способ утилизации отходов нефтепереработки для строительных материалов

Формула изобретения

Способ утилизации углеводородных отходов нефтепереработки для строительных материалов, включающий смешивание указанных отходов, песка и щебня, воды, вяжущего вещества, отличающийся тем, что указанное смешивание осуществляют последовательным добавлением к нагретым до 150-180°С песку и щебню указанных отходов в количестве 0,5-0,6% от общей массы компонентов, вяжущего вещества и воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к переработке отходов нефтепродуктов и может найти применение при изготовлении строительных материалов.

Известен способ, при котором изготавливают строительные материалы, содержащие шламы, полученные из отходов переработки нефтепродуктов (патент № 2272860, опубл. 27.03.2006 г.).

В известном способе для производства тротуарных плиток затрачиваются значительные средства на приготовление строительной смеси.

Наиболее близким техническим решением является способ, при котором проводят смешивание отходов, песка, щебня, воды, вяжущего вещества (патент № 2191754, опубл. 27.10.2002 г., МПК A01F 7/06).

Однако известный способ очень трудоемкий, используют нефтяную фазу при минусовой температуре, вводят различные химические вещества с последующим нагреванием и изотермической выдержкой при атмосферном давлении и введением продукта гидролиза.

Весь этот процесс повышает затраты на осуществление способа, снижает его эффективность.

Цель изобретения - повышение эффективности способа и улучшение физико-химических свойств строительного материала, и снижение затрат.

Техническое решение заключается в смешивании отходов нефтепереработки, песка и щебня, воды, вяжущего вещества, при этом указанное смешивание осуществляют последовательным добавлением к нагретым до 150-180°С песку и щебню указанных отходов в количестве 0,5-0,6% от общей массы компонентов, вяжущего вещества и воды.

Способ осуществляется следующим образом.

Мелкозернистый наполнитель (МКЗН) - мытый кварцевый песок из карьера с различной зернистостью (от 0,05 до 2,5 - размер сит) с преобладанием мелкой структуры более 40% и нефракционированный щебень (НФЩ), который может вводиться до песка или после песка и до остальных компонентов, подогревают до 150-180°С. При такой температуре происходит наилучшая адгезия по всей поверхности МКЗН химическими добавками. При данной температуре последовательно добавляют нефтеотходы, вяжущее вещество и воду. В интервале температур 150-180°С резко возрастает смешиваемость химических добавок и их адгезия по всей поверхности зерен МКЗН и НФЩ (нефракционный щебень). При температуре ниже 150°С существенно усложняется процесс механического смешивания и снижается качество изготовляемого строительного материала, его физико-механические свойства. Выше 180°С нарушается процесс гидратации вяжущего вещества в присутствии НФЩ, снижается качество строительного материала.

При таких параметрах состава смеси процесс протекает с большим числом оборотов растворосмесителя для получения однородности и прочности состава.

В качестве отходов нефтепереработки можно использовать углеводородные отходы нефтепереработки, в качестве вяжущего - цементы.

При уплотнении раствора увеличивается площадь контакта между крупными и мелкими фракциями, что приводит к уменьшению пористости на 10-15% за счет вытеснения физически связанной воды и повышению водонепроницаемости на 20-25%. Присутствие химической добавки из отходов нефтепереработки позволяет повысить прочность состава на сжатие. Полученная продукция для строительства с использованием химических добавок в количестве 0,5-0.6% от общей массы раствора, с учетом химического состава добавок, приобретает не только прочность, но и экологическую безопасность. Увеличение дозы химических добавок более 0,6% снижает подвижность раствора и качество получаемого материала.

Пример 1. Из карьера отбирали песок массой 500 г мелкозернистой структуры, пропускали через сита размером от 2,5 до 0,16 мм. К просеянному материалу добавляли НФЩ. Смесь подогревали до 150°С, после чего добавляли углеводородные отходы нефтепереработки - нефтешлам - 0,5% от общей массы. Нефтешлам имеет следующий химический состав.

Таблица 1
Групповой химический состав, мас.%	I проба	II проба	III проба	IV проба
- асфальтены	8,1	8,1	9,0	9,2
- смолы I	9,9	10,1	12,4	12,2
- смолы II	16,8	16,7	17,9	18,0
- углеводороды:
парафино-нафтеновые ароматические:	10,0	12,0	11,8	11,7
легкие	9,4	9,9	9,0	9,4
средние	8,8	8,7	8,8	8,6
тяжелые	37,0	34,5	31,1	30,9

Последовательно вводили вяжущее вещество - портландцемент ПЦ 500 ДО (ГОСТ 1108-2003, 30515-97) и воду при непрерывном перемешивании в растворосмесителе. Температура остывания и усадки раствора 18-20°С при влажности окружающей среды 65-75%. После остывания проводят тепловлажностную обработку.

Пример 2. Способ осуществляли как в первом примере, с разницей нагревания песка и щебенки до 180°С и добавлением отходов нефтепереработки 0,6%.

Данные результатов сведены в таблицу 2 (из расчета на 1 м³ ремонтного строительного материала).

Таким образом, использование углеводородных выбросов при производстве строительного материала позволяет одновременно утилизировать отходы и получить материал с высокой прочностью на сжатие, улучшить адгезию ремонтного состава и гидроизоляционные свойства, обеспечивая при этом экономический, социальный и экологический эффекты.

Таблица 2
Параметры способа	Ремонтный состав	Физико-механические свойства
вяжущее вещество, кг	вода, кг	МКЗН, кг	НФЩ кг	химическая добавка, кг	пористость, %	водопоглощаемость, %	прочность на сжатие, %	прочность на растяжение, %
Состав без химических добавок	580	280	1380	1100	0	100	100	100	100
Состав с химическими добавками 0,5%	580	280	1380	1100	12,0	87-92	82-84	125-130	96-98
Предлагаемый состав с химическими добавками 0,6%	580	280	1380	1100	13,0	85-90	75-80	135-140	90-95
Состав с химическими добавками 0,7%	580	280	1380	1100	15,0	86-88	85-87	123-128	95-97