Способ улучшения качественных показателей дорожного битума

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам. Способ улучшения качественных показателей дорожного битума заключается в определении слабых собственных электромагнитных колебаний процесса окисления, введении указанных колебаний в резонатор для концентрации и усиления электромагнитных колебаний, представляющий собой замкнутую торообразную камеру, образованную присоединенными по внутреннему периметру камеры последовательно друг к другу тонкостенными листами Мебиуса, выполненными из парамагнитного и/или диамагнитного материала и соотношения длин которых находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду, и прогоне указанных собственных слабых электромагнитных колебаний процесса по многомерной замкнутой поверхности торообразной камеры для их усиления с возвращением их в зону окисления гудрона для достижения резонансного эффекта с последующим многократным повторением съема и возврата указанных колебаний. Достигается повышение эксплуатационных характеристик битума. 4 табл.

 

Изобретение относится к дорожно-строительным материалам, в частности к способам получения дорожных битумов путем мягкого окисления гудрона с высокими качественными характеристиками, которые могут использоваться для покрытий проезжей части автомобильных дорог.

Известен способ получения окисленного битума путем окисления остаточных продуктов переработки нефти кислородов воздуха при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве сырья для получения битума используют смесь гудрона (фракция 500-к.к°С), асфальта, получаемого после деасфальтизации пропаном остатка (580-к.к.°С) от глубокой вакуумной перегонки мазута, и дополнительно отбираемой дистиллятной фракции (480-610°С) - слопа в пропорции, мас.%: 0°C40/40°С60/20°С50 соответственно. (RU, заявка №97113261, С 10 С 3/04, опубл. 27.02.1999 г.).

Недостатком известного способа являются невысокие качественные показатели, в частности температура хрупкости.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по снижению температуры окисления (“мягкое”) гудрона с обеспечением высоких качественных характеристик. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик битума дорожного, используемого для покрытий проезжей части автомобильных дорог, в частности, за счет снижения температуры хрупкости.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе улучшения качественных показателей дорожного битума, заключающемся в окислении гудрона, определяют электромагнитные колебания процесса окисления гудрона, вводят указанные колебания в резонатор для концентрации и усиления собственных слабых электромагнитных колебаний процесса, представляющий собой замкнутую торообразную камеру, образованную присоединительными по внутреннему периметру камеры последовательно друг к другу тонкостенными листами Мебиуса, выполненными из парамагнитного и/или диамагнитного материала и соотношения длин которых находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду, и, прогоняя указанные собственные слабые электромагнитные колебания процесса по многомерной замкнутой поверхности торообразной камеры для их усиления, возвращают их в зону окисления гудрона для достижения резонансного эффекта с последующим многократным повторением съема и возврата указанных колебаний.

Указанные признаки взаимосвязаны между собой и являются существенными для получения требуемого технического результата.

Согласно настоящему изобретению способ улучшения качественных показателей дорожного битума заключается в окислении гудрона. При этом определяют электромагнитные колебания процесса окисления гудрона, вводят указанные колебания в резонатор для концентрации и усиления собственных слабых электромагнитных колебаний процесса, представляющий собой замкнутую торообразную камеру, образованную присоединительными по внутреннему периметру камеры последовательно друг к другу тонкостенными листами Мебиуса, выполненными из парамагнитного и/или диамагнитного материала и соотношения длин которых находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду, и, прогоняя указанные собственные слабые электромагнитные колебания процесса по многомерной замкнутой поверхности торообразной камеры для их усиления, возвращают их в зону окисления гудрона для достижения резонансного эффекта с последующим многократным повторением съема и возврата указанных колебаний.

Особенностью резонатора является его способность усиливать введенные в полость камеры тора электромагнитные колебания, прогоняя их по многомерной замкнутой поверхности тора, образованной листами Мебиуса. Такое становится возможным, так как с топологической точки зрения лист Мебиуса представляет собой неориентируемую поверхность с нулевой эйлеровой характеристикой, ограниченной одной замкнутой линией.

Проявление настоящих свойств у такого устройства в настоящее время не может быть теоретически объяснено, хотя данные свойства однозначно зафиксированы проведенными экспериментами и опытной эксплуатацией. Таким образом, резонатор представляет собой устройство, протекающие процессы в котором не могут быть научно-теоретически подтверждены, но налицо имеется конкретный результат.

В резонаторе соотношения длин листов Мебиуса находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду. Приведение длин листов Мебиуса, образующих торообразную камеру, к определенной закономерности, например, определяющей отношение частей целого между собой и с целым, позволяет настроить камеру на гармонизацию выдаваемого усиленного излучения с колебательными процессами в природе. При проведении экспериментов было установлено, что, изменяя длину листов Мебиуса так, что соотношения их длин находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду, существенно поднимется эффективность воздействия передаваемого во внешнее пространство излучения на конкретный объект.

Например, при воздействии на нефть при первичной переработке нефти вследствие усиления и передаче в пространство этим устройством собственных электромагнитных колебаний молекул углеводородов, образующих нефть при ее нагреве, происходит разрыв межмолекулярных связей между легкими и тяжелыми углеводородами. В результате этого увеличивается концентрация свободных легких углеводородов в нефти. Это приводит к увеличению выхода светлых фракций (бензин, керосин и т.д.) от 5% от загружаемой нефти.

Полученные в результате экспериментов показатели указывают на то, что гармонизация длин листов Мебиуса и приведение соотношения их длин к естественным пропорциям, таким как пропорции музыкального ряда, приводит к гармонизации выдаваемого во внешнее пространство электромагнитного излучения. Гармонизация отражает процесс приведения решения к золотому сечению, то есть к закономерно уравновешенной форме. Вопросы пропорций музыкального ряда как один из возможных путей приведений решения к золотому сечению хорошо рассмотрены в книге М.А.Марутаева “Гармония как закономерность природы”, М.: Наука, 1980, стр. 162-165, 194-200.

Так, например, эксперименты над битумом показали, что существенно ускоряется процесс окисления гудрона, улучшается адгезия к кислым породам, усиливаются физико-механические свойства битумов: уменьшается температура окисления гудрона на 30-40°С.

Опытно-промышленные испытания проводились на ОАО “НК НПЗ” и состояли из двух этапов:

- контрольный в период с 01.09.2003 г. до 06.10.2003 г.;

- экспериментальный с 07.10.2003 до 26.10.2003 г.

Для анализа и сравнения результатов работы колонны К-3 двух этапов использовались следующие показатели:

1. Температура размягчения (КиШ) сырья;

2. Расход сырья в куб колонны К-3;

3. Расход сырья на компаундирование в К-3;

4. Общий расход сырья в колонну К-3;

5. Температура окисления гудрона в колонне;

6. Температура выхода гудрона из П-1 в К-3;

7. Аналитический контроль битума из К-3:

- температура размягчения по кольцу и шару, °С;

- глубина проникания иглы при 0 и 25°С;

8. Расход воздуха, м³/час;

9. Расход воздуха м³/час на м³ сырья;

10. Качественные характеристики битума;

11. Наличие нефтепродуктов в стоках окисления газов.

1. Контрольный этап с 01.09.2003 г. по 06.10.2003 г.

Данные работы колонны К-3 были взяты из ежесуточных режимных листов и паспортов качества на произведенную продукцию. В указанный период гудрон поставлялся с АВТ-8,9, КиШ которого колебался в пределах от 29 до 37. Производились дорожные битумы марок БНД-60/90 и БНД-90/130.

2. Экспериментальный этап с 07.10.2003 г. по 26.10.2003 г.

Гудрон с КиШ в пределах от 29 до 33 поставлялся с АВТ-8,9. Качество производимого битума марок БНД-60/90 и БНД-90/130 соответствовало ГОСТ 22245-90, а часть образцов соответствовала нормам по качеству марки БДД-60/90. При этом хрупкость битума значительно понизилась и находилась в пределах от -26°С до -33°С.

Данные ЦЗЛ завода по качеству битума указаны в таблице 1 (сравнение с марками БДД 60/90 и БНД 60/90) и таблице 2 (сравнение с марками БДД 90/130 и БНД 90/130).

Для анализа результатов контрольного и экспериментального этапов использовались суточные усредненные данные из режимных листов:

по загрузке гудрона в колонне К-3, расходу воздуха, температуре низа в К-3, температуре выхода гудрона из П-1, усредненной КиШ поступающего гудрона, усредненной КиШ и пенетрации битума из К-3, полученных по ходовым анализам.

Результаты такого сопоставления представлены в таблице 3, которые показывают следующее:

- снижение температуры входа гудрона с П-1 на колонну К-3 на 20-30°С.

- снижение температуры окисления гудрона в колонне К-3 на 17-29°С;

- увеличение производительности колонны К-3 на гудроне с пониженной вязкостью на 5-7 м³/час за счет активизации процесса окисления гудрона.

Использование настоящего способа позволило производить “мягкое” окисление гудрона для получения дорожных битумов марок БНД-60/90 и БНД-90/130. Были продемонстрированы следующие возможности способа:

1. Снижение температуры входа гудрона из П-1 в колонну К-3 на 20-30°С.

2. Снижение температуры окисления гудрона в колонне К-3 на 30°С.

3. Увеличение производительности установки на гудроне с пониженной вязкостью на 5-7 м³/час.

4. Улучшение качества битума по сравнению с контрольным периодом и получение марки БДД-60/90, при этом следует отметить значительное понижение температуры хрупкости до -30°С.

5. Зафиксировано уменьшение содержания нефтепродуктов в пром. стоках.

6. Стабилизируется температурный режим колонны К-3.

7. Улучшение экологической ситуации и охраны окружающей среды за счет уменьшения выбросов в атмосферу и в пром.стоки.

“Мягкое” окисление гудрона по способу позволяет:

- снизить энергоемкость процесса окисления за счет снижения температурных режимов П-1 и колонны К-3;

- отключать в летние месяцы П-1 и снижать температуру битума при наливе в автомобильные и железнодорожные емкости;

- стабилизировать качество битума и улучшить марку до БДД-60/90;

улучшить экологическую ситуацию на установке.

Полученные в ОАО “НК НПЗ” данные подтверждены заключением СвНИИНП г. Новокуйбышевска от 28.10.2003 №04-6/171 на основании испытаний контрольных образцов, полученных в результате отбора из К-3 15.10.2003, 16.10.2003, 17.10.2003, 19.10.2003 и 20.10.2003 (таблица 4).

Таблица 4
№	Наименование образца	Температура хрупкости,°С ГОСТ 11507	Растяжимость при 0°С ГОСТ 11505
1	К-3, отбор 15.10.2003 г.	28	4,3
2	К-3, отбор 16.10.2003 г.	29	6,9
3	К-3, отбор 17.10.2003 г.	28	4,1
4	К-3, отбор 19.10.2003 г.	28	4,7
5	К-3, отбор 20.10.2003 г.	28	4,8

Таким образом, видно, что при использовании способа “мягкого” окисления согласно настоящему изобретению битум существенно повышает свои качественные показатели, особенно, происходит значительное снижение температуры хрупкости, снижение температуры окисления и температуры из печи, что приводит к значительному снижению энергоемкости процесса и снижению выбросов “черного” соляра в атмосферу и пром. стоки.

Способ улучшения качественных показателей дорожного битума, заключающийся в окислении гудрона, отличающийся тем, что определяют электромагнитные колебания процесса окисления гудрона, вводят указанные колебания в резонатор для концентрации и усиления собственных слабых электромагнитных колебаний процесса, представляющий собой замкнутую торообразную камеру, образованную присоединенными по внутреннему периметру камеры последовательно друг к другу тонкостенными листами Мебиуса, выполненными из парамагнитного и/или диамагнитного материала, соотношения длин которых находятся в пропорциях, соответствующих музыкальному ряду, и, прогоняя указанные собственные слабые электромагнитные колебания процесса по многомерной замкнутой поверхности торообразной камеры для их усиления, возвращает их в зону окисления гудрона для достижения резонансного эффекта с последующим многократным повторением съема и возврата указанных колебаний.