Бітуми

Бітуми (від латів.(латинський) bitumen — смола). Спочатку к Б. відносили лише природні утворення, в основному нафта і її природні похідні (найчастіше асфальт ). Потім Би. стали називати також штучні асфальтоподобниє продукти, що отримуються переробкою природних Би., залишків від перегонки нафти, кам'яновугільної і сланцевої смол (технічні Б.). Крім того, назва Б. розповсюдили на екстракти, витягувані органічними розчинниками з торфу, бурого вугілля і ін. (Би. твердих палив). Екстракти, витягувані з опадів і осадових порід, називаються бітумоїдамі.

  Би. користувалася людина ще в глибокій старовині. Відомі споруди в межиріччі Тігра і Евфрата і в Єгипті, які зводилися з вживанням Би. за 3000 років до н.е.(наша ера) Б. покривали водосховища і сховища для зерна, скріпляли плити стенів і полови в палацах і храмах; Би. використовували для гідроізоляції тунеля, побудованого на початку 1-го тис. до н.е.(наша ера) під р. Евфратом.

  Природні Б. підрозділяються на нафтіди і нафтоїди. Нафтіди вельми широко поширені в природі — це нафта і її природні похідні: мальти, асфальти, асфальтіти, керити, озокерит і т.д. Мальти є в'язкими нафтами, що згущуються, піддалися вивітрюванню. Вони складаються з масел (40—65%) і асфальтово-смолистих компонентів (не менше 35%). Подальша зміна мальт під впливом того ж чинника приводить до освіти: твердих, але легкоплавких асфальтів, що містять 60—75% асфальтово-смолистих речовин; асфальтітов — твердих високоплавких і таких, що повністю розчиняються в хлороформі і сірковуглеці продуктів що містять більше 75% асфальтово-смолистих речовин; керитів, до яких відносять також речовини, що характеризуються лише частковою, інколи дуже слабкою розчинністю в органічних розчинниках. ДО Б. інколи відносять також всі вуглеводневі в своїй основі природні гази (газоподібні нафтіди). Нафтоїди — нафтідоподобниє продукти природної сублімації органічної речовини під впливом магматичного тепла. Вони зустрічаються значно рідше нафтідов, ще дуже слабо вивчені і не мають промислового значення.

  Технічні Б. — продукти, що володіють зазвичай твердою або в'язкою консистенцією і отримувані головним чином з важких нафтових залишків, багатих асфальтово-смолистими речовинами, наступними методами: глибокою вакуумною перегонкою важких нафтових залишків — мазуту, гудронов і ін. — при 300—350°С (залишкові Б.); окисленням киснем повітря важких залишків від перегонки нафти (гудронов і ін.) при 260—280°С (окислені Б.); змішенням окислених Би. з неокисленими нафтопродуктами (що компаундують Би.).

  Основні компоненти нафтових Би. — асфальтени, смоли і нафтові масла. Перші обумовлюють твердість Би., другі — цементацію і еластичність, треті служать розріджуючим середовищем для смол і асфальтенів. Найбільш важливі технічні показники Б.: дуктільность, тобто здатність при розтяганні давати нитку певної довжини (визначається по товщині нитки, яка утворюється в результаті розтягування стандартного зразка Б. до розриву), пенетрация, що характеризує в'язкість Би. [визначається по глибині проникнення в шар Би. за 5 сік сталевої голки під навантаженням 1 н (0,1 кгс )]. Крім того, для характеристики Б. зазвичай визначають температуру розм'якшення, температуру спалаху і щільність. Промисловість виготовляє тверді, напівтверді (см таблицю) і рідкі Б.

  Деякі властивості твердих і напівтвердих бітумів

  Рідкі Б. характеризуються (залежно від сорту) наступними даними: пенетрация залишку (після відбору фракцій до 360°С) 10—30 мм (25°С); в'язкість при виділенні через отвір діаметром 5 мм 5—200 сік (60°С); температура спалахи 65—120°С; до 225°c повинно переганятися не більше 10%, до 360°С — не більше 50%. Тверді нафтові Б. застосовують для здобуття рулонних покрівельних матеріалів (руберойдов) і бітумних мастик; напівтверді — у виробництві гідроізоляційних матеріалів (гидроїзол, борулін, бітумінірованниє тканини і ін.) і обмазок, будівельних асфальтових розчинів, асфальтів, бітумних пластиків і др.; рідкі — для дорожнього будівництва.

  Замінниками нафтових Би. можуть бути продукти термічної переробки твердих палив: висококиплячі фракції смол, що отримуються при коксуванні і полукоксованії кам'яного вугілля, кам'яновугільні пеки, продукти сухої перегонки кам'яного вугілля, горючих сланців і ін.

  Із загальної кількості Б., споживаних в різних галузях промисловості, понад 90% падає на долю штучних Би., отримуваних з нафти; їх світове виробництво складає десятки млн. т .

  Би. твердих палив — продукти, витягувані з торфу і бурого вугілля органічними розчинниками. Головні складові частини Б. твердих палив — віск і смоли. Найбільш коштовний з продуктів, що екстрагуються, віск; їх характерні властивості — високі температури плавлення, низька електропровідність, висока вологостійкість і здатність при невеликих добавках до інших речовин підвищувати температуру плавлення. Вміст Би. у бітумінозних торфах складає: при витяганні бензолом 10—15%, бензином 6—9%. У бітумінозному бурому вугіллі (александрійське вугілля УРСР) вміст продуктів, витягуваних бензолом, досягає 14—16%. Вихід Би. твердих палив у виробничих умовах зазвичай складає 80—85% від їх аналітичного вмісту в паливі. Мінімальне власниці Б. у твердому паливі, необхідне для рентабельності процесу, 8—10%.

  Здобуття Б. твердих палив складається з наступних етапів: підготовка палива до екстрагування; екстракція органічними розчинниками; відгін від екстракту основної маси розчинника; звільнення Б. від залишків розчинника і води; сплавлене і розливання Б. у форму. Б. з твердого палива витягують переважно в екстракторах, що періодично діють, об'єднаних в батареї.

  Би. твердого палива застосовують в різних галузях народного господарства: у ливарній справі — як один з компонентів модельних складів при прецизійному литві (литво по виплавлених моделях), в електротехнічній промисловості як електроізоляційний матеріал, а також для обробки різних виробів з шкіри, дерева, паперу і ін.

  Літ.: Крейцер Р. Д., Асфальти, бітуми і пеки, 3 видавництва, М., 1952; Наметкин С. С., Збори праць, т. 3, М., 1955; Технологія нафти, ч. 3 — Черножуков Н. І., Очищення нафтопродуктів і виробництво спеціальних продуктів, М.— Л., 1948; Успенське Ст А. [і ін.], Основи генетичної класифікації бітумів, Л., 1964; Včelak V., Chemie und Technologie des Montanwachses, Praha, 1959.

  Н. Би. Вассоєвіч, А. М. Кунін.