Строительство и архитектура/Современные
строительные материалы.
Д.т.н. Удербаев С.С., Еримбетов К.А.
Кызылординский Государственный университет им. Коркыт Ата, Казахстан
Аналитический обзор утилизации асфальтосмолистопарафиновых отложений в производстве строительных
материалов
В
настоящее время общем балансе добычи нефти значительное место занимают
высоковязкие и парафинистые нефти, доля которых
неуклонно возрастает. Одной из проблем месторождений Кызылординской
области, осложняющих добычу нефти, является образование асфальто-смоло-парафиновых
отложений (АСПО) на скважинной арматуре.
Накопление
отложений в проточной части нефтепромыслового оборудования и на внутренней
поверхности труб приводит к снижению производительности системы, сокращению
межремонтного периода работы скважины и снижению эффективности работы насосных
установок.
Наиболее интенсивно отложение асфальто-смоло-парафинов
происходит на внутренней поверхности подъемных труб скважины. Подобные
осложнения присущи практически всему нефтедобывающему комплексу с некоторыми
особенностями по преобладающему содержанию асфальто-смоло-парафинов
на каждом месторождении.
Решение
проблемы асфальто-смоло-парафиновых отложений
предусматривают работы по их предупреждению и удалению. Без знаний о составе и основных свойствах АСПО, основного объекта
исследований, не может вестись работа по предотвращению отложений на
нефтепромысловом оборудовании.
Наиболее часто нефтешламы применяются для изготовления гидроизолированных
материалов в качестве органического вяжущего. Традиционно используемые в
качестве гидрофобных компонентов гидроизолированных материалов битум [1] или
нефть [2] являются целевыми товарными
продуктами. Поэтому современные исследования и разработки составов и технологий
производства гидроизолированных материалов направлены на замену дорогостоящих и
дефицитных товарных продуктов нефтеотходами. Например, известен способ
получения битумов на основе нефтяных отходов [3]. Использование нефтеотходов
позволяет не только сократить расход битумаили нефти, но и получить материалы,
обладающие высокими физико-механическими свойствами. В частности, с
использованием нефтешлама изготавливается гидроизолированный материал для
мягких кровель и подвальных помещений или фундаментов. Материал готовят из
смеси нефтешлама и наполнителя (глина или керамзитовая пыль) при рН 7,0-7,5
путем ее нагрева до 60-90°С, перемешивая в течение 20-30 минут и охлаждения до
комнатной температуры. Полученный материал обладает высокими качественными
характеристиками.
Известна композиция для кровельных и гидроизоляционных мастик, мас.%:
отходы вторичного полиэтилена - 5-12, наполнитель – 20-25, нефтяной шлам от
регенерации отработанных масел – 30-50, битум неокисленный – остальное.
Использование нефтешлама в данной композиции позволяет на 25-33% снизить расход
дефицитного битума при обеспечении высоких показателей физико-механических
свойств. [4]
Предлагается использовать нефтешлам нефтеперерабатывающих предприятий без
предварительной подготовки в качестве влагоизолирующего состава.
Такой шлам представляет собой готовую нефтеизвесткую эмульсосуспензию,
состоящую из органической части (нефтепродукты, присадки и ПАВ), минеральной
части (продукты реакций Ca(OH)2,
CaCO3, MgCO3, Al (OH)3, Fe(OH)3)
и воды при следующем соотношении компонентов, об.%: органическая часть:
минеральная часть: вода = 2,4: 1,6: 2. [5]
По нашему мнению, такой состав не безопасен для окружающей среды, так
как может содержать водорастворимые нефтепродукты, которые при контакте с водой
будут элюировать в гидросферу, загрязняя подземные горизонты.
Разработан способ обезвреживания
нефтеотходов, позволяющий получать продукты в форме блоков, плит, листов с
последующим их испльзованием как конструктивных элементов при строительстве и
гидроизоляции полигонов для утилизации нефтяных и бытовых отходов. [6] Способ
заключается во введении в отходы золы уноса 10%-ной водной эмульсии
гидрофобозирующей жидкости 136-41, цемента, нефтесодержащих отходов и воды. При
этом количество нефтеотходов в составе достигает 20,8-41,6 мас.%.
В таблице представлена массовое содержание нефтешлама в продукте, его
происхождение и технический результат применения.
|
Производство строительных материалов |
Получаемый материал |
Количество нефтешлама в продукте, мас.% |
Происхождение нефтешлама |
Технический результат применения |
|
Гидроизоляционный материал для мягкой кровли |
- |
Нефтешлам |
Снижение температуры и времени перемешивания смеси |
|
|
Кровельная и гидроизоляционная мастика |
30-50 |
Нефтешлам от регенерации отработанных масел |
Снижение расхода битума |
|
|
Влагоизолирующий состав |
100 |
Нефтешлам НПЗ |
Отсутствие предварительной подготовки отхода |
|
|
Легкий заполнитель |
20-50 |
Нефтешлам |
Уменьшение насыпной плотности |
|
|
Керамзит |
6-10 |
Нефтешлам |
Снижениие объемной массы и расхода топлива |
|
|
1-6 |
Нефтешлам НПЗ |
|||
|
Кирпич |
10-12 |
Нефтешлам |
Увеличение механической прочности, морозостойкости, пористости |
|
|
Резиновая смесь |
5-10 |
Нефтешлам НПЗ |
Увеличение пластичности, прочности, относительного удлинения |
|
|
Битум |
100 |
Кислый гудрон |
Расширение сырьевой базы |
Нефтешлам используют не только для изготовления гидроизоляционных
материалов, его вводят в состав сырьевой шихты для производства легкого
заполнителя с насыпной плотностью 366-390 кг/м3 и прочностью
1,24-1,3 МПа. Шихты содержит глину 50-80 % и нефтешлам 20-50 %; нефтешлам имеет
следующий состав, мас.%: минеральная часть – 55-65, оргаическая часть – 20-25,
вода – остальное [7].
Нефтешлам может быть использован для получения керамзита. [8, 9] Для снижения объемной плотности глин и их
вспучивания при производстве керамзита применяют различные органические
добавки. На ПО «Салаватнефтеоргсинтез» в качестве такой добавки апробирована
твердая фаза центрифугирования нефтешлама [10].
Литература: