепенно повышать температуру в колбе. Для получения деструктатов с различными молекулярно-массовыми характеристиками температуру деструкции варьировали в интервале 280 -350С, остаточное давление - 5-КЗО мм рт.ст., продолжительность деструкции - 5- 70 минут.
Методика разработана в ЦЛ ОАО «Казаньоргсинтез» (методика ЦЛ -469-05 по определению ММ и ММР олигомеров, Казань, 2005г.) по методу гель-проникающей хроматографии (ГПХ). В понятие молекулярных масс входит: Mn - средне численная молекулярная масса; ММР характеризуется полидисперсностью (Mw/Mn), где Mw - средне-весовая молекулярная масса; Мп - средне-численная молекулярная масса.
Метод основан на разной диффузионной подвижности макромолекул деструктата в проникновении в поры геля (адсорбционно-инертного по отношению к макромолекулам). Молекулы, размеры которых меньше или сравнимы с размером пор, проникают в поры; молекулы, размеры которых больше размеров пор «исключаются» из порового пространства, протекая быстрее через колонку.
Средства измерений и вспомогательное оборудование: - хроматограф гель-проникающий Model 200 (фирма Waters), оборудованный рефрактометрическим детектором и набором из трех колонок, заполненных силикагелем (диаметр пор: №1-250А; №2 - 500А; №3 - 1000 А); - шприц (фирма Waters), объем 10 мл; - весы лабораторные высокого класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г, ГОСТ 24104-2001; - бюксы вместимостью 100 и 50 см3, СВ 34/12, ГОСТ 25336-82.
Разработка композиционных депрессорных присадок к дизельным топливам
Фракционный состав исследуемых образцов топлива, их углеводородный состав и молекулярно-массовые соотношения н-парафинов в них приведены в табл. 4.5.
Молекулярно-массовые распределения н-парафинов определяли на газожидкостном хроматографе «Autosystem» фирмы «Perkin Elmen . ароматические углеводороды - с помощью УФ- спектрофотометра «Lambda 19» той же фирмы.
Из сопоставления данных таблиц 4.4 и 4.5 следует, что топливо с более низкой температурой застывания (минус 30С) характеризуется более узким фракционным составом. Об «узком» или «широком» фракционном составе принято судить по разнице между температурами перегонки 90% и 20% топлива. Для образца топлива с t заст минус 14С эта разница составляет 110С; для топлива с t заст минус 19С соответственно 100С; а для топлива с t заст минус 25С соответственно 85С; для топлива с t заст минус 30С соответственно 78С. Полученные результаты по зависимости депрессорной активности присадки от фракционного состава топлива согласуются с литературными дан ными, согласно которым, чем шире фракционный состав топлива, тем больше его восприимчивость к депрессорной присадке.
Объясняется этот факт тем, что кристаллизация парафиновых углеводородов в этом случае происходит постепенно и присадка успевает блокировать их. В случае узкого фракционного состава скорость роста кристаллов парафина выше, что снижает эффективность действия присадки.
Результаты расчета коэффициента восприимчивости топлива к депрессорной присадке по формуле: где: KB - коэф. восприимчивости топлива к депрессору; Са м., Сн. .а - содержание моноциклических ароматических углеводородов и н-алканов в топливе соответственно; Нр - угол наклона кривой разгонки топлива, определяемый по формуле: Нр = 0,0125(t9o% - ііо%) - показали, что для всех образцов Кв 1, что косвенно указывает на высокую восприимчивость топлива к присадке.
Согласно литературным данным н-парафины имеют цепь длиной от С7 до С27, температуру кристаллизации от -90 до +60С и выкипают в пределах 70 - 390С.
Как следует из табл. 4.5, представленные образцы дизельного топлива содержат 17,7 - 20,5% н-парафинов и характеризуются различным соотношением углеводородов нормального и изостроения (от 1,12 до 1,19). Наибольшее количество н-парафинов приходится на фракцию 155-315С, наименьшее - 185-360С. Для всех образцов дизельного топлива максимум распределения по молекулярной массе приходится на н-парафины Ci5 - С19.
Максимальная эффективность депрессорной присадки отмечена при наибольшем содержании (2,3%) высокоплавких н-алканов С2о-Сгб. Летнее дизельное топливо (їзасг= -14С), характеризующееся наибольшим соотношением моноциклических ароматических углеводородов к сумме би- и поли- циклических (4,78) отличается большей восприимчивостью к депрессору по сравнению с остальными образцами топлива, где это соотношение составляет 3,1-4,44. Чем в больших количествах содержатся в топливе моноциклические ароматические углеводороды и в меньших н-алканы, тем эффективнее присадка.
Образец №2 (дизельная фракция природного битума Нагорного месторождения) характеризуется сравнительно широким фракционным составом (100С), с чем и связана его высокая восприимчивость к разработанной депрессорной присадке. Депрессорный эффект (At,acr.) составляет 21 С.
Таким образом, разработанная присадка позволяет довести дизельные фракции природного битума Нагорного месторождения до норм на зимнюю марку топлива.
Влияние природы нефтяного сырья на физико-механические свойства битумных покрытий
На современном этапе стратегическим направлением развития современной нефтеперерабатывающей промышленности служит непрерывное увеличение глубины переработки нефти с использованием относительно новых приемов и способов добычи, подготовки, транспортировки и обработки различных классов углеводородов (УВ). Вместе с этим внедрение новых технологических процессов, повышение эффективности производства и качества выпускаемой продукции, интенсификация и реконструкция существующих нефтехимических производств зависят не только от применяемых конструкционных материалов, но также и от правильного выбора антикоррозионных материалов для их защиты. Большинство применяемых в промышленности материалов и изготовленного из них оборудования, приборов, неустойчиво в окружающей среде, т.е. подвергается коррозии. Продление времени их эксплуатации позволит сэкономить миллионы тонн металла, сократить расходы на их производство. Особенно подвержены разрушению металлические конструкционные материалы.
Острота этой проблемы ощущается во всех развитых странах, так как темпы роста коррозионных потерь превосходят темпы роста производства металлов, которые являются основным стратегическим конструкционным материалом в нефтегазодобывающем, химическом и перерабатывающем комплексе промышленности РФ. В процессе эксплуатации металлические изделия под действием разнообразных факторов подвергаются коррозионному разрушению, вследствие того, что металл стремится перейти в связанное состояние - термодинамически более выгодное в нормальных условиях. Это приводит к значительным материальным потерям, снижению надёжности оборудования и сокращению общего объема металлического фонда. По оценкам зарубежных специалистов, ущерб от коррозии в экономике развитых стран составляет 3 - 3, 5 % от стоимости валового национального продукта. Во всех технически развитых странах созданы научные центры, активно ведущие исследования процессов коррозии и методов борьбы с ней. И хотя эта проблема и сегодня еще далека от полного разрешения, накоплен ный опыт позволяет указать основные направления в борьбе с коррозией: - применение коррозионно-стойких сталей и конструкционных материалов; - катодная защита; - применение защитных изоляционных лакокрасочных и (или) мастичных материалов; - комбинированные способы.
По данным ЦНИИпроектстальконструкции, отечественная промышленность удовлетворяет нужды строительства в антикоррозионных ЛКМ всего на 60 % и по многим характеристикам - экологической чистоте, технологичности, времени высыхания, цветовой гамме - выпускаемые составы уступают зарубежным.
Одним из наиболее эффективных средств в борьбе с коррозией является применение ЛКМ на основе модифицированного нефтяного битума - это средство долговременной противокоррозионной защиты на основе высокомолекулярных пленкообразующих веществ с добавками ингибиторов коррозии и растворителей.
Важной составляющей защитного действия лакокрасочной пленки является торможение процесса проникновения коррозионно-активной среды к поверхности субстрата. В этом аспекте к характеристикам, определяющим способность покрытия предотвращать коррозию металла, относится его гидро-фобность и водостойкость. Именно это делает актуальным разработку битумных лакокрасочных материалов (БЛМ), отличающихся высокими изолирующими свойствами по отношению к водным средам, скорость диффузии воды в битум составляет 0,4 0,8-10 8 г/(см-ч-мм рт.ст.), т.е. 0,83-Ю 15 1,66-Ю"15 кг-м/(сек-н), и обусловлена низкой растворимостью воды в битуме, водопо-глощение битумов зависит от его твердости, при контакте с водяным паром оно составляет 0,001...0,01 процента и при продолжительном выдерживании битума в воде не превышает 1+3 процента, водопроницаемость битума значительно ниже, чем каучука и многих пластмасс. К дополнительным достоинствам битумов как пленкообразующей основы ЛКМ относятся дешевизна и отечественная сырьевая база, т.е. многочисленные залежи природных битумов.
Природные битумы - это в разной степени окисленные высоковязкие нефти жидкой, полужидкой и твердой консистенции с высоким содержанием серы, масел, смол и асфальтенов. В отличие от нефти они характеризуются повышенным содержанием ванадия, никеля, молибдена и значительно меньшим содержанием бензиновых и дизельных фракций.
В свете этого разработка интенсивной технологии переработки высоковязких нефтей и природных битумов (ВВН и ПБ) тяжелых нефтяных остатков (ТНО) с учетом новых научных достижений о физико-химической механике нефтяных дисперсных систем (НДС), с целью получения новых востребованных композиционных материалов на их основе с заданными свойствами является актуальной народнохозяйственной задачей.
Вместе с этим, благодаря специфическим свойствам - прочности, термопластичности, водонепроницаемости, стойкости к воздействию атмосферных агентов и агрессивных сред, плохой проводимости электричества, тепла и др., природные битумы, так как же, как и искусственные, могут найти применение в качестве противокоррозионных покрытий, электроизоляционных материалов, защиты от радиоактивных излучений, создание асфальтовых барьеров для удержания влаги на почвах и т.д. Поэтому, несмотря на постоянный рост производства синтетических смол, битумы по-прежнему применяются как дешевые и доступные плёнкообразователи для противокоррозионной защиты в промышленном и гражданском строительстве.
К факторам, сдерживающим широкое использование покрытий на битумной основе, относятся их низкие физико-механические свойства, а именно твердость, адгезия и прочность. Это связано с особенностями химического состава сырья, а именно высоким содержанием длинноцепочных парафиновых УВ, технологическими условиями процессов переработки ТНО.
В настоящее время в России качественные битумы для лакокрасочной промышленности, соответствующие требованиям ГОСТ 21822-87, получают из высокосмолистой малопарафинистой нефти Ярегского месторождения на нефтеперерабатывающем заводе Республики Коми, запасы которой незначительны. Этот факт существенно ограничивает возможность увеличения производства битумов для получения лаков, в то время как потребность в них возрастает и расширяется область их применения.
