УКАЗАНИЯ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ СМОЛ И КАМЕННОУГОЛЬНЫХ
МАЗУТОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВЯЗКИХ ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ

     
     ОДОБРЕНЫ Главдортехом Минавтодора РСФСР (письмо от 05.05.88 N ГПТУ-1-2/175)
     
     

ПРЕДИСЛОВИЕ

     
     
     Дальнейшее развитие дорожного строительства зависит от успешного решения вопроса обеспечения дорожно-строительных организаций качественными органическими вяжущими. Битумы, в значительных объемах готовящиеся в дорожных хозяйствах на локальных оксилительных установках, как правило, имеют невысокие структурно-реологические характеристики и низкую адгезионную способность к каменным материалам. Кроме того, недостатками этого способа переработки нефтяного сырья в битумы являются малая производительность установок и значительная энергоемкость процесса. Повышение производительности установок за счет высоких температур окисления влечет за собой ухудшение ряда свойств образующегося продукта.
     
     Использование дегтей, как добавок к битумам, позволяет несколько повысить адгезионные свойства последних, но одновременно снижает устойчивость к старению получаемых вяжущих. Негативными факторами традиционной технологии приготовления дегтебитумных композиций являются также:
     
     необходимость предварительного окисления битума;
     
     затраты электроэнергии на обезвоживание дегтя;
     
     плохое совмещение дегтей с битумами.
     
     Улучшение качества окисленных битумов, при одновременном повышении производительности оксилительных установок, может быть достигнуто за счет порционного введения в окисляемое сырье каменноугольных смол различных производств или каменноугольного мазута.
     
     Интенсификация процесса окисления, за счет вводимых добавок, влечет за собой увеличенное потребление нефтяного сырья. В связи с этим имеющиеся в комплекте установки котлы, как правило, не обеспечивают достаточного количества сырья нагретого до температуры 200 °С, при которой окисление наиболее эффективно. Поэтому "Указания..." содержат сведения о технологических режимах введения добавок при предварительном нагреве сырья как до 195-200 °С, так и до 170-175 °С.
     
     Опытно-производственные работы, проведенные на установках компрессорного и бескомпрессорного типов, показали значительные технико-экономические преимущества технологии окисления битума с добавками каменноугольных смол (мазута).
     
     ВО ИЗБЕЖАНИЕ ОСАДКА НА ДНЕ РЕАКТОРА И УХУДШЕНИЯ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТРУДА НА БИТУМНЫХ БАЗАХ, ЗАПРЕЩАЕТСЯ ВВЕДЕНИЕ ВСЕХ ВИДОВ ДОБАВОК В НЕФТЯНОЕ СЫРЬЕ ДО ОКСИЛЕНИЯ, Т.Е. ОКИСЛЕНИЕ КОМПАУНДОВ. ЗАПРЕЩАЕТСЯ ТАКЖЕ ДОБАВКА КАМЕННОУГОЛЬНОГО МАЗУТА И ПЕКОВОЙ СМОЛЫ К ГОТОВЫМ БИТУМАМ.
     

     Настоящие указания разработаны на основе лабораторных исследований и производственных работ, проведенных Отраслевой научно-исследовательской дорожной лабораторией Воронежского ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительного института и заменяют собой ранее изданные "Рекомендации по применению сырых каменноугольных смол высокотемпературного коксования в качестве активаторов процесса окисления нефтяного сырья, а также добавок, повышающих качество вяжущего".
     
     "Указания..." составлены канд. техн. наук, ст. научн. сотр. Е.Я.Фарберовым и канд. техн. наук, доцентом В.П.Лаврухиным.
     
     

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

     
     
     1.1. Настоящие "Указания..." содержат сведения по активации процесса окисления нефтяного сырья (гудрона), позволяющие получать вяжущие, отвечающие требованиям ГОСТ 22245-76, на битумы марок БНД.
     
     1.2. В "Указаниях..." приведены требования к каменноугольным смолам и каменноугольному мазуту, технология приготовления битума с добавками, перечень источников их получения и пример расчета экономической эффективности.
     
     1.3. Добавки каменноугольного происхождения, ускоряющие процесс окисления и улучшающие качество образующихся битумов, являются побочными продуктами и отходами различных производств:
     
     а) смола высокотемпературного коксования - побочный продукт производства доменного кокса;
     
     б) смола полукоксования - побочный продукт производства полукокса;
     
     в) пековая смола - отходы процесса обжига электродов для металлургической промышленности;
     
     г) каменноугольный топочный мазут - продукт получаемый смешением смолы полукоксования и 10-15% по массе других побочных продуктов, образующихся при переработке каменного угля;
     
     д) смола газификации - побочный продукт переработки угля в газ.
     
     1.4. Ускорение процесса окисления и повышение качества образующихся битумов достигается тем, что в перерабатываемое нефтяное сырье (гудрон) вводят упомянутые добавки порциями в процессе окисления через определенные интервалы времени.
     
     1.5. Количество каменноугольной смолы (каменноугольного мазута) и интервалы времени ее введения находятся в зависимости от приготавливаемой марки битума и вида используемой добавки. Кроме того, режим введения добавки зависит от температуры предварительного нагрева сырья (гудрона) в котлах.
     
     1.6. Битумы, получаемые окислением нефтяного сырья (гудрона) с каменноугольными добавками, отличаются высокими адгезионными свойствами к каменным материалам, улучшенными структурно-реологическими характеристиками и высокой устойчивостью к старению, которые в комплексе предопределяют удлинение срока службы асфальтобетонного покрытия.
     
     1.7. Битумы, получаемые окислением нефтяного сырья (гудрона) с добавками каменноугольного происхождения, могут быть использованы для приготовления горячих асфальтобетонных смесей любых марок.
     

     1.8. Применение сырых каменноугольных смол (каменноугольного мазута) при приготовлении вязких дорожных битумов позволяет на 10-15% расширить их сырьевой ресурс.
     
     1.9. Санитарно-гигиенические условия работы с вяжущими, получаемыми по разработанной технологии, в сравнении с дегтебитумными композициями значительно улучшаются, но остаются несколько худшими, чем при работе с битумами.
     
     1.10. Технология окисления нефтяного сырья с добавками каменноугольных смол несложна и требует незначительного дооборудования производственных баз.
     
     

2. МАТЕРИАЛЫ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРИЕМКА
И ХРАНЕНИЕ ДОБАВОК

     
     
     2.1. Исходными материалами для приготовления битумов являются:
     
     а) нефтяное сырье для производства вязких битумов по ТУ 38-101582-75;
     
     б) сырая каменноугольная смола высокотемпературного коксования по ОСТ 1462-80 или ТУ 14-6-171-80 марки Б сорт 1; 2 (Приложение 1);
     
     в) смола полукоксования (Приложение 2);
     
     г) пековая смола (Приложение 3);
     
     д) мазут каменноугольный топочный по ТУ 38-101160-76 (Приложение 4);
     
     е) смола газификации (Приложение 5).
     
     2.2. Приемку добавки производят партиями. За партию принимают смолу однородную по составу и качеству в количестве до 60 т, полученную в один адрес и сопровождаемую документом, удостоверяющим качество и именуемым "Паспорт" или "Сертификат".
     
     Перечень источников получения добавок приведен в приложении 6.
     
     2.3. Смолу (мазут) из цистерн сливают самотеком по лоткам, установленным под сливное отверстие цистерны с углом наклона в сторону слива не менее 2°. При температуре окружающего воздуха выше +10 °С смола сливается без подогрева, при температуре ниже +10 °С ее следует разогревать до 30-50 °С. Разогрев может производиться при помощи паровых змеевиков, опускаемых в цистерну через горловину. Допускается применять другие нагревательные элементы со строгим соблюдением мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.
     
     2.4. При сливе из железнодорожных цистерн следует иметь ввиду, что при большом содержании воды в смоле в процессе транспортировки происходит ее расслоение. Вода в этом случае вследствие различия плотностей находится выше смолы, и ее следует откачивать через горловину, либо отвести по лотку после слива смолы отдельно.
     
     2.5. Каменноугольную смолу (каменноугольный мазут) следует хранить в закрытых хранилищах постоянного типа, которые исключают их загрязнение и обводнение. Категорически запрещается смешение добавок различных видов и их совместное хранение. При использовании на одном предприятии разных видов смол их следует хранить в отдельных хранилищах.
     
     Хранилища оборудуются системами предварительного подогрева. При использовании электронагревателей, последние должны быть закрытого типа.
     
     

3. ОТБОР ПРОБ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ СМОЛ (МАЗУТА)

     
     
     3.1. Отбор проб производят в порядке, указанном в ГОСТ 5445-79. Для контрольной проверки качества добавки от каждой партии отбирают пробу массой не менее 1,5 кг.
     
     3.2. Определение плотности в пересчете на безводную смолу производят по ОСТ 1462-80 (Приложение 7).
     
     3.3. Определение содержания воды производят в соответствии с ГОСТ 2477-65. В качестве растворителя применяют ксилол (по ГОСТ 9949-76) или толуол (по ГОСТ 9880-76).
     
     3.4. Содержание веществ, нерастворимых в толуоле, в пересчете на безводную смолу определяют по ОСТ 1462-80 (приложение 7).
     
     3.5. Определение зольности в пересчете на безводную смолу производят по ОСТ 1462-80 (приложение 7).
     
     3.6. Условную вязкость при 80 °С определяют по ГОСТ 11503-74.
     
     

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БИТУМОВ ОКИСЛЕНИЕМ
НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ С ДОБАВКАМИ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ СМОЛ

     
     
     4.1. Основные положения.
     
     Для приготовления битумов окислением нефтяного сырья (гудрона) с добавками каменноугольного происхождения битумную базу дооборудуют: хранилищем для смолы, котлом для ее нагрева, дозатором для подачи добавки в реактор, насосами и трубопроводами, необходимыми для транспортирования смолы по линии хранилище - котел - дозатор - реактор.
     
     Дозатор представляет собой металлическую емкость, оборудованную поплавком с мерной линейкой и оттарированную с точностью ±5кг.
     
     Для распределения смолы по поверхности окисляемого нефтяного сырья в верхней части реактора (газовой камере) монтируется распределитель, представляющий собой металлическую трубу Д=76 мм с рядом отверстий Д=15-20 мм с шагом 100 мм, установленную с уклоном 2-3°.
     
     Расположение распределительной трубы по высоте должно исключать попадание в нее окисляемого нефтяного сырья.
     
     При работе на бескомпрессорной установке смолу из дозатора следует вводить самотеком посредством открытия крана расположенного между дозатором и распределительной трубой.
     
     При работе на компрессорной установке подача смолы в реактор осуществляется с помощью устанавливаемого дополнительного насоса.
     
     Рекомендуемые схемы расположения дозатора для бескомпрессорной и компрессорной установок приведены на рис.1.
     
     

1 - дозатор; 2 - кран; 3 - насос; 4 - распределитель

Рис.1

     
     
     Общее количество вводимой добавки не зависит от температуры предварительного нагрева сырья в котлах перед подачей в реактор.
     
     В тоже время, как размеры порций, так и их количество находятся в зависимости от температуры сырья.
     
     4.2. Добавки считаются пригодными к использованию при содержании массовой доли влаги 3-5% и температуре 40-60 °С. При содержании массовой доли влаги 5-10% следует вводить соответствующую поправку при дозировании. При содержании влаги более 10% следует произвести частичное обезвоживание смолы, т.к. в противном случае возможно снижение температуры в реакторе и вследствие этого уменьшение производительности.
     
     4.3. Технологический процесс приготовления битума включает:
     
     а) обезвоживание и нагрев нефтяного сырья до 195-200 °С, либо до 170-175 °С;
     
     б) подачу сырья в реактор. Объем закачиваемого в реактор сырья уменьшают на величину, равную массе добавки;
     
     в) включение диспергаторов или компрессоров для подачи воздуха;
     
     г) частичное предварительное окисление нефтяного сырья;
     
     д) периодическое введение необходимого количества добавки порциями. Каменноугольная смола (каменноугольный мазут) подается только на поверхность окисляемого сырья. Скорость подачи регулируют положением крана дозатора из расчета, чтобы все количество одной порции было подано за 510 мин;
     
     е) контроль окисления.
     
     4.4. Количество добавки зависит от марки приготавливаемого битума и вида используемой смолы (мазута). Эти данные приведены в табл.1. Здесь же указано количество порций смол в зависимости от их вида и температуры нагрева сырья в котлах перед подачей в реактор.
     
          

Таблица 1

     
Количество каменноугольных добавок, необходимых для получения битумов

     
     
     4.5. Размеры порций зависят от вида применяемой добавки, температуры предварительного нагрева сырья в котлах и приведены в табл.2. Следует помнить, что введение порций объемом, выходящим из указанных пределов, приводит к уменьшению эффекта интенсификации и снижению качества приготавливаемого битума.
     
     

Таблица 2

     
Размеры порций добавки

     
     
     4.6. Режим введения добавки по времени зависит от ее вида, от марки приготавливаемого битума и интенсивности окисления исходного нефтяного сырья. Режим является индивидуальным для каждой установки и определяется расчетом исходя из времени окисления сырья без добавки в объеме, рекомендуемом для данной установки, до глубины П=150·0,1 мм. Упомянутое время является "эталонным", характеризующим окисляемость конкретного сырья в конкретных условиях. Методика определения режима введения добавки по времени аналогична как при температуре предварительного нагрева сырья 195-200 °С, так и при 170-175 °С.
     
     Для определения режима введения смол (мазута) необходимо:
     
     а) провести два-три цикла окисления сырья без добавки, поддерживая температуру в реакторе 200-203 °С и контролируя процесс по глубине проникания иглы в периодически отбираемых пробах. Два-три цикла проводят с целью получения адекватности результатов. В случае различия скоростей при проведении разных циклов следует установить причину и устранить ее. Наиболее часто встречающимися причинами неидентичной скорости окисления одного и того же сырья на данной установке являются: несоответствие объемов окисляемого в различных циклах сырья, различное количество продуваемого воздуха, различные температуры закачиваемого в установку продукта;
     
     б) построить графические зависимости глубины проникания иглы от времени окисления. По построенным зависимостям установить время окисления до глубины проникания иглы П=150·0,1 мм. Упомянутые зависимости следует построить отдельно для сырья нагретого перед окислением до 195-200 °С и до 170-175 °С;
     
     в) определить время окисления, при котором вводится первая и последняя порции добавки.
     
     Время введения первой порции не зависит от марки приготавливаемого битума, но зависит от вида применяемой добавки.
     
     При использовании смол всех видов первая порция вводится после предварительного окисления нефтяного сырья в течение промежутка времени равного 12% от "эталонного" (т.е. от времени необходимого для окисления сырья, без добавки до П =150·0,1 мм). При применении каменноугольного мазута время предварительного окисления сырья равно 15% от "эталонного".
     
     Время окисления, при котором вводится последняя порция каменноугольной смолы, колеблется в зависимости от марки приготавливаемого битума и составляет в процентах от "эталонного", при применении смол всех видов:
     
     БНД 130/200 - 40-45
     
     БНД 90/130  - 46-49
     
     БНД 60/90    - 49-51
     
     БНД 40/60    - 52-54
     
а при применении каменноугольного топочного мазута:
     
     БНД 130/200 - 28-42
     
     БНД 90/130   - 42-50
     
     БНД 60/90     - 50-56
     
     БНД 40/60     - 56-60
     
     г) определить количество порций. Для этого все количество добавки делят на три или четыре порции, исходя из указанных в табл.1 и табл.2 пределов;
     
     д) определить время введения промежуточных порций. Для этого интервал времени между первой и последней порцией в минутах делится на две или три части при трех или четырех порциях соответственно.
     
     4.7. Окисление тяжелых нефтяных остатков (гудрона) с добавками каменноугольного происхождения характеризуется резко различными скоростями на разных этапах процесса. Скорость окисления контролируется глубиной проникания иглы. В начальный период скорость изменения П от времени окисления превышает аналогичный показатель при окислении сырья без добавки, а затем, после некоторого периода окисления, скорость изменения П замедляется и становится в два-три раза ниже, чем при окислении сырья без добавки, что свидетельствует об образовании битумов достаточно высокой термоокислительной устойчивости.
     
     4.8. Указанные выше количества добавки и режимы ее введения обеспечивают интенсификацию процесса окисления до образования битума заданной вязкости и последующие торможение процесса.
     
     Расчет времени введения последней порции производят исходя из средних значений пределов указанных в п.4.6 "в" и уточняют в дальнейшем согласно п.4.9 "г" при отработке технологии.
     
     4.9. После определения режимов введения каменноугольной добавки следует убедиться в том, что торможение процесса осуществляется при нужной глубине проникания иглы и при необходимости внести корректировку. Для этого следует:
     
     а) провести окисление нефтяного сырья с добавками каменноугольной смолы, вводимой по режиму, установленному согласно п.п.4.1-4.5, 4.3-4.6. Ход окисления контролируется глубиной проникания иглы при 25 °С (П);
     
     б) по результатам построить графическую зависимость глубины проникания иглы от времени окисления;
     
     в) убедиться, что торможение процесса окисления, после предварительной интенсификации, происходит при необходимой глубине окисления. Периоду торможения процесса соответствует характерный изгиб кривой зависимости П от времени окисления. Примеры кривых П от времени окисления нефтяного сырья с добавкой каменноугольной смолы и без приведены на рис.2.
     
     

1 - сырье без добавки; 2 - сырье с добавкой

Рис.2

     
     
     В данном случае приведен пример получения битумов с заданным комплексом свойств образующихся при глубине окисления, соответствующей БНД 90/130.
     
     Из рис.2 видно, что после достижения глубины проникания иглы П=90·0,1 мм, скорость окисления сырья с добавкой (кривая 2) в три раза ниже аналогичного показателя у сырья, окисляемого без добавки (кривая 1);
     
     г) если положение характерного изгиба кривой П от времени окисления не соответствует нужной глубине окисления и располагается на графике выше или ниже, то следует соответственно увеличить или уменьшить время введения последней порции в соответствии с пределами указанными в п.4.6 "в". Время введения промежуточных порций пересчитывается согласно п.4.6 "д".
     
     4.10. Режим окисления следует считать правильно выбранным, если скорость окисления после получения заданной вязкости (заданной марки) битума в два-три раза ниже аналогичного показателя у сырья, окисляемого без добавки.
     
     Под понятием "скорость окисления" следует считать интенсивность нарастания глубины проникания иглы от времени окисления.
     
     4.11. Режим введения добавок следует отработать отдельно для вариантов окисления при предварительном подогреве сырья в котлах до 195-200 °С и 170-175 °С.
     
     4.12. После отработки технологии следует определить время окисления до достижения средних цифровых показателей П для данной марки битума, т.е. время окончания цикла. В дальнейшем, при постоянной работе, за 10-15 мин до выключения диспергаторов или компрессора, подачей воды следует понизить температуру в реакторе до 195 °С и поддерживать ее до конца окисления. Особенно тщательно упомянутое снижение следует выполнять при работе с каменноугольным мазутом.
     
     4.13. Окисление с добавками при температуре сырья перед подачей в реактор 170-175 °С следует производить только при заполнении "горячего" реактора, т.е. при работе установки без перерыва. Пример расчета режимов введения добавок приведен в табл.3.
     

Таблица 3

     
Пример расчета режимов введения добавок

     
     Примечание: размеры порций и общее количество добавки определяется по табл.1 и табл.2.
     
     
     4.14. Битумы, приготовленные по вышеописанной технологии, должны отвечать требованиям ГОСТ 22245-76.
     
     

5. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

     
     
     5.1. Каменноугольные смолы и мазут принимают по паспортным данным завода-поставщика. В порядке текущего контроля определяют условную вязкость каждой партии по ГОСТ 11503-74.
     
     5.2. Содержание влаги в добавке является особенно важным показателем, т.к. дозирование производят с учетом процента обводнения. Определение количества воды проводят по мере подкачки добавки в котел, в котором осуществляют ее нагрев перед подачей в дозатор.
     
     5.3. Технологический режим введения каменноугольных добавок индивидуален для каждой окислительной установки применительно к используемому нефтяному сырью.
     
     Режим введения добавки определяется строго в соответствии с п.п.4.4-4.10. При изменении завода-поставщика нефтяного сырья следует провести два-три цикла окисления без добавки и затем внести, при необходимости, соответствующую поправку в режим ее введения.
     
     5.4. Окисление нефтяного сырья с добавками каменноугольного происхождения ведут при температуре 200-205 °С. Допускается понижение температуры в реакторе в период включения диспергаторов или компрессоров, но не ниже 195 °С. Не рекомендуется поднимать температуру окисления более 205 °С вследствие усиления отгона нафталина и образования некоторого количества снегоподобных отложений на внутренней поверхности газоходов. При достижении этой температуры ее следует гасить подачей воды. В случае нагрева сырья перед заполнением реактора до 170-175 °С подачу воды для охлаждения начинают только после подъема температуры до 203-204 °С.
     
     5.6. Добавка вводится в обводненном состоянии и подогретой только до 40-60 °С. Поэтому во избежание снижения температуры в реакторе ниже 200 °С следует, перед введением порции, поднять температуру до 205-206 °С с таким расчетом, чтобы после подачи добавки температура была 200-202 °С.
     
     

6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

     
     
     6.1. Каменноугольные добавки являются горючими и токсичными материалами. Поэтому при производстве работ с их использованием следует, помимо общих требований по технике безопасности, изложенных в СНиП III-4-80 (Техника безопасности в строительстве), соблюдать требования, предусмотренные правилами техники безопасности в коксохимической промышленности, утвержденные Министерством черной металлургии СССР и Госгортехнадзором 1 февраля 1968 года, а также "Правилами техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог" Минавтодора РСФСР и Минстроя СССР (М, Транспорт, 1978 г.).
     
     6.2. Все лица, направляемые на работу с каменноугольными материалами, должны пройти медицинское освидетельствование. К работе не допускаются лица, страдающие кожными болезнями, заболеваниями глаз, носоглотки, а также лица, имеющие ранение на руках и лице.
     
     6.3. Рабочие должны быть снабжены средствами индивидуальной защиты в соответствии с требованиями типовых отраслевых норм бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений.
     
     6.4. Спуск рабочих в битумные котлы, используемые для каменноугольных добавок, с целью ремонта или очистки, разрешается только в противогазах после полного охлаждения котла при обеспечении страховки. В составе бригады должно быть не менее 3-х человек, из которых двое обязаны быть наверху. Аналогичного правила следует придерживаться и при очистке или ремонте реакторов.
     
     6.5. Все лабораторные работы с каменноугольными материалами следует выполнять в вытяжных шкафах.     
     
     

Приложение 1

(Извлечение из ТУ 14-6-171-80 УХИНа,
ОСТ 1462-80)

     
Технические требования на смолу каменноугольную

     
     1.
     

     
     2.
     

       
Приложение 2

     
Свойства смол полукоксования

     
Приложение 3

     
Свойства пековых смол

     
Приложение 4

     
Свойства каменноугольного мазута

     
Приложение 5

     
Свойства смолы газификации

     
Приложение 6

     
Источники получения добавок

     
Приложение 7

     
(Извлечение из ОСТ 1462-80)

     
I. Определение плотности в пересчете на безводную смолу

     
     
     1. Применяемая аппаратура:
     
     денсиметры общего назначения со шкалой пределами измерений 1,0-1,24;
     
     стакан фарфоровый по ГОСТ 9147-80 вместимостью 600 мл;
     
     термометр лабораторный с пределом измерения до 100 °С и ценой деления шкалы 1 °С;
     
     цилиндр измерительный по ГОСТ 1770-74 вместимостью 250 мл.
     
     2. Проведение испытания
     
     Смолу предварительно подогревают до 50 °С, а затем плотность измеряют при помощи денсиметра.
     
     Плотность () в г/см вычисляют по формуле:
     

, где

     
      - плотность смолы, определенная при температуре испытания, г/см;
     
      - температура смолы в момент определения плотности в  °С;
     
     0,007- средняя температурная поправка плотности на 1 °С.
     
     Плотность в пересчете на безводную смолу () в г/см вычисляют по формуле:
     

, где

     
      - содержание воды в смоле, %.
     
     

II. Определение содержания веществ, не растворимых
в толуоле, в пересчете на безводную смолу

     
     
     1. Применяемые аппаратура и реактивы:
     
     баня песчаная с электрическим обогревом;
     
     воронка стеклянная по ГОСТ 8613-75;
     
     колба коническая по ГОСТ 10394-72 вместимостью 500 мл;
     
     палочка стеклянная;
     
     промывка с резиновой грушей;
     
     стаканчик для взвешивания по ГОСТ 7148-70 типа СВ5 или СВП5;
     
     фильтр беззольный диаметром 11 см;
     
     холодильник стеклянный лабораторный по ГОСТ 9499-70;
     
     шкаф сушильный лабораторный с терморегулятором, обеспечивающий температуру нагрева 120 °С;
     
     цилиндр измерительный по ГОСТ 1770-74;
     
     шпатель;
     
     эксикатор по ГОСТ 6371-73 с гранулированным хлористым кальцием или концентрированной серной кислотой;
     
     толуол каменноугольный по ГОСТ 9880-76 марки "чистый".
     
     2. Проведение испытания
     
     Около 5 г каменноугольной смолы взвешивают с точностью до 0,01 г, помещают в колбу, добавляют 200 мл толуола и осторожно несколько раз перемешивают круговыми движениями. Колбу соединяют с обратным холодильником, после чего нагревают на песчаной бане до слабого кипения и кипятят в течение 1 ч. Содержимое колбы в горячем состоянии быстро фильтруют через двойной беззольный фильтр, предварительно промытый толуолом, высушенный в сушильном шкафу в открытом стаканчике при 120 °С и взвешенный с точностью до 0,0002 г. Остаток на фильтре промывают подогретым толуолом до тех пор, пока фильтрат не станет слабоокрашенным, затем сушат при 120 °С до постоянного веса.
     
     Остаток в фильтре сохраняют и используют для определения содержания зольности.
     
     Содержание веществ, не растворимых в толуоле (), в процентах вычисляют по формуле:
     

, где

     
      - навеска смолы, в г;
     
      - вес стаканчика с фильтром в г;
     
      - вес стаканчика с фильтром и остатком в г;
     
      - зольность в %.
     
     Содержание веществ, не растворимых в толуоле, в пересчете на безводную смолу (), в процентах вычисляют по формуле:
     

, где

     
      - содержание воды в смоле в %.
     
     

III. Определение зольности в пересчете на безводную смолу

     
     
     1. Применяемая аппаратура:
     
     печь муфельная с терморегулятором, обеспечивающая температуру нагрева 800±10 °С;
     
     термопара по ГОСТ 6616-74 типа ТХА или ТПП с милливольтметром по ГОСТ 9736-80;
     
     тигель фарфоровый низкий N 5 по ГОСТ 9147-80;
     
     щипцы тигельные.
     
     2. Проведение испытания
     
     Остаток в фильтре, полученный по прил.4, помещают в фарфоровый тигель, предварительно прокаленный до постоянного веса и взвешенный с точностью до 0,0002 г. Затем тигель устанавливают в муфельную печь, содержимое осторожно сжигают при постепенном продвижении тигля в зону наивысшего накала печи и прокаливают до постоянного веса.
     
     Зольность () в процентах вычисляют по формуле:
     

, где

     
      - навеска смолы в г, определенная по прил. 4;
     
      - вес остатка после прокаливания в г.
     
     Зольность в пересчете на безводную смолу () в процентах вычисляют по формуле:
     

, где

     
      - содержание воды в смоле в %.
     
     
     

Приложение 8

     
Пример расчета
экономической эффективности от внедрения в производство технологии
приготовления битумов окислением тяжелых нефтяных остатков (гудронов)
с добавками каменноугольного происхождения

     
     
     В основу расчета экономической эффективности положено сопоставление затрат на получение дегтебитумных композиций по традиционной технологии (смешение) и по новой.
     
     Экономическая эффективность рассчитана в соответствии с "Методикой определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений", утвержденной постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по науке и технике, Госпланом СССР, Академией наук СССР и Государственным комитетом Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий от 14 февраля 1977 года N 48/16/13/3 по формуле:

, где                                                                                  (1)

     
 и  - приведенные затраты единицы продукции, производимой с помощью базовой и новой технологии, определяемые по формуле:
     

, где                                                                                      (2)

     
      - себестоимость единицы продукции, ;
     
      - удельные капитальные вложения в производственные фонды, ;
     
      - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,15;
     
      - годовой объем производства битума по новой технологии в расчетном году.
     
     

Определение  - себестоимости единицы продукции
(себестоимость одной тонны битума)

     
     
     Себестоимость единицы продукции определяется калькулированием затрат на приготовление одной тонны битума, без добавки.
     
     Калькуляция составляется на один цикл окисления с последующим пересчетом суммы затрат на 1 т (калькуляция N 1).
     
     Затем составляется калькуляция на стоимость 1 т вяжущего, приготавливаемого по традиционной (базовой) технологии. В калькуляцию N 2 включают: стоимость, например, 0,88 т битума окисленного традиционно (калькуляция N 1) и 0,12 т дегтя. Количество битума и дегтя в калькуляции назначают соответственно соотношению сырья и смол, принятому при приготовлении вяжущих по новой технологии.
     
     Для дальнейшего расчета принимаем, что себестоимость одной тонны вяжущего по калькуляции N 2 составляет 46 р. 80 к.
     
     

Определение  - удельных капитальных вложений

     
     
     Удельные капитальные вложения определяются путем деления балансовой стоимости окислительной установки на расчетный объем битума, приготавливаемого в течение года. Расчетный объем годового производства битума определяется путем деления планового количества часов работы окислительной установки на среднюю продолжительность одного цикла окисления с последующим умножением на количество тонн битума, приготавливаемого за один цикл.
     
     Например, при количестве дней работы в году 195 и продолжительности одного цикла окисления без добавки 16,3 ч расчетный годовой объем битума составит:
     

 т  *

________________
     * Текст соответствует оригиналу. Примечание .

     
     
Определение  - приведенных затрат единицы продукции,
производимой с помощью базовой (традиционной) технологии

     
     
     Определение производят по формуле (2). В стоимость окислительной установки включают все здания, сооружения и оборудование, входящие в комплекс по приготовлению битума из сырья. Для дальнейших расчетов принимаем 59378 р:     

     
     Себестоимость одной тонны битума, приготовленного по новой технологии, калькулируется с учетом стоимости смолы, снижения расходов на эксплуатацию окислительной установки за счет сокращения продолжительности процесса окисления и снижения расходов по основной зарплате рабочих.
     
     Для дальнейшего расчета принимаем, что себестоимость одной тонны битума, приготовленной по новой технологии, в соответствии с калькуляцией N 3 составит 37р. 40 к.
     
     Для реализации новой технологии производства битума окислительная установка дооборудуется технологической линией подачей каменноугольной смолы (котел, насос, трубопроводы, дозатор). В результате этого балансовая стоимость окислительной установки возрастает, например, на 4872 р. и составит:
     

59378+4872=64250 р

     
     В связи с сокращением продолжительности процесса окисления по новой технологии до, например, 9 ч расчетный годовой объем битума составит:
     

 т *

_______________
     * Текст соответствует оригиналу. Примечание .
     

     
     Тогда удельные капитальные вложения при получении вяжущих по новой технологии составят:     

     
     Приведенные затраты единицы продукции при окислении битума по новой технологии определяются по формуле (2):
     

 р

     
     Годовой экономический эффект от производства вяжущего по новой технологии в объеме, например, 3500 т составит (по формуле 1):
     

 р

     
     
     
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1988