Гудрон — что это, свойства и применение¶

Гудрон — вязкая смолоподобная тёмная масса, продукт перегонки нефти и пиролиза твёрдого топлива; в быту и промышленности под этим словом понимают либо остаток после перегонки нефти (нефтяной гудрон), либо смолу, получаемую при сухой перегонке угля, торфа и сланцев. Гудрон — самая тяжёлая фракция нефти, он не содержит лёгких углеводородов, почти нерастворим в воде, горюч, обладает низкой текучестью и характерным резким запахом.

¶Этимология

Слово «гудрон» пришло в русский язык из французского (goudron — «смола, дёготь»), восходящего к латинскому curtare — «сдирать кожу, дубить». Первоначально термин обозначал любую смолистую массу, получаемую при сжигании или перегонке органического сырья, позже закрепился прежде всего за нефтяным остатком.

¶Виды гудрона

¶Нефтяной гудрон

Основной промышленный вид. Получается в нефтеперерабатывающих заводах как остаток атмосферной перегонки нефти — то, что не испаряется при температурах до 350–400 °C. Выход гудрона из сырой нефти составляет обычно 35–50 % в зависимости от её состава. По внешнему виду — чёрная или бурая масса, похожая на смолу, плотностью около 0,95–1,05 г/см³, температура вспышки обычно выше 200 °C.

Состав гудрона сложен: это смесь высокомолекулярных углеводородов — нафтенов, парафинов, ароматических соединений — а также смолисто-асфальтеновых веществ, сернистых, азотистых и металлоорганических соединений (порфиринов никеля, ванадия и других металлов).

¶Гудрон из твёрдого топлива

При сухой (пирогенезной) перегонке угля, бурого угля, торфа и сланцев образуются каменноугольный, сланцевый и другие виды гудрона. Каменноугольный гудрон (он же смола) — вязкая масса с резким запахом, содержащая ароматические углеводороды, фенолы, основания. Сланцевый гудрон из керогана сланцев служит сырьём для производства искусственного жидкого топлива — шельфового бензина.

¶Свойства

• Плотность — близка к плотности воды, у большинства нефтяных гудронов 0,95–1,05 г/см³.
• Вязкость — очень высокая, при обычной температуре гудрон почти неподвижен, при нагреве до 80–120 °C становится текучим.
• Температура размягчения — обычно 30–60 °C по методу Ринг и Болл.
• Горючесть — гудрон горит с образованием большого количества копоти, используется как топливо.
• Химическая инертность — устойчив к воде, кислотам и щелочам, что делает его пригодным для гидроизоляции.
• Токсичность — содержит полиароматические углеводороды и тяжёлые металлы, обращение требует осторожности.

¶Получение

Нефтяной гудрон — побочный продукт основной технологической схемы НПЗ. При атмосферной перегонке нефти в ректификационных колоннах лёгкие фракции (бензин, керосин, дизельное топливо) отгоняются, а тяжёлое остаточное сырьё — мазут — выводится снизу колонны. Дальнейшая вакуумная перегонка мазута даёт вакуумный газойль и вакуумный остаток, который и есть гудрон в современном понимании. В России ежегодно перерабатывается сотни миллионов тонн нефти, и гудрон составляет значительную долю остатка.

¶Применение

¶Нефтепереработка

Гудрон — сырьё для глубокой переработки: крекинга, коксования, гидрокрекинга. При коксовании гудрона получают нефтяной кокс, применяемый в металлургии для производства электродов. Из гудрона также производят битумы — строительный и дорожный, путём окисления или экстракции.

¶Строительство

Окисленный гудронный битум применяется для гидроизоляции фундаментов, кровельных работ, приготовления асфальтобетонных смесей. В дорожном строительстве гудронные битумы традиционно использовались как вяжущее вещество, хотя в последние десятилетия их вытесняют более качественные полимерно-битумные составы.

¶Топливо

Гудрон сжигают в промышленных котлах, предварительно разогрев и распылив. В России гудрон традиционно применяется для топки промышленных печей, в том числе на нефтеперерабатывающих предприятиях.

¶Химическая промышленность

Из гудрона получают ценные химические продукты: серу, ванадий и никель (из металлоорганических соединений), парафины, масла. Восстановление ванадия и никеля из гудрона имеет большое значение, поскольку эти металлы используются в сталелитейном производстве и аккумуляторах.

¶Экология

Гудрон относится к трудноразлагаемым загрязнителям. При разливах и неправильном хранении он образует плёнку на поверхности воды, не даёт растворяться кислороду, токсичен для водных организмов. Утечки гудрона на нефтеперерабатывающих предприятиях — серьёзная экологическая проблема, особенно в старых промышленных зонах. Обезвреживание гудронных отходов проводится методами биоремедиации, термической переработки и захоронения на специализированных полигонах.

¶Интересные факты

• Гудрон в быту часто путают с мазутом, однако мазут — более широкое понятие (сырьё для перегонки), а гудрон — конечный остаток.
• В XIX веке гудрон из каменного угля использовался для пропитки деревянных шпал и изготовления костяных кнопок.
• Нефтяной гудрон — одно из самых дешёвых видов сырья для получения битума, поэтому его доля в строительстве высока в странах с развитой нефтепереработкой, включая Россию.

Источники:

• Большая советская энциклопедия, статья «Гудрон»
• ГОСТ 22245-76 «Битумы нефтяные строительные»
• Круглов И. В. «Нефтепереработка: технология и оборудование»
• Справочник «Нефть и газ» под ред. В. А. Налимова
• Учебник «Технология переработки нефти и газа» — М.: Химия