Приведены результаты исследования влияния нефтяных масел с различной степенью очистки на технические свойства эластомерных композиций на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СКД. В качестве пластифицирующих компонентов применялись побочный продукт масляного производства (экстракт селективной очистки вакуумного дистиллята ВД-4) и продукты его очистки, которые вводились в эластомерные композиции в дозировках 5,0 и 10,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Установлено, что введение в резиновые смеси исследуемых пластифицирующих добавок приводит к увеличению до 27% условного напряжения при 300%-ном удлинении и до 7,9% условной прочности при растяжении вулканизатов по сравнению с композициями, содержащими масло И-40. Определено, что применение рафината, полученного в процессе очистки экстракта вакуумного дистиллята ВД-4 растворителем N-метилпирролидоном с добавлением 10 мас. % этиленгликоля, а также рафината – продукта экстракционной очистки окисленного экстракта вакуумного дистиллята ВД-4, приводит к увеличению стойкости резин к термическому старению до 9%. Выявлено, что введение исследуемых нефтяных масел в эластомерные композиции на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СКД позволяет сохранить температурный предел хрупкости резин на уровне применяемого в промышленности масла И-40.

Abstract This study examines the impact of polycyclic aromatic hydrocarbons on the oxidation of petroleum tar. An aromatic hydrocarbon concentrates isolated from extracts of selective oil purification using the polar industrial solvent N-methylpyrrolidone was employed as an additive to tar. The relationship between the softening temperature of oxidized bitumen and both the duration of oxidation and the properties of the initial raw material mixture was investigated. It has been established that the introduction of 10 wt.% aromatic additive will increase the oxidation rate by 6 °C/h. The conditions for producing road bitumen from the proposed raw material compositions were identified. The influence of polycyclic aromatic hydrocarbon concentrate on the qualitative characteristics of bitumen during the tar oxidation process was determined. Aromatic additive is similar to a plasticizer, and reduces the softening temperature of bitumen by 9 °C. But the combined oxidation of tar with an aromatic additive and a catalyst makes it possible to obtain bitumen with a softening point of 44 °C and a penetration of 80 x0.1 mm, which corresponds to the grade of bitumen 70/100. Analysis of the group composition of oxidized bitumen revealed that the aromatic additive facilitates the intensification of the tar oxidation process.

The results of the study of the effect of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) on the efficiency of the process of oxidation of oil tar into bitumen are presented. By-products of oil refin-ing were used as additives to tar: the residue of heavy pyrolysis resin (OTSP) and 2 samples of extracts (MAE-1; MAE-2) isolated from extracts of selective purification of oil distillate VD-3 using a polar solvent N-methylpyrrolidone containing 10 wt.% ethylene glycol. One of the extracts, MAE-2, was obtained from an oil extract pretreated with microwave radiation. Additives were injected into the tar at 70 celcius in an amount of 10 wt.%. The hydrocarbon system was oxidized with air oxygen for 6 hours at a temperature of 220 celcius. Based on the analysis of the properties and group, structural and group compositions of oxidized bitumen binders, it was found that the content of benzene resins in the binder increases (similar to 2.5 times) and asphaltenes (by 3 wt.%) during the oxidation of the mixture of MAE-1 + OTSP. When the mixture of MAE-2 + OTSP is oxidized, the content of benzene resins and asphaltenes in the binder decreases. The observed changes in the compositions of the oxidation products of mixtures of MAE + OTSP are preserved during the oxidation of tar + systems (MAE + OTSP). At the same time , the conditional content of aromatic structures according to the data of the IR spectrometric analysis in the oil component of the oxidized tar + system (MAE-2+OTSP), as well as poly-substituted polycyclic aromatic structures, is almost 2 times higher than for the oil component of the oxidized tar + system (MAE-1+OTSP). As a result, the oxidation of tar mixtures with additives containing polycyclic arenas improves the quality of the target product by increasing the content of asphaltenes and aromatic structures in the aromatic oil component.

Ways to intensify the main extraction processes in multistep production of base oils from petroleum feedstock are considered. These include the use of N-methylpyrrolidone containing 10 wt

Исследованы свойства высокоароматизированных нефтепродуктов – масляных экстрактов, один из которых был обработан в течение 3 мин СВЧ-лучами, и остатка тяжелой смолы пиролиза. На основе этих компонентов получены два образца смесей, содержащие экстракт и остаток смолы в соотношении, равном 2 : 1 м. ч. Проведено окисление смесей при температурах 160, 190 и 220°С и получены нефтяные битумные вяжущие. Продукты термоокисления проанализированы по стандартным методикам (температура плавления, пенетрация, хрупкость, сцепление), определены их групповой состав по Маркуссону и структурно-групповой состав методом ИК-спектроскопии, рассчитаны и проанализированы спектральные коэффициенты по данным ИК-спектроскопии для асфальтенов, содержащихся в полученных вяжущих и характеризующих степень их ароматичности и конденсированности. Установлено, что, несмотря на существенное различие в составе и свойствах полученных образцов битумных вяжущих, химический состав асфальтенов практически не зависит от природы остатков, условий термоокисления. Большое воздействие на свойства получаемого продукта оказывает соотношение в вяжущем асфальтенов, смол и масла. Показано, что обработка СВЧ-лучами исходного экстракта не позволяет получить твердый продукт за счет увеличения степени дисперсности и, соответственно, снижения его вязкости

Исследовано влияние экстракта селективной очистки вакуумного дистиллята ВД-4 и его рафинатов, применяемых в качестве пластифицирующих добавок, на технологические и технические свойства эластомерных композиций на основе комбинации каучуков общего назначения. Исследуемые добавки были получены в процессе обработки экстрактов, являющихся продуктом селективной очистки вакуумного дистиллята ВД-4 триэтиленгликолем, диметилсульфоксидом, растворителем состава N-метилпирролидоном + 10 мас. % этиленгликоля. Пластифицирующие добавки вводились в эластомерные композиции на основе комбинации каучуков СКИ-3 и СКД в дозировках 2,5 и 5,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Установлено, что очистка вакуумного дистиллята ВД-4 приводит к улучшению совместимости пластифицирующих добавок с эластомерной матрицей, о чем свидетельствуют более высокие значения коэффициента диффузии. Выявлено, что введение рафинатов вызывает увеличение вязкости по Муни резиновых смесей, по сравнению с композициями, содержащими ВД-4, и способствует повышению скорости протекания релаксационных процессов в объеме полимерной матрицы. Показано, что вулканизаты, содержащие очищенные масла, имеют более высокие значения условного напряжения при заданном удлинении и условной прочности при растяжении. Установлено, что резины с очищенными продуктами характеризуются повышенной стойкостью к истиранию по сравнению с композициями, содержащими ВД-4.

Приведены сравнительные экспериментальные данные экстракционной очистки образцов ароматического масла, полученных в процессе селективной очистки нефтяных вакуумных дистиллятов различной вязкости ВД-2 и ВД-3 фенолом, от полициклических ароматических углеводородов диметилсульфоксидом и смесью 90 мас. % N-метилпирролидона с 10 мас. % этиленгликоля. Экстракционную очистку осуществляли в одну ступень при температуре 50°С и кратности растворителя к сырью, равной 2:1 мас. ч. Проведен анализ полученных продуктов каждого эксперимента, составлены материальные балансы. Методом ИК-спектроскопии исследован структурно-групповой состав образцов ароматического масла до и после экстракционной очистки. На основании ИК-спектров оценивали условное содержание и соотношение ароматических и парафиновых структур в ароматических маслах. Установлено, что более высокая растворяющая способность смеси N-метилпирролидона с этиленгликолем позволяет интенсифицировать извлечение ароматических полициклических структур в экстракт второй ступени. Показано, что эффективность селективной очистки зависит как от состава и свойств исходного сырья, так и от свойств экстрагента, а применение ИК-спектроскопии позволяет быстро и качественно охарактеризовать эффективность процесса селективной очистки образцов ароматического масла от полициклических ароматических структур

Solvent extraction is a method for purifying oil extracts, which are used as oil-plasticisers for industrial rubber goods, from cancerogenic hydrocarbons. The efficiency of this method is mainly determined by the selectivity and solvent properties of a separating agent. However, when carrying out a comparative analysis of promising extraction methods, it is necessary to use real-time methods for studying the composition of the resulting products. The purification efficiency of oil extracts from polycyclic aromatic components, including carcinogenic hydrocarbons (benzo[a]pyrene, benzo[e]pyrene, benzo[a]anthracene, chrysene, benzo[b]fluoranthene, etc.), was evaluated depending upon the nature of selective solvents. The structure-group composition of the purified oil extracts and those at the second-stage of purification was determined by FTIR spectroscopy. It was found that the extraction efficiency of the studied solvents towards polycyclic aromatic hydrocarbons from oil extracts increases in the following order: dimethyl sulfoxide < N-methylpyrrolidone + 10 wt% ethylene glycol <N-methylpyrrolidone +50 wt% triethylene glycol. When using a solvent comprising N-methylpyrrolidone + 50 wt% triethylene glycol, the proportion of polyalkyl-substituted and condensed aromatic structures in the purified oil extract decreases by 16.8%; the oil extract yield increases by over 25 wt% in contrast to extraction with N-methylpyrrolidone + ethylene glycol mixture, which meets the requirements of the European Union for oil extract purification (Directive No. 2005/69/EC). Therefore, we recommend the solvent comprising N-methylpyrrolidone + 50 wt% triethylene glycol for purifying oil extracts from components having a technogenic impact on the environment and human health and IR spectroscopy for efficiency assessment of solvent extraction of oil extracts.