kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-4(16)-47kaz44-1496Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОТХОДОВIMPROVING THE QUALITY OF ROAD BITUMEN OBTAINED FROM HEAVY OIL WASTEhttps://orcid.org/0009-0008-0328-2708НесипбаеваН. Н.NessipbayevaN. N.

Нурипа Нурлановна Несипбаева – докторант 2-го курса Факультета Химии 

50010, Республика Казахстан, г.Алматы, пр. Достык, 13 

Nuripa Nurlanovna Nessipbayeva – 1 course PhD student

50010, Republic of Kazakhstan, Almaty, 13 Dostyk Avenue 

nuripanesipbaeva54@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4710-4045АкказинЕ. А.AkkazinE. A.

Ержан Асетович Акказин – кандидат химических наук, старший преподаватель  

50010, Республика Казахстан, г.Алматы, пр. Достык, 13 

Erzhan Asetovich Akkazin – candidate of Chemical sciences, Senior Lecturer 

50010, Republic of Kazakhstan, Almaty, 13 Dostyk Avenue 

erzhan_akkazin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0418-9360ОнгарбаевЕ. К.OngarbaevE. K.

Ердос Калимуллаулы Онгарбаев – доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией РГП

50012, Республика Казахстан, г.Алматы, ул. Богенбай батыра 172 

Erdos Kalimullauly Ongarbaev – doctor of Chemical sciences, Professor, Head of Laboratory

50012, Republic of Kazakhstan, Almaty, Bogenbai Batyr st.172 

erdos.ongarbaev@kaznu.edu.kzКазахский национальный педагогический университет имени АбаяКазахстанKazakh National Pedagogical University named after AbaiKazakhstanИнститут проблем горенияКазахстанInstitute of combustion problemsKazakhstan20242712202414(16)367378Copyright © Несипбаева Н.Н., Акказин Е.А., Онгарбаев Е.К., 20252025Несипбаева Н.Н., Акказин Е.А., Онгарбаев Е.К.Nessipbayeva N.N., Akkazin E.A., Ongarbaev E.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1496

Нефть и продукты нефтепереработки широко используются в качестве сырья и реагентов в различных отраслях промышленности – энергетике, производстве автомобильных масел, химических, лакокрасочных продуктах, процессах флотационного обогащения угля и др. Крoме тoго, нефтяные битумы используются в производстве стройматериалов, cтроительстве автoмобильных дорог, ремoнтировании аэродрoмов. Нефтепродукты, в том числе битумные, состоят из органических соединений различной структуры и состава, в том числе парафиновонафтеновых, алкилообменных, моно и бициклических ароматических углеводородов, ненасыщенных и гетероатомных соединений. Экономия материалов для современного дорожного строительства и улучшение их качества становится одной из главных проблем современных производственных технологий. В целях переработки нефтяных отходов, снижения воздействия тяжелых нефтяных отходов на окружающую среду их необходимо использовать в качестве вторичных минеральных сырьевых ресурсов. Кроме того, вопрос качественных покрытий для укладки автомобильных дорог уже давно является актуальным в различных регионах Казахстана. В статье рассматриваются проблемы озонирования нефти и предложена оценка влияния продуктов на химический состав. С этой целью был проведен аналитический обзор научно-исследовательской работы ведущих исследователей страны и зарубежных стран.

Oil and refined petroleum products are widely used as raw materials and reagents in various industries – energy, automotive oil production, chemical, paint and varnish products, coal flotation enrichment processes, etc. Іn addіtion, oіl bіtumen іs usеd in the сonstruction оf buildіng mаterials and highwаys, as well as in thе repair of aіrfіelds. Petroleum products, including bitumen, consist of organic compounds of various structures and compositions, including paraffin-naphthenic, alkyl-exchange, mono and bicyclic aromatic hydrocarbons, unsaturated and heteroatomic compounds. Saving materials for modern road construction and improving their quality is becoming one of the main problems of modern production technologies. In order to process oil waste and reduce the impact of heavy oil waste on the environment, they must be used as secondary mineral raw materials. In addition, the issue of high-quality coatings for laying highways has long been relevant in various regions of Kazakhstan. The article discusses problems of oil ozonation and an assessment of the effect of products on the chemical composition is proposed. To this end, an analytical review of the research work of the leading researchers of the country and foreign countries was conducted.

гудронбитумасфальтобетонозонированиеокислениеtarbitumenasphalt concreteozonationoxidationReferencesОМТ – Консалт – Рынок нефтяных битумов: состояние и тенденции [Электронный ресурс]. URL:http://www.omtconsult.ru/analitika_i_kommentarii/rynok_neftyanyh_bitumov_sostoyaniei_tendencii/ (дата обращения 10.04.2020).OMT – Konsalt – Rynok neftyanykh bitumov: sostoyanie i tendentsii [Ehlektronnyi resurs] URL:http://www.omtconsult.ru/analitika_i_kommentarii/rynok_neftyanyh_bitumov_sostoyaniei_tendencii/ (data obrashcheniya 10.04.2020). (In Russian).Анализ: Рынок нефтяных дорожных битумов. Текущая ситуация и прогноз 2019-2023 [Электронный ресурс]. URL: https://altogroup.ru/otchot/marketing/789-rynok-neftyanyx-dorozhnyxbitumov-tekushhayasituaciya-i-prognoz-2017-2021-gg.html (дата обращения 10.04.2020).Analiz: Rynok neftyanykh dorozhnykh bitumov. Tekushchaya situatsiya i prognoz 2019-2023 [Ehlektronnyi resurs] URL: https://altogroup.ru/otchot/marketing/789-rynok-neftyanyx-dorozhnyxbitumov-tekushhayasituaciya-i-prognoz-2017-2021-gg.html (data obrashcheniya 10.04.2020). (In Russian).Cardone F. Influence of mineral fillers on the rheological response of polymermodified bitumens and mastics / F. Cardone, F. Frigio, G. Ferrotti и др. // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). – 2015. – Vol. 2, № 6. – P. 373-381.Cardone F. Influence of mineral fillers on the rheological response of polymermodified bitumens and mastics / F. Cardone, F. Frigio, G. Ferrotti i dr. // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). – 2015. – Vol. 2, № 6. – P. 373-381. (In English).В 2019 г. в России растет производство и потребление битумов [Электронный ресурс]. URL: http://www.himagregat-info.ru/news/strategii-igosregulirovanie/v-2018-g-v-rossii-rastet-iproizvodstvo-i-potreblenie-bitumov/. (дата обращения 10.04.2020).V 2019 g. v Rossii rastet proizvodstvo i potreblenie bitumov [Ehlektronnyi resurs] URL: http://www.himagregat-info.ru/news/strategii-igosregulirovanie/v-2018-g-v-rossii-rastet-i-proizvodstvo-i-potreblenie-bitumov/. (data obrashcheniya 10.04.2020). (In Russian).Хойберг А. Дж. Битумные материалы / А. Дж. Хойберг. – М.: Химия, 2009. – 241 с.Khoiberg A. Dzh. Bitumnye materialy / A. Dzh. Khoiberg. – M.: Khimiya, 2009. – 241 s. (In Russian).Розенталь Д.А. Нефтяные окисленные битумы / Д.А. Розенталь. – Ленинград: ЛОТКЗ ТИ, 1981. – 84 с.Rozental' D.A. Neftyanye okislennye bitumy / D.A. Rozental'. – Leningrad: LOTKZ TI, 1981. – 84 s. (In Russian).Грудников И.Б. Теория и практика битумного дела / И.Б. Грудников // Нефтегазовое дело, 2013. – 420 с.Grudnikov I.B. Teoriya i praktika bitumnogo dela / I.B. Grudnikov // Neftegazovoe delo, 2013. 420 s. (In Russian).Katarzyna B. Effect of origin and technology on the chemical composition and colloidal stability of bitumens / B. Katarzyna, I. Gawel // Fuel Processing Technology. – № 85. – 2004. – P. 1453-1462.Katarzyna B. Effect of origin and technology on the chemical composition and colloidal stability of bitumens / B. Katarzyna, I. Gawel // Fuel Processing Technology. – № 85. – 2004. – P. 1453-1462. (In English).Аmirbayеv Y. Characterization of asphalt bitumens and asphalt concretes modified with carbon powder / Y. Аmirbayеv, A. Yelshibayev, A. Nugmanova // Case Studies in Construction Materials. – 2022. – Vol. 17. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01554.Amirbayev Y. Characterization of asphalt bitumens and asphalt concretes modified with carbon powder / Y. Amirbayev, A. Yelshibayev, A. Nugmanova // Case Studies in Construction Materials. – 2022. – Vol. 17. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01554. (In English).Битумы, полимерно-битумные вяжущие, асфальтобетон, полимерасфальтобетон: метод. Пособие для слушателей ГОУ ДПО ГАСИС / сост.: Л.М. Гохман. – М., Изд-во ГОУ ДПО ГАСИС, 2008. – 94 с.Bitumy, polimerno-bitumnye vyazhushchie, asfal'tobeton, polimeralsfal'tobeton: metod. Posobie dlya slushatelei GOU DPO GASIS / sost.: L.M. Gokhman. – M., Izd-vo GOU DPO GASIS, 2008. – 94 s. (In Russian).Cha Z. Ozonation of Canadian Athabasca asphaltene. Ph.D. thesis, University of Utah, Salt Lake City, UT. – 2009.Cha Z. Ozonation of Canadian Athabasca asphaltene. Ph.D. thesis, University of Utah, Salt Lake City, UT. – 2009. (In English).Vasilievici G. The influence of catalysts addition on blown bitumens characteristics / G. Vasilievici et al // Rev. Chim (Bucharest). 2011. – V. 62. – № 6. – P. 672-675.Vasilievici G. The influence of catalysts addition on blown bitumens characteristics / G. Vasilievici et al // Rev. Chim (Bucharest). 2011. – V. 62. – № 6. – P. 672-675. (In English).Гун Р.Б. Нефтяные битумы / Р.Б. Гун. – М.: Химия, 1989. – 148 с.Gun R.B. Neftyanye bitumy / R.B. Gun. – M.: Khimiya, 1989. – 148 s. (In Russian).Грудников И.Б. (1983) Производство нефтяных битумов. – М: Химия. – 192 с.Grudnikov I.B. (1983) Proizvodstvo neftyanykh bitumov. – M: Khimiya. – 192 s. (In Russian).Гатауллина Р.Т. Сравнительные характеристики инновационных покрытий в России и зарубежных странах / Р.Т. Гатауллина, Е.С. Рахматуллина // Инновационная наука. 2017. – № 02-1. – С. 179-182.Gataullina R.T. Sravnitel'nye kharakteristiki innovatsionnykh pokrytii v Rossii i zarubezhnykh stranakh / R.T. Gataullina, E.S. Rakhmatullina // Innovatsionnaya nauka. – 2017. – № 02-1. – S. 179-182. (In Russian).Hendessi S. Ozonation of Oilsands Bitumen / S. Hendessi, A. de Klerk // Energy Fuels. – 2016. – Vol. 30. – P. 8941-8951.Hendessi S. Ozonation of Oilsands Bitumen / S. Hendessi, A. de Klerk // Energy Fuels. – 2016. –Vol. 30. – P. 8941-8951. (In English).Зимелис Е.В. Проблемы внедрения инноваций в дорожной отрасли / Е.В. Зимелис // Управление инновациями: теория, методология, практика. – Новосибирск: ЦРНС, 2012. – 148 с.Zimelis E.V. Problemy vnedreniya innovatsii v dorozhnoi otrasli / E.V. Zimelis // Upravlenie innovatsiyami: teoriya, metodologiya, praktika. – Novosibirsk: TSRNS, 2012. – 148 s. (In Russian).Preparation of Polymer Bitumen Binder in the Presence of a Stabilizer / Y. Imanbayev et al // Processes. – 2021. – № 9(1). – P. 182.Preparation of Polymer Bitumen Binder in the Presence of a Stabilizer / Y. Imanbayev et al // Processes. – 2021. – № 9(1). – P. 182. (In English).Колбановская А.С. Дорожные битумы / А.С. Колбановская, Е.В. Михайлов. – М., Транспорт, 264 с.Kolbanovskaya A.S. Dorozhnye bitumy / A.S. Kolbanovskaya, E.V. Mikhailov. – M., Transport, – 264 s. (In Russian).Кашьянов В.Ф. Oзoнoлиз нефтяного сырья / В.Ф. Кашьянов, А.К. Лебедев, П.П. Cивирилoв. – Томск: МГП «Раско», 1997. – 271 с.Kash'yanov V.F. Ozonoliz neftyanogo syr'ya / V.F. Kash'yanov, A.K. Lebedev, P.P. Civirilov. – Tomsk: MGP «Rasko», 1997. – 271 s. (In Russian).Quddus M.A. Catalytic oxidation of asphalt / M.A. Quddus // Thesis submitted for the fulfillment of the degree of PhD. – Karachi, 1992. – 244 p.Quddus M.A. Catalytic oxidation of asphalt / M.A. Quddus // Thesis submitted for the fulfillment of the degree of PhD. – Karachi, 1992. – 244 p. (In English).Transformations of the components of heavy petroleum feedstock by ozone. Chem / N.M. Likhterova et al // Technol. Fuels Oils. – 2004. – Vol. 40. – P. 248-255.Transformations of the components of heavy petroleum feedstock by ozone. Chem / N.M. Likhterova et al // Technol. Fuels Oils. – 2004. – Vol. 40. – P. 248-255. (In English).Chemical activation of diesel fractions with ozone for the hydrotreatment process / N.M. Likhterova et al // Petroleum chemistry. – 2005. – Vol. 45(1). – P. 1-10.Chemical activation of diesel fractions with ozone for the hydrotreatment process / N.M.Озонирование природного битума месторождения Мунайлы Мола / Е.К. Онгарбаев и др. // Горение и плазмохимия. – 2015. – том 13, № 4. – С. 294-302.Likhterova et al // Petroleum chemistry. – 2005. – Vol. 45(1). – P. 1-10. (In English).Thermocatalytic cracking of the natural bitumens of Kazakhstan / Y.K. Ongarbayev et al // Solid Fuel Chemistry. – 2016. – Vol. 50(2). – P. 81-87.Ozonirovanie prirodnogo bituma mestorozhdeniya Munaily Mola / E.K. Ongarbaev i dr. // Gorenie i plazmokhimiya. – 2015. – tom 13, № 4. – S. 294-302. (In Russian).Петрова Т.М. Проблемы и перспективы строительства бетонных автодорожных покрытий и Российской Федерации / Т.М. Петрова, Ю.А. Сорвачева // Вестник гражданских инженеров. – 2016. – М.: Библиогр. – C. 155.Thermocatalytic cracking of the natural bitumens of Kazakhstan / Y.K. Ongarbayev et al // Solid Fuel Chemistry. – 2016. – Vol. 50(2). – P. 81-87. (In English).Patent 0292297 US. Hong P.K.A., Cha Z. Ozonation conversion of heavy hydrocarbons for resource recovery. Publ. Date. 7.11. 2013.Petrova T.M. Problemy i perspektivy stroitel'stva betonnykh avtodorozhnykh pokrytii i Rossiiskoi Federatsii / T.M. Petrova, YU.A. Sorvacheva // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. – M.: Bibliogr, 2016. – C. 155. (In Russian).Рыбьев И.А. Строительное материаловедение / И.А. Рыбьев. – М.: Высшая школа, 2004. – 701 с.Patent 0292297 US. Hong P.K.A., Cha Z. Ozonation conversion of heavy hydrocarbons for resource recovery. Publ. Date. 7.11. 2013. (In English).Розенталь Д.А. Методы определения и расчета структурных параметров фракций тяжелых нефтяных остатков / Д.А. Розенталь. – Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1981. – 84 с.Ryb'ev I.A. Stroitel'noe materialovedenie / I.A. Ryb'ev. – M.: Vysshaya shkola, 2004. – 701 s. (In Russian).Read J. The Shell Bitumen Handbook / J. Read. – Fifth Edition. Shell Bitumen, 2003. – 460 p.Rozental' D.A. Metody opredeleniya i rascheta strukturnykh parametrov fraktsii tyazhelykh neftyanykh ostatkov / D.A. Rozental'. – L.: LTI im. Lensoveta, 1981. – 84 s. (In Russian).Application of polyphosphoric for HMA modification. US and European experience / О. Shulga et al // 5th Eurasphalt & Eurobitume Congress. – Istanbul, 2012. – Р. 140.Read J. The Shell Bitumen Handbook / J. Read. – Fifth Edition. Shell Bitumen, 2003. – 460 p. (In English).Свириденко Н.Н. Влияние предварительной обработки озоном природных битумов на скорость протекающих реакций крекинга / Н.Н. Свириденко, А.К. Головко // Journal of Siberian Federal University. Chemistry. – 2020. – № 13(1). – C. 78-88.Application of polyphosphoric for HMA modification. US and European experience / O. Shulga et al // 5th Eurasphalt & Eurobitume Congress. – Istanbul, 2012. – R. 140. (In English).Свириденко Н.Н. Инициированный крекинг природного битума для увеличения выхода дистиллятных фракций / Н.Н. Свириденко, Е.Б. Кривцов, А.К. Головко // Известия Томского политехнического университета. – 2013. – Т. 323(3). – С. 37.Sviridenko N.N. Vliyanie predvaritel'noi obrabotki ozonom prirodnykh bitumov na skorost' protekayushchikh reaktsii krekinga / N.N. Sviridenko, A.K. Golovko // Journal of Siberian Federal University. Chemistry. – 2020. – № 13(1). – C. 78-88. (In Russian).Выбор сырья для получения битумных материалов на основе местных ресурсов / Г. Сагитова и др. // Известия НАН РК. Серия химии и технологии. – 2023. – № (4). – С. 19-30. https://doi.org/10.32014/2023.2518-1491.189.Sviridenko N.N. Initsiirovannyi kreking prirodnogo bituma dlya uvelicheniya vykhoda distillyatnykh fraktsii / N.N. Sviridenko, E.B. Krivtsov, A.K. Golovko // Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. – 2013. – T. 323(3). – S. 37. (In Russian).Шеховцова С.Ю. Эффективный асфальтобетон на основе наномодифицированного полимерно-битумного вяжущего: дис…канд. тех. наук: 05.23.05 / Шеховцева Светлана Юрьевна; Моск. гос. строит. ун-т. – Белгород, 2016. – 192 с.Vybor syr'ya dlya polucheniya bitumnykh materialov na osnove mestnykh resursov / G. Sagitova i dr. // Izvestiya NAN RK. Seriya khimii i tekhnologii. – 2023. – № (4). – S. 19-30. https://doi.org/10.32014/2023.2518-1491.189. (In Russian).Ядыкина В.В. Перспективы применения наноуглеродных трубок для повышения качества битума и асфальтобетона / В.В. Ядыкина // Инновационные материалы и технологии (ХХ научные чтения): Междунар. Научно-практич. Конф.: сб. докл. / Белгородский гос. технологич. ун-т. – Белгород. – 2012. – Ч.4. – С. 306-309.Shekhovtsova S.YU. Ehffektivnyi asfal'tobeton na osnove nanomodifitsirovannogo polimernobitumnogo vyazhushchego: diS…kand. tekh. nauk: 05.23.05 / Shekhovtseva Svetlana Yur'evna; Mosk. gos. stroit. un-t. – Belgorod, 2016. – 192 s. (In Russian).Zaykin Y.A. Stimulation of radiation-thermal cracking of oil products by reactive ozonecontaining mixtures / Y.A. Zaykin, R.F. Zaykina // Radiation Physics and Chemistry. – 2004. – Vol. 71. – P. 475-478.Yadykina V.V. Perspektivy primeneniya nanouglerodnykh trubok dlya povysheniya kachestva bituma i asfal'tobetona / V.V. Yadykina // Innovatsionnye materialy i tekhnologii (KHKH nauchnye chteniya): Mezhdunar. Nauchno-praktich. Konf.: sb. dokl. / Belgorodskii gos. tekhnologich. un-t. – Belgorod. – 2012. – CH.4. – S. 306-309. (In Russian).Влияние группового углеводородного состава гудронов на физико-химические свойства битумов / С.В. Котов и др. // Нефтехимия. – 2009. – № 3, том 49. – С. 243-246.Zaykin Y.A. Stimulation of radiation-thermal cracking of oil products by reactive ozonecontaining mixtures / Y.A. Zaykin, R.F. Zaykina // Radiation Physics and Chemistry. – 2004. – Vol. 71. – P. 475-478. (In English).Производство окисленных битумов / А.Ф. Кемалов и др. – Изд-во Казанского технологического университета, 2009. – 117 с.Vliyanie gruppovogo uglevodorodnogo sostava gudronov na fiziko-khimicheskie svoistva bitumov / S.V. Kotov i dr. // Neftekhimiya. – 2009. – № 3, tom 49. – S. 243-246. (In Russian).Proizvodstvo okislennykh bitumov / A.F. Kemalov i dr. – Izd-vo Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2009. – 117 s. (In Russian).Proizvodstvo okislennykh bitumov / A.F. Kemalov i dr. – Izd-vo Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2009. – 117 s. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.