ВлГУ: студенты разработали битум из отходов, продлящий срок дорог в 1,5–2 раза
Группа студентов Владимирского государственного университета (ВлГУ) разработала технологию получения неокисленного битума из остатков нефтепереработки, способную увеличить ресурс дорожного покрытия в 1,5–2 раза. По словам студентки ВлГУ Юлии Кандрашкиной, новая методика также характеризуется более низкой себестоимостью по сравнению с применяемыми в настоящее время технологиями.
Традиционно дорожные битумы получают путем окисления (продувки воздухом при высоких температурах) тяжёлых нефтяных остатков, таких как гудрон. Этот процесс улучшает отдельные эксплуатационные показатели — например, твердость и температуру размягчения — но одновременно приводит к ухудшению других характеристик, делая материал более хрупким при низких температурах и ускоряя процессы старения.
«В технологии получения неокисленного, или битума из отходов нефтепереработки, используются специфические тяжёлые отходы, которые уже имеют состав, близкий к желаемым битумным фракциям. Это могут быть гудроны (вакуумные остатки) с высоким содержанием смол и асфальтенов, мазуты, отдельные фракции деасфальтизации или других процессов глубокой переработки нефти, тяжёлые нефти», — пояснила автор проекта.
Вместо окисления в предложенной технологии применяется метод каталитического крекинга на поверхности раздела фаз, протекающий при относительно низких температурах. «Простыми словами: мы заново перегоняем остаток нефтепереработки через крекенговую колонну под конкретными заданными давлением и температурой, чтобы получить продукт нужной марки», — сказала Кандрашкина.
По её объяснению, неокисленный битум сохраняет больше нативных лёгких фракций и обладает более устойчивой химической структурой, менее подверженной окислительной деградации под воздействием кислорода, ультрафиолетового излучения и высоких температур. Это замедляет процесс старения материала, проявляющийся в охрупчивании и растрескивании. «Срок службы дорожного покрытия может увеличиться в 1,5–2 раза, что означает меньшую потребность в ремонте и реконструкции. Такой битум лучше переносит как низкие, так и высокие температуры. Он остаётся более эластичным в холод, предотвращая образование трещин, и более стабильным в жару, уменьшая колееобразование», — пояснила Кандрашкина.
Технология также расширяет температурный диапазон сохранения эксплуатационных свойств вяжущего: благодаря повышенной эластичности и пластичности материал лучше сопротивляется появлению трещин под нагрузкой транспорта. Неокисленный битум обладает улучшенной адгезией к щебню и песку, что повышает прочность асфальтобетона и его водостойкость. «Производственные затраты на базовый неокисленный битум из отходов могут быть на 10–20% ниже, чем на традиционный», — отметила Кандрашкина.
Выход продукта на массовый рынок
По утверждению автора проекта, аналогичных разработок в России на данный момент не зарегистрировано. Ожидаемое время полной коммерциализации и выхода продукта на массовый рынок оценивается в 5–10 лет. Период предусматривает строительство опытно-промышленной установки (ОПУ), проведение всесторонних полевых испытаний, а также сертификацию и стандартизацию новой марки битума. Сейчас проект находится на этапе интенсивных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в лабораторных условиях. Проводится глубокая оптимизация состава и свойств битума. Проведена интенсивная научная работа, увенчавшаяся получением двух патентов на технологию, подтверждающих её новизну и потенциал. Проект также получил признание и финансовую поддержку, выиграв грант «Студенческий стартап» на 1 млн рублей, — рассказала Кандрашкина.
По её словам, налажено тесное взаимодействие с АО «ДСУ-3», достигнуты договорённости о размещении ОПУ на производственной площадке этой организации. Такое сотрудничество является ключевым этапом для перехода от лабораторных исследований к масштабированию и проведению полномасштабных испытаний в условиях, максимально приближенных к реальной эксплуатации.