Битум нефтяной: Битум — что такое битум нефтяной, для чего нужен и где применяется | Wiki

Битум — что такое битум нефтяной, для чего нужен и где применяется | Wiki

03.03.2021

Содержание

Битум – это твердое или смолистое вещество из углеводородов и их производных в виде азотистых, сернистых, кислородо- и серосодержащих соединений. Название происходит от лат. bitumen, что означает «горная смола» и «асфальтовый».

Фракционный (химический) состав и характеристики битума

Битум поддается полному или частичному растворению органическими веществами, включая бензол, хлороформ, сероуглерод. Нефтепродукт нерастворим в воде. Битум бывает разных видов, но в большинстве из них в состав входят компоненты в следующем количестве:

  • углерод – не более 80%;
  • водород – не более 15%;
  • сера – 2-9%;
  • кислород – до 5%;
  • азот – до 2%.

Все вещества в составе по консистенции делятся на 3 группы:

  • Твердые. Сюда относятся парафины и углеводородные полимеры (асфальтены).
  • Смолы. Аморфные вещества с темным коричневым оттенком.
  • Маслянистые. Углеводородные соединения с плотностью не более 1000 кг/м3.

В зависимости от состава битум может иметь разные свойства. Если в нем преобладают асфальтены, материал приобретает твердость, но одновременно становится более хрупким и начинает плавиться под влиянием высокой температуры.

Важные характеристики и свойства:

  • Плотность – от 950 до 1500 кг/м3.
  • Низкая тепло- и электропроводность.
  • Стойкость к различным химическим реагентам.
  • Водо- и газонепроницаемость.
  • Отсутствие температуры плавления (битум переходит в жидкое состояние при температуре размягчения).

Способы получения битума

Битум может быть естественным (природным) или искусственным (техническим). Природный представляет собой полезное ископаемое органического происхождения.

В особенно большом количестве встречается в регионах с большими залежами нефти.

Природный битум может иметь твердую форму или вязкую консистенцию. Образуется в ходе природного окисления и полимеризации нефти, происходящих при нарушении герметичности нефтяных залежей. Добыча ведется разными методами:

  • Очистным шахтным или карьерным, когда породу извлекают и используют для экстракции битума с помощью растворителей или горячей воды, к которой добавлены эмульгирующие составы.
  • Дренажным шахтным, который заключается в добыче посредством самотека битума через восходящую дренажную систему, состоящую из пробуренных скважин.
  • Скважинным, при котором битум извлекают из скважин, пробуренных с поверхности. Метод применяется для разработки месторождений жидких природных битумов (битуминозной нефти), которые залегают на глубине более 100 м. Коэффициент извлечения продукта равен 30%.

Карьерный и шахтный методы имеют коэффициент извлечения битума 85-90%. Способы применимы для месторождений горных пород, которые обладают насыщенностью более 10% и глубиной залегания 60-90 м.

С учетом состава исходной нефти и особенностей ее переработки битум делится на разные классы:

  • антраксолиты,
  • асфальты,
  • асфальтены,
  • гуминокериты,
  • кериты,
  • мальты,
  • нафтиды,
  • нафтоиды,
  • озокериты.

Особое распространение получили асфальтовые битумы, которые образуются в горных породах с пористой структурой. Их перемалывают до порошкообразного состояния, после чего используют в укладке дорожных покрытий.

Технический (искусственный или синтетический) битум нефтяной – побочный продукт перегонки нефти, сланцев и каменного угля. Известным способом получения выступает вакуумная перегонка мазута. В зависимости от способа нефтепереработки битум бывает:

  • Остаточным. Мягкий и легкоплавкий продукт.
  • Окислительным. Эластичный и термостабильный битум.
  • Крекинговым. В битуме большое количество карбенов и карбоидов.

Особое внимание при получении битума уделяют содержанию парафинов, поскольку они негативно влияют на пластичные характеристики. Чтобы этого избежать, количество парафиновых составляющих ограничивают 5%.

Способы (область) применения

Битум – древнейший строительный материал, который был известен человеку еще в эпоху неолита. Тогда его использовали для изготовления посуды, изоляции редких видов дерева в строительстве, в качестве связующего в мозаиках из полудрагоценных камней и раковин.

Природный битум – не товарный продукт. Чтобы сделать его таким, необходимы дополнительные технологические процессы. После этого материал становится подходящим для использования в разных сферах:

  • В строительстве. Ввиду нерастворимости в воде материал используется в гидроизоляционных работах. В отношении зданий и сооружений, трубопроводов, фундаментов.
  • В дорожных работах. Битум активно используется при изготовлении асфальтобетона.
  • В кровельных работах. Из битума производят мягкие кровельные материалы: рулонные и в виде черепицы. Примеры: рубемаст, гидростеклоизол, рубероид, мастика, пергамин, битумная бумага, стеклоэласт.

При использовании в строительстве битум проявляет несколько недостатков: низкую упругость, склонность к высыханию и высокую термочувствительность, которая проявляется в виде хрупкости при низкой и размягчении при высокой температуре. Чтобы устранить эти минусы, используют модифицированный битум, в который добавляют модификаторы, улучшающие свойства продукта.

Дополнительно битум используют как электроизоляцию в электротехнической промышленности, в отделке деревянных, кожаных и бумажных изделий, в изготовлении аккумуляторных мастик, изготовлении кабельной и лакокрасочной продукции, в прецизионном литье.

Особенности транспортировки и хранения

Битум транспортируют в автомобильных или железнодорожных цистернах, куда продукт переливают методом герметичного налива. Этот способ обеспечивает профилактику поражений обслуживающего персонала вследствие высокой температуры нагрева нефтепродукта.

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)

Дорожные битумы производятся в соответствии с ГОСТ 22245-90 и ГОСТ 33133-2014, а модифицированные – по ГОСТ Р 52056-2003.

Битум нефтяной дорожный

Битумы дорожные в основном используются для строительства и ремонта дорожных и аэродромных покрытий. Нефтяные дорожные битумы делятся на вязкие и жидкие.

Вязкие битумы различаются: БНД (битумы нефтяные дорожные) и БН (битумы нефтяные).

Вязкие нефтяные дорожные битумы вырабатывают пяти марок: БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 130/200; нефтяные (БН) — четырех марок: БН 60/90, БН 90/130, БН 130/200, БН 200/300.

Буквы БНД означают «битум нефтяной дорожный», цифры-дроби 40/60, 60/90 и т.д. указывают на допустимые для марки пределы показателей глубины проникания стандартной иглы при 25 °С, косвенно характеризующие вязкость битума. Битумы марок БНД отличаются хорошим сцеплением с каменными материалами и имеют достаточно высокую пластичность при отрицательных температурах, стойки к климатическим воздействиям. Технические условия на вязкие нефтяные битумы нормированы ГОСТ 22245-90.

Вязкие нефтяные дорожные битумы применяют для приготовления горячих, теплых и холодных асфальтобетонных смесей, для поверхностной обработки, пропитки, а также для разжижения с целью получения жидких битумов, применяемых для приготовления холодного асфальтобетона, поверхностной обработки и для смешения на дороге и т.п.

Свойства дорожного битума обуслов­лены особенностями его состава и струк­туры. Главными показателями этого ма­териала является вязкость, пластич­ность и теплостойкость. Эти показатели взаимосвязаны. С увеличением содержа­ния масел, повышением температуры и длительности воздействия нагрузок по­нижается вязкость и возрастает пластич­ность. Смолы обусловливают вяжущие свойства битумов и дегтей, придают им пластичность, увеличивают клеящую способность. Асфальтены в битумах и свободный углерод в дегтях повышают температуру размягчения и твердость.

Вязкие битумы относятся к той или иной марке на основании трех основных показателей: глубины проникания иглы, температуры размягчения и растяжимости. Глубина проникания иглы и растяжимость нормируются при двух температурах: 25 °С и О °С.

 Показатели качества вязких дорожных битумов марки БНД

    

Наименование показателя

БНД

200/300

БНД 

130/200

БНД 

90/130

БНД

60/90

БНД

40/60
Глубина проникания иглы в битум, 0,1 мм:
при 25°С201-300131-20091-13061-9040-60
при 0°С45352820

13

Температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже:3539434751
Растяжимость, см, не менее:
при 25°С—65605040
при 0°С2064,23,5
—
Температура хрупкости, °С, не выше:-20-18-17-15-10
Температура вспышки, °С, не ниже:200220220220220
Сцепление с мрамором или пескомВыдерживает по контрольному образцу №2
Изменение температуры размягчения после прогрева, °С, не более:87666
Индекс пенетрации:+1—-1-1-1
Содержание водорастворимых соединений, %, не более:0,2

0,2

0,30,30,3

Битум БНД 200/300 применяется для поверхностной обработки покрытий в районах с холодным климатом,а также для приготовления теплых асфальтобетонных и битумоминеральных щебеночных гравийных смесей.

Битум БНД 130/200 применяется для поверхностной обработки покрытий в районах с умеренным климатом, для пропитки щебеночных покрытий в районах с холодным и умеренным климатом, для приготовления горячих асфальтобетонных и битумоминеральных смесей в районах с холодным климатом.

Битум БНД 60/90 применяется для пропитки дорожных щебеночных покрытий в районах с теплым климатом, для приготовления горячих асфальтобетонных и битумоминеральных смесей в районах с теплым климатом.

Битум БНД 40/60 применяется для приготовления  асфальтобетонных и битумоминеральных смесей в районах с летними температурами >30°C.

Показатели качества вязких дорожных битумов марки БН

Наименование показателя

БН

200/300

БН

130/200

БН

90/130

БН

60/90
Глубина проникания иглы в битум, 0,1 мм:
при 25°С:201-300131-20091-13061-90
при 0°С:————
Температура, °С:
размягчения, не ниже33374045
то же после прогрева, не выше:————
хрупкости, не выше:8766
вспышки, не ниже:200220220220
Растяжимость, см, не менее:
при 25°С:—706050
при 0°С:————
Испытание на сцепление с мрамором или песком:выдерживает по контрольному образцу №2
Содержание водорастворимых соединений, %, не более:————
Индекс пенетрации:+1—-1,5-1,5

Битум — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рисунок 1. Битум представляет собой густую черную сырую нефть. [1]

Битум представляет собой низкосортную сырую нефть, состоящую из сложных тяжелых углеводородов. В нефтяном пласте битум представляет собой густую вязкую жидкость, которую необходимо извлекать из земли. При его извлечении необходимо затратить много тепла и усилий, чтобы улучшить его до более качественного продукта. Хотя битум трудно извлечь из земли, он может естественным образом всплывать на поверхность Земли в виде нефтяных просачиваний. Эти просачивания представляют собой места, где ископаемое топливо и нефтепродукты просачиваются из-под земли, а не задерживаются глубоко под землей. В этих просачиваниях битум, асфальт и смола пузырятся в лужах. Кроме того, битум является основным компонентом ископаемого топлива нефтеносных песков. Когда битум соединяется с асфальтами, образуется твердое вещество, пригодное для мощения дорог. [2]

Производство

В дополнение к тому, что битум встречается естественным образом в просачиваниях и нефтеносных песках, битум может быть получен путем удаления более легких фракций из сырой нефти в процессе ее переработки. Удаляемые фракции представляют собой сжиженный нефтяной газ, бензин и дизельное топливо. [3]

После добычи сырой нефти из-под земли можно начинать производство битума. Сырая нефть перекачивается из резервуаров для хранения и через систему, которая повышает температуру сырой нефти до 200°C. Затем масло перемещается в печь, где оно нагревается еще выше примерно до 300°C, где частично испаряется в дистилляционной колонне. Здесь происходит разделение различных компонентов сырой нефти. По мере того, как более легкие компоненты поднимаются вверх, тяжелые компоненты, включая битум, опускаются на дно колонны. Этот процесс известен как фракционная дистилляция. Наконец, битум получают путем дальнейшей перегонки остатка в вакуумной дистилляционной колонне. Этот тип битума известен как прямогонный битум . Качество битума зависит от того, сколько летучих веществ остается в перегнанном битуме, при этом большее количество летучих веществ приводит к менее чистому и более жидкому продукту. [4]

Применение

Наиболее очищенный битум используется в строительной отрасли. В основном он используется для мощения и кровельных работ. 85% всего битума используется в качестве вяжущего в асфальте для дорог, взлетно-посадочных полос, парковок и пешеходных дорожек. Гравий и щебень смешивают с густым битумом, скрепляя его, а затем наносят на проезжие части. 10% битума, используемого во всем мире, используется в кровельной промышленности, поскольку его гидроизоляционные свойства способствуют хорошему функционированию крыш. 5% битума используется для герметизации и изоляции в различных строительных материалах, таких как основа для ковровой плитки и краска. [3]

Помимо этих основных применений, битум также имеет множество второстепенных применений. Другими примерами являются звукоизоляция, взрывчатые вещества, защита от плесени, связующее в брикетах, подложка для зеркал, подошвы для обуви, покрытие для столбов забора и стабилизация почвы. [5]

Для дальнейшего чтения

  • Обновление битума
  • Сырая нефть
  • Образование ископаемого топлива
  • Фракционная перегонка
  • Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

  1. ↑ Wikimedia Commons (14 мая 2015 г.). Битум [Онлайн]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Bitumen#/media/File:Bitumen2.jpg
  2. ↑ В. Леффлер, М. Раймонд. (14 мая 2015 г.). Добыча нефти и газа нетехническим языком , 1-е изд. Талса, Оклахома, США: PennWell, 2006.
  3. ↑ 3.0 3.1 Евробитум. (14 мая 2015 г.). Что такое битум? [Онлайн]. Доступно: http://www.eurobitume.eu/bitumen/what-bitumen
  4. ↑ Битумин. (15 мая 2015 г.). Битумное производство [Онлайн]. Доступно: http://www.bitumina.co.uk/bitumen-production.html
  5. ↑ Битум Великобритания. (15 мая 2015 г.). Использование битума [онлайн]. Доступно: http://www. bitumenuk.com/images/library/files/reach_list_of_bitumen_applications_uses[1].pdf

Битум

Что такое битум?

Термин битум относится к веществу, полученному путем перегонки сырой нефти. Битум известен своими гидроизоляционными и адгезионными свойствами и широко используется в строительной отрасли, особенно для дорог и автомагистралей. Производство происходит путем дистилляции, при которой удаляются более легкие компоненты сырой нефти, такие как бензин и дизельное топливо, оставляя более тяжелый битум. Отложения также могут естественным образом образовываться на дне древних озер, где доисторические организмы разложились и подверглись воздействию тепла и давления.

Ключевые выводы

  • Битум производится путем перегонки сырой нефти, а также встречается в природе.
  • Битум известен своими гидроизоляционными и адгезионными свойствами.
  • Он состоит из сложных углеводородов и содержит такие элементы, как кальций, железо, сера и водород.
  • Цены на битум определяются состоянием мировой экономики, а также спросом и предложением на сырую нефть.
  • Первые в мире фьючерсные контракты на битум дебютировали на Шанхайской фьючерсной бирже в октябре 2013 г.

Понимание битума

Битум является побочным продуктом сырой нефти. он состоит из сложных углеводородов и содержит такие элементы, как кальций, железо, сера и кислород. Качество материала и простота производства зависят от источника и типа сырой нефти, из которой он получен. Впервые он был использован из-за его естественных клеящих и гидроизоляционных свойств, помогая скреплять строительные материалы, а также выстилать днища кораблей.

Битум может постоянно деформироваться при больших нагрузках. Постоянное воздействие на материал может привести к растрескиванию. Он окисляется, что делает асфальт хрупким. То, как это повлияет на его форму, зависит от нескольких факторов, в том числе от состава асфальтобетонной смеси и температуры окружающей среды.

Как отмечалось выше, битум получают не только путем перегонки сырой нефти, но и природного происхождения. Этот термин также используется для обозначения нефтеносных песков или частично сцементированного песчаника, содержащего природную смесь песка, глины и воды, насыщенную плотной и чрезвычайно вязкой формой нефти.

Использование битума

Продукт имеет несколько современных применений. Обычно он предназначен для промышленного использования и обычно используется при дорожном покрытии. Большинство дорог в США состоят либо из битума, либо из смеси битума и заполнителей, таких как бетон.

Еще одним важным применением битума является гидроизоляция. Например, его обычно использовали для гидроизоляции лодок и других морских судов, а также стен зданий. Он использовался в древние времена в качестве раствора в строительстве.

Помимо использования в качестве гидроизоляционного материала и клея, инженеры, заменяющие асфальтированные дороги, могут повторно использовать этот материал для других дорожных проектов. Битум также широко используется компаниями, которые создают и производят кровельные изделия.

Другое раннее использование битума было в фотографии и медицине. Когда битум наносился на пластины и подвергался воздействию света, ранние фотографы могли создавать статические черно-белые изображения. Однако этот процесс был долгим и растянутым. А некоторые культуры, особенно персидские, использовали битум для лечения определенных заболеваний, таких как желудочно-кишечные и костные заболевания.

Древние цивилизации торговали этим материалом, и Геродот, греческий историк пятого века до нашей эры, утверждал, что стены древнего Вавилона содержали битум.

Цены на битум

Битум является остаточным материалом в процессе переработки сырой нефти в сжиженный нефтяной газ и бензин. Таким образом, цены на битум в значительной степени зависят от того же набора факторов, что и цены на сырую нефть. К ним относятся спрос и предложение, а также геополитическая стабильность в нефтедобывающих регионах мира.

Еще одним фактором, влияющим на цены на битум, является ценовой спред между тяжелой и легкой нефтью. Битум образуется как побочный продукт в процессе перегонки тяжелой нефти. Таким образом, решения нефтеперерабатывающих заводов о переработке фракций тяжелой и легкой нефти имеют решающее значение для цен на битум.

Правительство США является крупнейшим покупателем производимого в стране асфальта. Неудивительно, что это означает, что экономические условия оказывают побочное влияние на цены на битум. Например, более высокий спрос на асфальт для дорог во время экономического бума может привести к росту цен. Китай также играет важную роль в определении спроса и установлении цен на битум в последнее время из-за его значительных инвестиций в масштабирование своей дорожной инфраструктуры.

Битумные фьючерсы

Первые в мире фьючерсные контракты на битум дебютировали на Шанхайской фьючерсной бирже в октябре 2013 года. Они были нацелены на операторов нефтеперерабатывающих заводов, дилеров битума и конечных пользователей продукта. Помимо китайских компаний, торговля битумными фьючерсами была ограничена иностранными банками, что означает, что иностранные инвесторы не могут торговать этим товаром.

Фьючерсный контракт заключается на месяц, оценивается в юанях и предусматривает физическую поставку 10 метрических тонн битума за лот по истечении срока действия. Конечный продукт для поставки должен быть сертифицирован биржей и соответствовать спецификациям качества, описанным в Правилах поставки битумных фьючерсов.

Месторождения битума

Природный битум можно найти в мировых месторождениях нефтеносных песков. Канада имеет самые большие запасы в мире, особенно в провинции Альберта. Рост цен на нефть в Канаде сделал крупномасштабную добычу нефти экономически выгодной. Канадский институт энергетических исследований, который является независимой благотворительной организацией, считает, что цена на сырую нефть должна достигать 70,08 долларов за баррель, чтобы отдельная битумная шахта была прибыльной.

Другие месторождения битуминозных песков можно найти в США, Венесуэле и России. Известно, что запасы Венесуэлы, разрабатываемые государственной компанией Petroleos de Venezuela S.A., превышают 230 миллиардов баррелей. Считается, что российские поставки битума сосредоточены в Сибири и Волго-Уральском регионе. Казахстан также является еще одним ключевым регионом для поставок битума.

Хотя битум часто путают с асфальтом, это совершенно другое вещество.

Битум и асфальт

Битум часто путают с асфальтом. Это потому, что оба обычно используются в строительной отрасли. Но между ними есть четкое различие. Как отмечалось выше, битум является побочным продуктом сырой нефти, который используется для связывания асфальта при использовании в таких проектах, как мощение дорог или кровля. Он используется из-за его адгезивных свойств и потому, что он устойчив к повреждениям от масла и воды.

Асфальт, с другой стороны, является искусственным веществом. Он производится с использованием остатка нефтяного дистиллята или побочных продуктов природных месторождений. Его нагревают, сушат и смешивают с битумом и песком. Затем асфальт укладывают с помощью техники. Толщина асфальта зависит от цели проекта. Например, асфальт, используемый для дорог, может быть толще, чем когда он используется для черепицы.

Как производится битум?

Битум является побочным продуктом сырой нефти. Он обычно производится в процессе переработки, в котором сырая нефть восстанавливается. Он удаляет более легкие компоненты сырой нефти и оставляет более тяжелые битумы. Этот продукт имеет множество промышленных применений. Он используется при строительстве дорог, где он известен как асфальт, и в кровельных работах. Битум также встречается в природе и может быть найден в нефтеносных песках Канады.

Каково основное использование битума?

Битум в основном используется в промышленных целях. Его можно найти в строительной отрасли, где он используется для строительства дорог, поэтому в этом приложении его обычно называют асфальтом. Он также обладает гидроизоляционными и адгезионными свойствами, что делает его хорошим продуктом для кровли.

Как инвестировать в битум?

Фьючерсы на битум доступны для торговли через Шанхайскую фьючерсную биржу. Впервые они были предложены в 2013 году и предназначались для операторов нефтеперерабатывающих заводов, дилеров битума и конечных пользователей. Как и в других торговых операциях, Китай ограничил торговлю битумом отечественными предприятиями и иностранными банками. Но вы можете инвестировать в битум косвенно через компании, которые перерабатывают сырую нефть и производят продукт.

Итог

Когда люди слышат слово «битум», они часто думают о дорогах, по которым ездят. Хотя это не совсем так, его часто путают с другим строительным материалом: асфальтом. В то время как асфальт является искусственным материалом, который используется для мощения дорог, битум является побочным продуктом сырой нефти, который используется из-за его гидроизоляционных и адгезионных свойств. Таким образом, он используется для связывания асфальта во время строительства дорог и в кровельных работах.

РубрикаРазное