Мировые мощности по производству нефтебитумов в 2001 г. составляли 111,5 млн.т. На долю России и других стран СНГ (бывшего СССР) в этом потенциально возможном объеме выработки битумов приходится около 12% общемирового производственного потенциала. Доля непосредственно России составляет 9,1% (2 место) мировой мощности производства нефтебитумов.

По развитию нефтебитумного производственного потенциала Россия среди развитых стран мира занимает второе место после США, однако при этом отстает от уровня США в 3 раза, но опережает Канаду, занимающую третье место и обладающую 7,0% мировой мощности производства.
Потенциальные возможности по производству нефтебитумов в России относительно мощности первичной переработки нефти достигли уровня США — 3,7%, что выше уровня выхода на нефть Франции, Италии, Японии, но значительно ниже относительно потенциальных возможностей Канады и Германии. Удельная мощность производственного потенциала получения нефтебитумов на душу населения в России сравнялась с лучшими достижениями европейских стран, однако в 1,6 раза отстает от уровня США и более чем в 3,5 раза — от уровня Канады.
Поскольку нефтебитум, используемый в качестве связующего вещества при изготовлении асфальтобетонных покрытий автодорог, составляет в среднем 6-8% в получаемой массе асфальтобетона, рассмотренные потенциальные возможности России в сопоставлении с семеркой развитых стан мира свидетельствуют о весьма низком уровне развития дорожного строительства в России при ее огромной (относительно всех стран, даже Канады и США) территории. Фактически в реальном производстве в России положение в два раза хуже, так как использование производственной мощности по выработке нефтебитумов составляет менее 50%, тогда как в семерке развитых стран мира производственный потенциал используется на 90-96% (в количественном отношении).
 С учетом же состояния дорог, качества изготавливаемых асфальтобетонных смесей и получаемых для них вязких нефтебитумов характеристики состояния достигнутого уровня производства и потребления нефтебитумов в России относительно уровня семерки ведущих стран еще более снижаются.
Наряду с этим действующим в нефтеперерабатывающей промышленности парком мощных битумных производств, суммарный производственный потенциал России дополняют локальные — отдельно стоящие и входящие в состав дорожных ремонтно-строительных управлений (ДРСУ) и асфальтобетонных заводов (АБЗ) более мелкие установки других министерств и ведомств России.
На состояние и развитие битумного производства в России оказывает существенное влияние ряд специфических факторов:
• первый из них - сезонность выработки битумов основных марок - дорожных,   связанная   с   четко   определенными   периодами   выполнения дорожно-строительных   работ   и   порождающая   проблемы   для   непрерывно функционирующих нефтеперерабатывающих предприятий.
• второй   фактор -  небольшое различие цены продукта (битума) и сырья и сложность проведения технологических операций с таким высоковязким и низкозастывающим продуктом, как битум. В результате оказывается недействующей  система  стимулирования  для  совершенствования  и  обновления битумного   производства:   на  большей  части   НПЗ  давно   и   физически,   и морально    устарело    основное    технологическое    оборудование    битумных установок, на ряде производств, не оснащенных современными окислительными колоннами, продолжается эксплуатация устаревших трубчатых реакторов, характеризующихся повышенной пожарной и экологической опасностью.
• третий фактор -  неконтролируемый разброс показателей качества поступающего на переработку сырья. Известно, что даже небольшие колебания его состава — содержания парафиновых и ароматических углеводородов, асфальтенов и других компонентов оказывают огромное влияние на качество получаемых битумов. Отрицательный «вклад» в нестабильность сырья вносят и технологические особенности эксплуатации вакуумных колонн: изменения температурного режима и глубины вакуума, колебания количества «проваливаемого» циркуляционного орошения и загрузки сырья, недостаточная эффективность контактных устройств и т. д.
Проблема стабилизации качества сырья порождает еще две характерные особенности битумного производства. Во-первых, это возросший уровень требований потребителя к качеству дорожных, кровельных и других битумных материалов, во-вторых, одним из эффективнейших способов повышения качества товарных нефтепродуктов является компаундирование, но опыта смешения товарных компонентов для получения готовых битумов пока нет. Поэтому теоретически возможно и целесообразно использовать метод компаундирования как для подготовки сырья, так и для модификации свойств уже готовых битумов.
 

Сравнение качества российского и зарубежного битума

Факт, что дорожные битумы российского и зарубежного производства принципиально различаются по качеству, что предопределено различием нормативных требований к этому виду товарной продукции в нашей стране и за рубежом. Практика дорожного строительства в России, состояние дорог даже федерального значения опровергает мнение о безукоризненности существующих требований к дорожным битумам, сформулированных в ГОСТ 22245-90.
Низкие эксплуатационные характеристики материалов, используемых в дорожном строительстве, приводят к тому, что уже на 3–4 год требуется проведение ремонта дорог, тогда как за рубежом межремонтный период составляет 10–12 лет. Для повышения эксплуатационной надежности дорожных покрытий оказывается достаточным изменить качество дорожного битума.
В настоящее время в зарубежной практике для устройства и ремонта дорожных покрытий при необходимости используются композиционные материалы на основе битума и модификаторов, таких как сера, каучук (полибутадиеновый, натуральный, бутилкаучук, хлоропрен и др.), органо-марганцевые компаунды, термопластичные полимеры (полиэтилен, полипропилен, полистирол, этилен-винилацетат (EVA), термопластичные каучуки (полиуретан, олефиновые сополимеры, а также блоксополимеры стирол-бутадиен-стирола (СБС).
Целесообразность применения в составе дорожного асфальтобетона битума, модифицированного тем или иным видом модификатора, в каждом конкретном случае обосновывается с технической и экономической точки зрения.
В среднем в 2001 г. количество модифицированных битумов, использованных в дорожном строительстве в европейских государствах, составило 7%. Производство битумов, модифицированных полимерами типа СБС, в европейских государствах к 2001 г. возросло в среднем до 50% и составило, например, во Франции 80%, в Германии – 95%, в Испании – 65%, Бельгии – 80%, в Италии – 100% от всего объема изготавливаемых модифицированных битумов.
В последние годы разработаны и внедрены новые, нетрадиционные битумные технологии, позволяющие производить высококачественные дорожные битумы без стадии окисления, так называемые нефтяные неокисленные битумы БНН. Это технология производства компаундированных битумов на базе асфальтов пропан-бутановой или бутановой деасфальтизации, производства остаточных и компаундированных дорожных битумов путем глубоковакуумной перегонки мазутов высокосернистых, высокосмолистых нефтей. Технология производства компаундированных дорожных битумов из асфальтов пропан-бутановой деасфальтизации внедрена в 1997 г. на ОАО «Уфанефтехим». Технология получения дорожных остаточных битумов и узких масляных фракций глубоковакуумной перегонкой мазута без применения водяного пара внедрена в 2002 г. в Нижнекамске.
В это время в мировой практике дорожного строительства давно применяются неокисленные нефтяные дорожные битумы, из которых на Западе строится более 80 процентов автомобильных дорог. В отличие от окисленных они способны в 3 - 4 раза продлить срок службы дорожных покрытий, так как у них существенно лучшие показатели по водостойкости, устойчивости к износу, образованию трещин и температурным перепадам. Немаловажно и то, что использование в дорожном строительстве водно-битумных эмульсий, изготовленных на основе неокисленных битумов, и наличие соответствующей техники позволяют производить ремонт и строительство автодорог даже при минусовой температуре, занимаясь их производством и реализацией практически круглый год.

Проблемы, связанные с производством битумов

По данным Центрдорконтроля РДА о том, что около 50% ежегодно выпускаемых дорожных битумов не соответствует требованиям нормативных документов, прежде всего ГОСТ 22245—90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие».
Нефтеперерабатывающим предприятиям невыгодно дополнительно оборудовать битумное производство на НПЗ специальными охлаждающими системами для снижения температуры готового битума до  + 150 0С вместо  + 250 0С (это даёт возможность получать битумы с более лучшими эксплуатационными свойствами), перемешивающими устройствами для введения катионных поверхностно-активных веществ (ПАВ), специальными дополнительными емкостями для раздельного хранения битумов различных марок, современной аппаратурой для более строгого регулирования качества битумов и т.п. Ведь битум по сравнению с другими нефтепродуктами характеризуется низкой стоимостью, мало отличающейся от стоимости самой нефти, и потому не является выгодным товаром.
Кроме того, в связи с огромной территорией России и неравномерным размещением на ней нефтеперерабатывающих предприятий в современных условиях транспортные расходы составляют значительную долю в стоимости битумов и без того являющихся наиболее дорогой составляющей в цене готового асфальтобетонного покрытия.
Большинство российских нефтеперерабатывающих заводов не заинтересовано в получении высококачественных битумов: во-первых, российские НПЗ перерабатывают легкие западносибирские нефти с высоким содержанием светлых нефтепродуктов - до 60%. Светлые нефтепродукты в четыре раза дороже битумов, и именно они определяют экономику нефтеперерабатывающего завода. А повышение качества выпускаемых битумов связано с дополнительными затратами при низком экономическом эффекте. Во-вторых, свойства массовых западносибирских нефтей не дают возможности выпуска высококачественных битумов.
Следствием указанных причин является ситуация, при которой 50 % дорожных битумов не отвечают требованиям ГОСТ 22245-90. При этом требования ГОСТа давно не удовлетворяют потребителя.
Сегодня дорожники в своем стремлении к повышению долговечности дорог стоят перед дилеммой: покупать битумы за рубежом (см. гл. 3), при этом транспортные расходы будут весьма велики, или строить специализированные НПЗ по производству битума с использованием в качестве сырья специальных «тяжелых нефтей». Очевидно, что второй путь предпочтительней.
В связи с тем, что битум долгое время не считался в нашей стране целевым продуктом нефтепереработки, совершенствованию технологии его производства не уделялось должного внимания. Недостаточное финансирование битумного производства привело к тому, что оборудование на большинстве отечественных нефтеперерабатывающих предприятий морально и физически устарело. Вследствие этого качество вырабатываемых битумов и объемы их производства не соответствуют требованиям современного рынка. Поэтому перед НПЗ России остро стоит вопрос реконструкции битумных производств.
Только комплексный подход к решению данной проблемы позволит вывести производство битумов на современный уровень. Такой подход включает:
• улучшение качества сырья для битумного производства за счет
оптимизации его группового химического состава, введения активирующих
добавок,  использования  активирующего  воздействия  энергетических  полей
(например, ультразвука, виброполя);
• оптимизацию работы узла окисления за счет увеличения меж
фазной поверхности окисления и времени контакта фаз (это достигается не
только активированием сырья, но и модернизацией конструкции маточника и
узла ввода сырья);
• создание   блока   компаундирования   битума   с   сырьем   с   целью
расширения    ассортимента    марок    дорожных    битумов    и    исключения
отрицательного   воздействия   утяжеления   сырья   на   качество   получаемой
продукции;
• создание   блока  введения   полимерных  добавок  для   модифици
рования свойств битумов, что позволит организовать производство вяжущих
для строительства автомагистралей 1 категории;
• автоматизация    как    процесса    окисления,    так    и    процессов
компаундирования битумов с сырьем с одновременной заменой устаревшего
оборудования;
• внедрение     в     практику     дорожного     строительства    такого
перспективного вяжущего материала, как битумные эмульсии.
Реализация указанных мероприятий позволит не только повысить качество производимой продукции, но и придаст производству необходимую гибкость по ассортименту выпускаемой продукции.
 

Модернизация производства битума

Низкое качество дорожных битумов по ГОСТ 22245-90 – неудовлетворительная, недостаточная для условий России трещиностойкость, эластичность, адгезия – является одной из главных причин преждевременного разрушения дорожных, мостовых и аэродромных асфальтобетонных покрытий. Это приводит к неоправданно высоким затратам на ремонты, а следовательно, сдерживает развитие сети автомобильных дорог в России с твердым покрытием. Кроме того, плохим качеством дорог обусловлены 25% ДТП, 25% дополнительных расходов по моторесурсу и 30% дополнительного расхода топлива.
В связи с тем, что битум долгое время не считался в нашей стране целевым продуктом нефтепереработки, совершенствованию технологии его производства не уделялось должного внимания. Недостаточное финансирование битумного производства привело к тому, что оборудование на большинстве отечественных нефтеперерабатывающих предприятий морально и физически устарело. Вследствие этого качество вырабатываемых битумов и объемы их производства не соответствуют требованиям современного рынка. Поэтому перед НПЗ России остро стоит вопрос реконструкции битумных производств.
Только комплексный подход к решению данной проблемы позволит вывести производство битумов на современный уровень. Такой подход включает:
• улучшение качества сырья для битумного производства за счет
оптимизации его группового химического состава, введения активирующих
добавок,  использования  активирующего  воздействия  энергетических  полей
(например, ультразвука, виброполя);
• оптимизацию работы узла окисления за счет увеличения меж
фазной поверхности окисления и времени контакта фаз (это достигается не
только активированием сырья, но и модернизацией конструкции маточника и
узла ввода сырья);
• создание   блока   компаундирования   битума   с   сырьем   с   целью
расширения    ассортимента    марок    дорожных    битумов    и    исключения
отрицательного   воздействия   утяжеления   сырья   на   качество   получаемой
продукции;
• создание   блока  введения   полимерных  добавок  для   модифицирования свойств битумов, что позволит организовать производство вяжущих
для строительства автомагистралей 1 категории;
• автоматизация    как    процесса    окисления,    так    и    процессов
компаундирования битумов с сырьем с одновременной заменой устаревшего
оборудования;
• внедрение     в     практику     дорожного     строительства    такого
перспективного вяжущего материала, как битумные эмульсии.
Реализация указанных мероприятий позволит не только повысить качество производимой продукции, но и придаст производству необходимую гибкость по ассортименту выпускаемой продукции.
Кроме того, необходимо переработать имеющиеся и разработать новые нормативно – технические документы, регламентирующие требования к дорожным битумам с учётом качественных изменений транспортных нагрузок и конкретных климатических условий. Техническая политика требует пересмотра в области хранения битумов: около 80 % их общего объёма содержится в подземных стационарных хранилищах, где материал неминуемо обводняется.
Однако "Росавтодор" считает, что резко ужесточать действующие в России битумные стандарты на данном этапе преждевременно. Далеко не все НПЗ имеют для этого достаточные финансовые резервы - совершенствование качества моторных топлив для них гораздо более актуальная задача. Вместе с тем, прекращение выпуска даже плохих битумов осложнит работу региональных дорожников и отрицательно скажется на финансовой устойчивости самих заводов. Чтобы сдвинуть дело с мертвой точки, вместо командных методов власти решили действовать методом рекомендаций. В последние годы было рекомендовано использование улучшенных битумов (полимерно-битумных-вяжущих) для строительства дорог федерального значения.
С целью улучшения качества нефтебитумов Государственная служба дорожного хозяйства Министерства транспорта РФ ("Росавтодор") решила централизовать закупки битума у нефтяных компаний. При этом отечественные производители будут уверены в будущей реализации своей продукции, а качество битумов улучшится.
Одним из способов улучшение качества битумов является введение поверхностно-активных веществ (ПАВ). Установлено, что экономически эффективными модификаторами свойств нефтяных битумов являются те, которые доступны и недороги. С технической точки зрения для создания на основе битумов композиционных материалов с заданным комплексом свойств могут применяться только те модификаторы, которые:
- не разрушаются при температуре приготовления асфальтобетонной смеси;
- совместимы с битумом при проведении процесса смешения на обычном оборудовании при температурах, традиционных для приготовления асфальтобетонных смесей;
- в летнее время повышают сопротивление битумов в составе дорожного покрытия к воздействию сдвиговых напряжений без увеличения их вязкости при температурах смешения и укладки, а также не придают битуму жесткость или ломкость при низких температурах в покрытии;
- химически и физически стабильны и сохраняют присущие им свойства при хранении, переработке, а также в реальных условиях работы в составе дорожного покрытия.
Целесообразность применения в составе дорожного асфальтобетона битума, модифицированного тем или иным видом модификатора, в каждом конкретном случае обосновывается с технической и экономической точки зрения.
В случае внедрения модификаторов в состав нефтебитума необходимо следующее.
– Организовать производство, хранение и транспортирование битумов марок БНД с добавками катионных ПАВ в соответствии с проектом ГОСТ Р «Битумы нефтяные дорожные вязкие улучшенные. Технические условия». Эти битумы будут применяться для нижних слоев покрытий и для дорог III, IV и V категорий движения. Они будут обладать хорошей адгезией ко всем минеральным материалам и в более узком диапазоне не изменять свое качество в пределах одной марки.
- Организовать производство, хранение и транспортирование полимерно-битумных вяжущих на основе блоксополимеров СБС (стирол-бутадиен-стирола) в соответствии с ГОСТ Р 52056-2003 «Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блок-сополимеров типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия». Эти вяжущие обладают требуемой для любых условий России трещиностойкостью, теплостойкостью, эластичностью и адгезией и будут применяться для верхних слоев покрытий дорог I и II технических категорий.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка нефтяных битумов можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок нефтяных битумов в России».

Об авторе:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 918-13-12, (495) 911-58-70
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru