Гудрон - что это такое. Состав и применение

Для создания качественного и надежного дорожного покрытия применяются различные по составу и свойствам материалы. Одним из них является гудрон. Что это за вещество, какими свойствами оно обладает и где применяется, очень хорошо известно в первую очередь строителям и дорожным рабочим. Люди старшего поколения, чье детство прошло в Советском Союзе, наверняка помнят, какая была их первая жевательная резинка — гудрон. Внешне это смолистая субстанция, образуемая после переработки нефтепродуктов

Гудрон — что это такое

Основу этого вещества составляют нефтепродукты, поэтому по составу гудрон очень схож с нефтяными фракциями. Обязательными компонентами являются:

- Нефтяные смолы, состоящие из сложных по составу углеводородов и придающие гудрону вязкость и тягучесть.

- Асфальтены — твердые вещества, повышающие температурную устойчивость.

- Асфальтовые кислоты и их ангидриды, имеющие смолистую консистенцию и относящиеся к полинафтеновым кислотам.

- Также обязательной составляющей гудрона является высокое содержание примесей металлов, присутствующих в нефти.

Свойства гудрона

Они зависят в основном от свойств нефти, а также технологий, применяемых при ее переработке. Природа нефтяных фракций влияет и на некоторые характеристики гудрона, такие как плотность, температура плавления и вспышки, коксуемость. Более качественный гудрон получается из тяжелой смолистой нефти и составляет около 8% ее массы.

Применение гудрона

В самых различных отраслях применяется гудрон. Что это незаменимая составляющая для производства дорожного и строительного битума, известно, пожалуй, всем. Но кроме этого, гудрон необходим и при изготовлении моторного топлива, мазута и горючих газов. В строительной и резиновой отрасли промышленности его используют в качестве мягчителя. Гудроны с высоким содержанием смол могут перерабатываться в дизельное топливо с применением метода гидрогенизации и крекинга.

Для того чтобы удалить смолисто-асфальтеновые составляющие и полициклические углеводороды, которые имеют низкий показатель вязкости и высокую степень коксуемости, применяется деасфальтизация гудрона. Растворителем, как правило, служит пропан. Но наряду с ним, когда требуется получить сырье установок гидрокрекинга или каталитического крекинга, могут использоваться пентан и бутан. Иногда проводится двухступенчатая деасфальтизация, когда полученный в первой ступени асфальт выделяет более вязкий компонент — деасфальтизат 2.

При проведении дорожных работ гудрон подвозят в твердом виде, и уже непосредственно перед применением он разогревается до жидкого состояния.

Вторичные ресурсы

При производстве моющих средств, светлых масел, очистке парафинов и других технологических процессах, где в качестве реагента используется серная кислота, образуется побочный продукт, который называется кислый гудрон. Это ценный вторичный ресурс в виде смолистой массы черного цвета, содержащей в основном серную кислоту и органические соединения. Тонна кислого гудрона позволяет получить 600 кг жидкого топлива, 230 кг гипса, 110 кг кокса или 60 кг газообразных углеводородов.

Опасность кислых гудронов для экологии

Несмотря на всю свою ценность в качестве сырья для битумных вяжущих, еще и одним из самых серьезных факторов, представляющих угрозу экологии, является кислый гудрон. Что это вещество действительно является источником опасности для растительного и животного мира, несложно представить, если вспомнить его состав — смолистые вещества и свободная серная кислота, содержание которой может составлять до 70% всей массы.

Опасность представляет и способ хранения кислых гудронов. В связи с тем, что отсутствуют на сегодня рациональные методы их утилизации, эти отходы просто сваливаются в пруды-накопители, занимающие иногда довольно значительные площади. В результате окислительно-восстановительных процессов, которые самопроизвольно происходят на поверхности этих хранилищ, выделяется большое количество диоксида серы. После сильных дождей или таяния снега весной кислые воды, стекающие из переполненных прудов, закисляют почву и подземные воды.

Все это негативно влияет на экологическую ситуацию вблизи расположения подобных прудов, отрицательно воздействует на здоровье людей, проживающих на прилегающей территории. Миллионы тонн кислых гудронов складируют в открытых прудах-накопителях на территории России. Практически на всех нефтеперерабатывающих заводах имеются такие отходы. В одной только Нижегородской области их накоплено более 250 тонн.

Утилизация отходов

При современном развитии строительства постоянно растет спрос на такую продукцию, как битум, гудрон, битумная мастика, асфальт. Соответственно, увеличивается и количество производителей. Многие из них пытаются решить проблему утилизации кислых гудронов, используя метод сернокислотной очистки, но делается это еще в недостаточных масштабах, т. к. это довольно сложный технологический процесс. Он требует дорогих кислотоупорных материалов, разработки специальных технических приемов и условий хранения. Сегодня разрабатываются наиболее эффективные технологии по утилизации кислого гудрона.

Почти все специалисты, занимающиеся дорожным строительством, по праву считают гудрон уникальнейшим материалом. Его повторное плавление позволяет создавать различные соединения, которые с успехом применяются при строительстве дорог. А применение гудрона в кровельных и строительных работах, для получения мазута, смазочных масел и жидкого топлива еще больше повышает его ценность.