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.

Исследовано влияние нового полярного компонента растворителя на процесс депарафинизации масляных рафинатов методом экстрактивной кристаллизации с применением в качестве растворителя композиции циклогексанон – толуол. Установлено, что при использовании нового растворителя разделение масляного рафината на депарафинизат и гач проходит селективнее в сравнении с промышленным растворителем ацетон – толуол. В результате увеличивается выход депарафинизата, а в гаче возрастает содержание твердых парафиновых углеводородов.

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

Приводятся результаты исследования процесса окисления нефтяного гудрона в присутствии добавки модификатора. В качестве последней использовали побочный продукт пиролиза легких углеводородов – тяжелую смолу пиролиза в количестве 10 мас. % от окисляемого гудрона. Битум получали окислением гудрона кислорода воздуха при 200°С в течение 6 ч. Анализ продуктов окисления позволил установить, что на их качество (температуру размягчения, пенетрацию), структурно-групповой состав, исследованный методом ИК-спектрометрии, воздействует добавка тяжелой смолы пиролиза. Наличие в смоле соединений с ненасыщенными связями даже при отсутствии инициаторов (или катализаторов) и относительно мягких условиях окисления способствует структурированию окисляемого гудрона. Обработка исходной сырьевой смеси СВЧ-излучением несколько усиливает этот эффект, повидимому, за счет изменения дисперсионного состояния исходного сырья.

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.

Исследовано влияние добавки метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) на эффективность процессов селективной очистки и депарафинизации маслосодержащих нефтепродуктов. Установлено, что селективная очистка масляной фракции нефти N-метилпирролидоном, содержащим не более 8 мас. % МТБЭ, позволяет повысить селективность разделения. Введение добавки МТБЭ (0,5–2,0 мас. %) в растворитель для депарафинизации рафинатов (ацетон-толуол) обеспечивает улучшение качества гача – сырья для получения твердого парафина, так как повышаются температура плавления гача и соотношение н-парафины : i-парафины.

Исследовано влияние на процесс окисления нефтяного гудрона добавки многоатомного спирта – пентаэритрита. Показано, что пентаэритрит интенсифицирует процесс структурообразования в нефтяной дисперсной системе. Это позволяет проводить окисление при меньших энергозатратах, т. е. более низкой температуре в сравнении с традиционным окислением гудрона. На основе данных структурно-группового анализа проиллюстрировано, что при совместном окислении гудрона и пентаэритрита существенно возрастает содержание компонентов битумного вяжущего, отвечающих за твердость битума – асфальтенов, за его пластические свойства – смол.

В работе рассмотрены варианты интенсификации технологии очистки нефтяного масляного дистиллята от нежелательных компонентов (смолисто-асфальтеновых соединений) и получения гача улучшенного качества. Исследовано влияние на процесс очистки масляной фракции последовательности процессов очистки («прямая» схема: экстракция – депарафинизация; «обратная» схема: депарафинизация – экстракция) и добавки этилацетата, вводимой в растворитель ацетон –толуол на стадии депарафинизации.

IR spectroscopy investigated structural and group composition of base mineral oils isolated from the vacuum distillate by selective purification of N-methylpyrrolidone and the low temperature dewaxing in the presence of a solvent. The role of the latter was carried out by the systems acetone - toluene, acetone - methyl tertiary butyl ether, methyl ethyl ketone - toluene, acetone - toluene - modifying additive. It was shown that the chemical composition of the group of base oils and slack waxes is defined as the nature of the solvent to the dewaxing, and oils sequence of purification steps.

Исследовано влияние добавки полимерного отхода – резиновой крошки из отработанных ав-томобильных шин на процесс окисления тяжелых нефтяных остатков – гудрона и асфальтита. Показано, что получаемые при окислении смесей битумы (вяжущие) обладают высокой пластичностью, которая, по-видимому, обусловлена деструкцией полимерного отхода. Однако условия процесса окисления не обеспечивают получение композита с высокими физико-механическими свойствами, так как весьма ограниченно протекают процессы конденсации, полимеризации. Это свидетельствует о том, что необходимо отработать оптимальный режим совместного окисления нефтяного гудрона (асфальтита) с исследуемым полимерным отходом.

The influence of modifiers affecting the structural organization of a petroleum system and the kinetics of oxidation of vacuum distillation bottoms have been studied. It has been shown that the introduction of modifiers into the petroleum feedstock alters the ratio of the dispersed phase to the dispersion medium, thereby affecting the rate of the oxidation process. It has been found that the main factor determining the performance of modifiers affecting the structure of the petroleum system is the modifier nature. The maximum concentration of modifiers in the vacuum tower bottoms (VTB) was 5.0 wt %. The dependence of the oxidation rate upon the duration of oxidation has been determined for the modifiers. It has been shown that brown-coal pyrolysis tar introduced into VTB has an inhibitory effect, and oil shale pyrolysis tar and a diamond blend initiate the oxidation process. For blown asphalts produced from modified and unmodified VTB, expressions relating the softening point and penetration have been obtained. The properties of different blown asphalts obtained from the feedstock modified with the test additives at optimal concentrations have been compared.

В статье приведены данные по исследованию структурно-группового состава окисленных битумов, полученных окислением нефтяного гудрона в присутствии смол пиролиза горючих ископаемых. На основании группового состава окисленных битумов проанализированы структурные характеристики нефтебитумов как нефтяных дисперсных систем. Установлен характер влияния смол пиролиза горючих ископаемых на структурную организацию окисленных битумов. Показано, что структура получаемого нефтебитума зависит от природы и количества введенного модификатора. Установлена взаимосвязь между эксплуатационными и структурными характеристиками окисленных битумов. На основе анализа ИК-спектров нефтебитумов показано, что битумы, полученные окислением нефтяного гудрона в присутствии смол пиролиза бурых углей, характеризуются большей степенью замещенности и разветвленности парафиновых групп, что будет положительно влиять на адгезионные свойства готового битума.

Dewaxing petroleum oil raffinates is carried out by low-temperature rectification in sovents acetone – toluene. To intensify the process as an additive-modifier we used e -caprolactam. Analysis of structural-group composition dewaxed raffinate by infrared spectroscopy showed that in the presence of e -caprolactam selectivity of dewaxing is increased due to smaller content slack aromatic, branched paraffins and oxygenates structures. However, if the content of e -caprolactam > 1 wt % selectivity of separation is reduced, apparently by increasing solvent power system acetone – toluene ( e -caprolactam).

The possibility of paraffin wax separation from the high-boiling slack wax by static crystallization has been studied. Gas chromatographic analysis of individual hydrocarbon composition of the high boiling slack wax and its structural-group compos ition by the method of IR Fourier spectroscopy has been determined, experiments on the de-oiling on installation that simulates the operation of industrial crystallizers has been done. It is established that the de-oiling process of the high-boiling slack wax by static crystallization is obtained tightened in time and economically impractical. It has been proposed to introduce the paraffin oil from low-boiling slack wax as a diluent for the high boiling slack. Physical and chemical analysis of individual raw material components and their mixtures has been determined, the process of de-oiling by static crystallization has been done. The introduction of the paraffin oil from low-boiling slack wax into the high-boiling slack wax reduces the time and the temperature of partial melting phase of static crystallization without worsening the quality of the melt. As a result, the static crystallization goes faster and different technological costs are reduced.

The effect on the process of oxidation of the oil tar of initiating additive - ethyl benzene was studied. It is shown, that ethyl - benzene provides being oxidized petroleum product with additional active centers free radicals. This speeds up the oxidation process, and has a positive effect on the properties of the finish product bitumen.