способ утилизации отходов нефтепереработки для строительных материалов
Классы МПК: | B09B3/00 Уничтожение твердых отходов или переработка их в нечто полезное или безвредное B28C5/00 Способы и устройства для получения смесей цемента с другими материалами, например жидкого цементного теста, строительных растворов, пористых или волокнистых составов C04B20/04 тепловая обработка |
Автор(ы): | Батаев Дена Карим-Султанович (RU), Мажиев Хасан Нажоевич (RU), Тепсаев Ильяс Сулейманович (RU), Мунаев Турко Вахаевич (RU), Батаев Гаирсолт Карим-Султанович (RU), Айсханов Султан Катаевич (RU), Бекузарова Сарра Абрамовна (RU) |
Патентообладатель(и): | Комплексный научно-исследовательский институт Российской академии наук (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-10-29 публикация патента:
20.06.2010 |
Изобретение относится к переработке отходов нефтепродуктов и может найти применение при производстве строительных материалов. Способ утилизации углеводородных отходов нефтепереработки для строительных материалов включает смешивание указанных отходов, песка и щебня, воды, вяжущего вещества 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. Технический результат -утилизация отходов нефтепереработки, повышение прочности, адгезии, гидроизоляционных свойств. 2 табл.
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 |
Класс B09B3/00 Уничтожение твердых отходов или переработка их в нечто полезное или безвредное
Класс B28C5/00 Способы и устройства для получения смесей цемента с другими материалами, например жидкого цементного теста, строительных растворов, пористых или волокнистых составов
смеситель сыпучих материалов гравитационного типа - патент 2526963 (27.08.2014) | |
диспергидратор - патент 2526931 (27.08.2014) | |
вибрационный смеситель - патент 2525081 (10.08.2014) | |
вибрационный смеситель - патент 2525077 (10.08.2014) | |
вибрационный смеситель - патент 2525075 (10.08.2014) | |
вибрационный смеситель - патент 2524783 (10.08.2014) | |
вибрационный смеситель - патент 2524729 (10.08.2014) | |
вибрационный смеситель - патент 2524726 (10.08.2014) | |
вибрационный смеситель - патент 2520103 (20.06.2014) | |
вибрационный смеситель - патент 2519234 (10.06.2014) |
Класс C04B20/04 тепловая обработка