Диссертация (1172999), страница 8
Текст из файла (страница 8)
В зависимости от характера нефтяного шлама массовая доляорганической части колеблется в пределах от 6 до 90%; доля минеральной фазы 587 % масс; воды - 4-25%. В дорожном строительстве, в производствестройматериаловибитумовиспользуютНШсвысокимсодержаниемминеральной части. Нефтешламы с высокой углеводородной составляющейприменяют в топливной индустрии как добавку. Большим количествоммеханических примесей - до 75%, воды - до 26% и низкой долей углеводородныхсоединений характеризуется состав нефтяных шламов для изготовлениядорожных подложек, строительных материалов, а также асфальтобетонов.
НШможно расположить в ряду в зависимости от увеличения массовой долиуглеводородной части : дорожное строительство → производство битума →строительные материалы → гидроизоляционные материалы → топливнаяиндустрия [62].1.3.3.1 Применение нефтеотходов в производстве строительных материаловОдной из областейпроизводства, где в качестве сырьяширокоиспользуются нефтеотходы, является изготовление строительных материалов. Изсовременной практики известно, что использование НШ делает возможным нетолько снизить расход традиционного сырья - битума [63] и нефти [64], но такжеи позволяет получать строительные материалы с более высокими показателямифизико-механических свойств [65, 139].
Технология получения битумов сиспользованием нефтеотходов является типичным примером [63].Наиболее широко НШ применяются при производстве гидроизоляционныхматериалов в качестве органических вяжущих [66].56Введение нефтешлама переработки отработанных масел в смесь дляполучения кровельных и гидроизоляционных материалов позволяет снизитьрасход дефицитного битума (на 25 - 33%) и вместе с тем сохранить высокиефизико-механические показатели.
Нефтяной шлам НПЗ без предварительнойподготовки может быть использован как гидроизолятор. Данный материалпредставляет собой уже готовоую нефтеизвестковую эмульсию с твёрдой фазойпри объемном соотношении компонентов: нефтяная часть : минеральная часть :вода соответственно 2,4 : 1,6 : 2,0 [67].
Данная смесь может быть токсична из-заналичия водорастворимых углеводородов [139].Создана технология применения нефтеотходов для получения листовогоматериала с последующим его использованием как конструкционных элементовпри строительстве и гидроизоляции полигонов для размещения отходов. Методпредполагаетвведениевотходзолууноса,10%воднуюэмульсиюгидрофобизатора, а также цемент, нефтеотход и воду [68].НШ используют также как компонент сырьевой шихты с целью получениявысокопрочногопористогонаполнителя,насыпнаяплотностькоторогосоставляет366-390 кг/м3. [69]Работа [70] посвящена рассмотрению целесообразности использованиянефтяного шлама в качестве сырья для производства керамзита.
Разнообразныедобавки нефтяного происхождения применяют для лучшего вспучивания глин. Вкачестве такой добавки, например, используют твёрдую фазу центрифугированияНШ [71], а также масла и НШ машиностроительных и нефтеперерабатывающихпредприятий [72].Ещё одним способом переработки НШ, предложенным в работе [73],является его перевод брикетированием в компактное состояние для выработкиискусственноговысокопрочногогравия,пригодногокиспользованиювстроительстве.
Определяющими качество гравия и возможность его применения вкачестве строительного материала характеристиками, являются: водостойкостьводопоглощение и морозостойкость, определяемые стандартными методикамисогласно ГОСТ 8269.0-97 [74, 139].57Разработанный способ получения керамзита с вовлечением в производствоНШ включает перемешивание глин, добавок и воды, гранулирование полученнойсмеси, её сушку и обжиг. Добавкой является обезвреженный с применениемреагентов на основе негашеной извести нефтешлам в форме сыпучихкапсулированныхгранул,атакжепредварительноизмельченныйотходгазопереработкии на стадии осушки природного газа (отработанный силикагель)Перемешивание осуществляется в два этапа.1. Смешение глинистого сырья и добавок при массовом соотношениикомпонентов, %: глинистое сырье 96-97; подготовленный нефтесодержащийшлам 2,8-3,2; отработанный силикагель 0,2-0,8 [139].2. Добавление воды в необходимом для получения смеси с влажностью 1820% количестве.Технологически значимым результатом является увеличение коэффициентавспучивания сырья, а также снижение температуры обжига [75].Существуетзапатентованнаяразработка[76]композиции,котораяпозволяет повысить механическую прочность, морозоустойчивость и пористостькирпича.
Это сырье на основе глины с введением в качестве выгорающей добавки(13-15 %), смеси из НШ и древесных опилок в соотношении 3,5:1 при влажностиНШ 3-10%.Известноиспользованиенефтешламакаккомпоненташихтывпроизводстве фасадной плитки, либо при изготовлении минераловатных плит.Применение НШ в таком качестве повышает гидрофобность изделий и снижаетих плотность [76].До размещения НШ в природной среде, а также при выборе способаутилизации следует проводить анализ их химического состава. Это необходимодля выбора способа переработки и расчета его технико-экономическиххарактеристик исходя из состава предполагаемого сырья [139].Многоплановыйфизико-химическийанализструктурыисвойствкомпонентов органической части нефтеотхода служит для оценки его состава,58токсических свойств, прогнозирования стадий раздельного использования, атакже выделения отдельных фракций и их утилизации.1.3.3.2 Использование нефтешламов в дорожном строительствеАнализсуществующейлитературыпоказывает,чтодорожноестроительство - одна из областей, где распространено использование НШ.
На ихосновеполучают:нефтегрунт,цементогрунт,асфальтобетон,газобетон,шламобетон [78]. Помимо этого, применение отходов нефтяной промышленностипри строительстве дорог позволяет расширить сырьевую базу грунтов, уменьшитьэнерго- и трудозатраты, снизить себестоимость дорожного покрытия, упрощаятем самым технологический процесс [139].Анализ, проведенный в работе [79] выявил улучшение качества дорожногопокрытия при добавлении в сырьё таких активных веществ как цемент илиизвесть.Значительное число исследователей обращают внимание на разработкуматериалов для дорожного строительства с применением различных НШ.
К этимматериалам относят нефтегрунтовую смесь [80], бетонную смесь [81], газобетонповышенной прочности[82], асфальтобетонную смесь [83], шламобетон на основенефтяного шлама очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов [84] илишлама нефтедобычи [85].В РФ для использования нефтегрунтов в дорожном строительственеобходимо согласование нормативной документации с органами санитарнойинспекциииМинприродыРФ.Сложностисогласованияприменениянефтегрунтов также является одним из обстоятельств, замедляющих их широкоевнедрение в строительство дорог[86].59При строительстве дорог выделяют следующие стадии использованиянефтешлама:−подготовительный этап (очистка основания трассы от грязи);−размельчение грунта до заданной крупности и разрыхление;−выемка котлована под покрытие;−доставка НШ;−распределение НШ по слоям;−подготовка готовой смеси (смешивание НШ с гравием и гомогенизация);−планировка смеси (по всему участку покрытия); трамбовка при оптимальноувлажнении;−финальный этап (устранение дефектов покрытия, покрытие дополнительноуплотняется) [87, 139].В патенте RU 2520256 [88] заявлен способ приготовления асфальтобетонадля дорожного строительства с использованием продукта утилизации нефтяныхшламов в качестве добавки.
Способ приготовления асфальтобетонной смесипутем смешивания нагретых минеральных компонентов, битума и добавки НШ,основан на том, что в качестве добавки используют мелкодисперсный порошок,полученный интенсивным перемешиванием рабочего агента с нефтяным шламом,взятых в соотношении 1,5:1 с увеличением влажности для полного гашенияизвести, где рабочий агент получен смешением, мас.%: животного жира 1-3,адсорбента - термически обработанной рисовой лузги 18-22, негашеной извести,измельченной до 10-3÷10-5 м, - остальное при содержании битума 67-84% отмассы указанной добавки, минеральные компоненты нагреты до 70-90°C, смесьбитума и обозначенной выше добавки - до 90-100°C, а перемешивание всехкомпонентов смеси проводят при повышении температуры до 140-170°C.Технический результат - расширение ассортимента асфальтобетонных смесей.Согласно патенту RU 2285678 [87] дорожная смесь включает минеральныйматериал, НШ и битуминозный песчаник, причем твердый НШ следующегосодержит, мас.%: асфальтены 1,5-4,0, смолы 4,0-7,0, непредельные углеводороды606,0-10,0, парафины 20,0-50,0, механические примеси 40,0-60,0, вода 2,0-10,0, вкачестве минерального материала используются отсевы дробления малопрочногоизвестняка размером частиц менее 5 мм, либо битуминозный песчаник ссодержанием до 7% природного битума следующего массового состава: смолы 29,8%; асфальтены - 11,6%; масла - 57,4%; парафины - 1,2%, при следующемсоотношении компонентов, мас.ч: минеральный материал 25-75, твердый НШ 812, битуминозный песчаник 25-75.В результате повышается морозо- иводостойкость материала, увеличиватеся срок службы дорожного полотна, ивдобавок снижается негативное воздействие на окружающую среду.1.3.4 Основные направления в области охраны окружающей среды внефтепереработкеСейчас многими государствами отмечается значимостьэкологическойобстановки для качества и продолжительности жизни населения, здоровьяграждан т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
