Мир нефтепродуктов, 2023, № 4

мир нефтепродуктов №4 2023

w w w . n e f t e m i r . r u

Учредитель 
воскресенская кристиана Александровна
Журнал зарегистрирован Государственным 
комитетом российской федерации по печати – 
свидетельство № 018580 от 5 марта 1999 г.

Издатель
© ооо Цоп «профессия» 
Генеральный директор огай А. и. 
Шеф-редактор воскресенская к. А.
помощник шеф-редактора Безель м. Г.
компьютерная верстка издательства. 
периодичность выпуска журнала 6 номеров в год. 

Контакты
190031, российская федерация, Санкт-петербург, 
Спасский пер., д. 2/44
e-mail: info@neftemir.ru 
Цена журнала – свободная
материалы, поступившие в редакцию, подлежат 
обязательному рецензированию
Заявленный тираж 1000 экз.
© Цоп «профессия», 2020. все права 
защищены. никакая часть издания не может быть 
воспроизведена в какой бы то ни было форме 
без письменного разрешения владельцев 
авторских прав. 
оформление, перевод: © Цоп «профессия», 2023

Founder
Voskresenskaia Kristiana Aleksandrovna
Journal registered in the State Committee 
of the Russian Federation for Press – 
Certificate No. 018580 of March 5, 1999.

Publisher
EPC "Professiya" 
CEO Ogay A. I.
Chief editor Voskresenskaia K. A.
Chief editor assistant Bezel M. G.
Computer page makeup by publishing house 
Frequency: monthly issues, 6 volumes per year 

Contacts
190031, Russian Federation, St. Petersburg, 
Spasskii per. 2/44
e-mail: info@neftemir.ru 
© EPC "Professiya", 2020. All rights reserved 
(including those of translation into other languages). 
No part of this issue may be reproduced in any form 
by photoprinting, microfilm or any other means – nor 
transmitted or translated into a machine language 
without written permission from the publishers. 
Registered names, trademarks, etc. used in this 
magazine, even when not specifically marked as such, 
are not to be considered unprotected by law. 
Design, translation © EPC "Professiya", 2023

Scientific and technical journal 
''world oF Petroleum ProduCts''

научно-технический журнал 
«МИР НЕФТЕПРОДУКТОВ»

w w w . n e f t e m i r. r u
3
мир нефтепродуктов №4 2023

w w w . n e f t e m i r . r u

СОДЕРЖАНИЕ

Журнал по решению ВАК Минобрнауки России включен в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, 
в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата 
и доктора наук».
Журнал включен в Российский индекс научного цитирования.

CONTENTS

Химия и теХнология переработки нефти  

Брызгалов Н. И., Ахметзянов Р. Р.   
Исследование реологических свойств полимерно-битумных вяжущих

Лаврова А. С., Ведерников О. С., Ицкович В. А., Васильев В. В., Головачев В. А., Бородин Е. В., 
Леонтьева М. Е., Бессонов В. В., Мережкин А. В.   
Термообработка среднего дистиллята каталитического крекинга

нефтеХимия: теХнология, процессы  

Сафронов Е. М., Бугаев Е. С., Зуйков А. В., Ершов М. А., Капустин В. М.  
Анализ и сопоставление российских технологий нефтепереработки 

Зуйков А. В., Игнатчик Я. Б., Капустин В. М.  
Оценка влияния стабильности состава топлива на эмиссию выбросов сО2 от технологических печей нпз

нефтепродукты: состав, своЙства, применение

Сенчик М. А., Капустин В. М., Вострикова Ю. В., Гладышев В. А., Соколов А. Д.
Исследование влияния на дорожный битум полимерных битумных вяжущих материалов

Химмотология

Джавадова А. А., Юсифова А. Р., Рамазанова Ю. Б., Юсифзаде Г. Г., Гусейнова А. А., Магеррамова З. К.
создание новых смазочных композиций на базе продукта регенерации отработанного масла

Лашхи В. Л., Чудиновских А. Л.
принципиальная возможность оценки сохраняемости масел

мероприятия

Выставка нефтегаз 2023 и национальный нефтегазовый форум

6

12

18

30

40

48

54

58

CHEMISTRY AND TECHNOLOGIES OF OIL-REFINING  

Bryzgalov N. I., Akhmetzyanov R. R.   
Research of Rheological Properties of Polymer-Bitumen Binders

Lavrova A. S., Vedernikov O. S., Itskovich W. A., Vasil’ev V. V., Golovachev V. A., Borodin E. V., Leont’yeva M. E., 
Bessonov V. V., Merezchkin A. V.   
Heat Treatment of Middle Distillate of Fluid Catalytic Cracking

PETROCHEMISTRY: TECHNOLOGY, PROCESSES

Safronov E. M., Bugaev E. S., Zuikov A. V., Ershov M. A., Kapustin V. M.  
Analysis and Comparison of Russian Petroleum Refining Technologies 

Zuikov A. V., Ignatchik Ya. B., Kapustin V. M.  
Assessment of the Effect of Fuel Composition Stability on CO2 Emissions from Refinery Process Furnaces

PETROLEUM PRODUCTS: COMPOSITION, PROPERTIES AND APPLICATION

Senchik M. A., Kapustin V. M., Vostrikova Yu. V., Gladyshev V. A., Sokolov A. D.
Investigation of the Effect of Polymer Bitumen Binders on Road Bitumen

CHEMMOTOLOGY

Djavadova А. А., Yusifova А. R., Ramazanova Yu. B., Yusifzadeh G. G., Guseynova А. А., Magerramova Z. K. 
Creation of New Lubricating Compositions Based on Waste Oil Regeneration Product

Lashkhi V. L., Chudinovskikh A. L
A Fundamental Possibility of Assessing the Persistence of Oils

EvENTS

Neftegaz 2023 Exhibition and National Oil and Gas Forum

6

12

18

30

40

48

54

58

w w w . n e f t e m i r. r u

Scientific and technical journal 
''world oF Petroleum ProduCts''

научно-технический журнал 
«МИР НЕФТЕПРОДУКТОВ»

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР

Капустин В. М. – д-р техн. наук, профессор, рГу 
нефти и газа (ниу) им. и. м. Губкина, 
москва, россия

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ

Караханов Э. А. – д-р хим. наук, профессор, 
мГу им. м. в. ломоносова, москва, россия 

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ

Башкирцева Н. Ю. – д-р техн. наук, профессор,  
казанский национальный исследовательский 
технологический университет, казань, россия
Винокуров В. А. – д-р хим. наук, рГу нефти и газа 
(ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия
Гришин Н. Н. – д-р техн. наук, профессор, 
25-й Госнии химмотологии мо рф, москва, россия
Егазарьянц С. В. – д-р хим. наук,
мГу им. м. в. ломоносова, москва, россия
Ершов М. А. – канд. техн. наук, генеральный директор 
Центра мониторинга новых технологий, москва, 
россия
Золотов В. А. – д-р техн. наук, профессор, 
25-й Госнии химмотологии мо рф, москва, россия
Локтев А. С. – д-р хим. наук,
рГу нефти и газа (ниу) им. и. м. Губкина,
москва, россия
Лысенко С. В. – д-р хим. наук,
мГу им. м. в. ломоносова, москва, россия 
Максимов А. Л. – член-корреспондент рАн, 
д-р хим. наук, инХС им. А. в. топчиева рАн, москва 
Митусова Т. Н. – д-р техн. наук, профессор,
Ао «внии нп», москва, россия
Рудяк К. Б. – д-р техн. наук, профессор, Генеральный 
директор ооо «рн-Цир», москва, россия
Серёгин Е. П. – д-р техн. наук, 
25-й Госнии химмотологии мо рф, москва, россия 
Соловьянов А. А. – д-р хим. наук, профессор, внии 
«Экология», москва, россия
Спиркин В. Г. – д-р техн. наук, профессор, рГу нефти 
и газа (ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия
У Вэй – профессор, институт химии, химической 
технологии и материаловедения Хэйлунцзянского 
университета, Харбин, кнр
Цветков О. Н. – д-р техн. наук, инХС 
им. А. в. топчиева рАн, москва, россия
Чернышева Е. А. – канд. хим. наук, рГу нефти и газа 
(ниу) им. и. м. Губкина, москва, россия
Чудиновских А. Л. – д-р техн. наук, генеральный 
директор Ао фирма «нАми-Хим», москва, россия
Ярославов А. А. – д-р хим. наук, член-корреспондент рАн,
мГу им. м. в. ломоносова, москва, россия

EDITOR-IN-CHIEF

Prof. V. M. Kapustin – Gubkin Russian State University 
of Oil and Gas (National Research University), 
Moscow, Russia

EDITORIAL COUNCIL

Prof. E. A. Karakhanov – Lomonosov Moscow State 
University, Moscow, Russia

EDITORIAL BOARD

Prof. N. Yu. Bashkirceva – Kazan National Research 
Technological University, Kazan, Russia
E. A. Chernishova – Gubkin Russian State University 
of Oil and Gas (National Research University), Moscow, 
Russia
A. L. Chudinovskikh – Firm Nami-Chim Ltd, Moscow, 
Russia
S. V. Egazar’yants – Lomonosov Moscow State 
University, Moscow, Russia
M. A. Ershov – New Technologies Watch Center, CEO, 
Moscow, Russia
N. N. Grishin – 25th State Research Institute of MD of 
Russian Federation, Moscow, Russia
Prof. A. S. Loktev – Gubkin Russian State University of 
Oil and Gas (National Research University), Moscow, 
Russia 
Prof. S. V. Lysenko – Lomonosov Moscow State 
University, Moscow, Russia
Prof. RAS A. K. Maksimov – A. V. Topchiev Institute of 
Petrochemical Synthesis, RAS, Moscow, Russia
Prof. T. N. Mitusova – All-Russian Research Institute of 
Oil Refining, Moscow, Russia
Prof. K. B. Rudyak – RN-CIR, CEO, Moscow, Russia
Prof. E. P. Seregin – 25th State Research Institute of MD 
of Russian Federation, Moscow, Russia
Prof. A. A. Solov’yanov – All-Russian Research Institute 
of Ecology, Moscow, Russia
V. G. Spirkin – Gubkin Russian State University of Oil 
and Gas (National Research University), Moscow, Russia
O. N. Tsvetkov – A. V. Topchiev Institute of 
Petrochemical Synthesis, RAS, Moscow, Russia
V. A. Vinokurov – Gubkin Russian State University of Oil 
and Gas (National Research University), Moscow, Russia
Prof. Wu Wei – Institute of Chemistry, Chemistry 
technology and Materials Science, Heilongjiang 
University, People’s Republic of China 
Prof. A. A. Yaroslavov – Lomonosov Moscow State 
University, Moscow, Russia
Prof. V. A. Zolotov – 25th State Research Institute 
of Chemmotology of MD of the Russian Federation, 
Moscow, Russia

мир нефтепродуктов №4 2023

w w w . n e f t e m i r . r u

w w w . n e f t e m i r. r u

Химия и теХнолоГия перерАБотки нефти

Брызгалов н. и., Ахметзянов р. р.
(институт геологии и нефтегазовых технологий, фГАоу во «казанский (приволжский) федеральный университет»), казань
E-mail: ni.bryzgalov@mail.ru

иССледовАние реолоГиЧеСкиХ СвоЙСтв 
полимерно-БитумныХ вяЖуЩиХ

Ключевые слова: полимер-битумное вяжущее, термоэластопласт, блоксополимер типа стирол-бутадиен-
стирол, динамическая вязкость, петля гистерезиса, тиксотропия.

проводится анализ исследований реологических свойств полимерно-битумных вяжущих. Эти исследования 
показывают, что введение в битум полимерной добавки на основе блоксополимера типа стирол-бутадиен-
стирол приводит к существенному росту значений показателя модуля упругости вяжущего и снижению значений 
динамической вязкости при увеличении температуры от 40 до 120 °С. Экспериментально установлено, 
что при высоком содержании блок-сополимера типа стирол-бутадиен-стирол наблюдается рост значений 
эффективной вязкости вяжущего. в результате проведенных исследований установлена прямая корреляция 
между реологическими характеристиками битумных композиций и их стандартными эксплуатационными 
показателями.

удк 665.71                                                                                                        DOI: 10.32758/2782-3040-2023-0-4–6-11

Введение
полимерные битумные вяжущие (пБв) — это 

материалы, обладающие выраженными эластично-
вязкопластическими свойствами. поведение таких 
термоэластопластов чувствительно к изменениям 
температуры. пБв не подчиняются законам ньютона 
и Гука под приложенной на них нагрузкой по причине 
того, что проявляют низкую деформационно-
механическую прочность из-за разделения фаз. 
Структурная сеть, присутствующая в них, отчасти 
разрушается за счет внутреннего трения при течении. 
в зависимости от величины, прикладываемой 
внешней сдвиговой силы или степени нагрева такие 
системы могут течь в виде либо ньютоновской 
жидкости с постоянным значением вязкости, либо 
структурированной жидкости с уменьшающейся 
эффективной вязкостью по мере увеличения градиента 
скорости [1].
Следует отметить, что существующие физико-
химические показатели — пенетрация, температура 
размягчения, температура хрупкости по фраасу и т. д. —  
не позволяют качественно охарактеризовать свойства 
пБв в зависимости от времени эксплуатации, 
что приводит к необходимости разработки динамических 
методов испытаний с целью получения адекватных 
характеристик эксплуатационных свойств 
битумного вяжущего [2].

реология битумных вяжущих — одна из сложнейших 
исследовательских задач в области физической 
химии, до настоящего времени включающая немало 
открытых вопросов. в то же время уже сегодня 
можно с уверенностью утверждать, что реологи-

ческие показатели битумов наиболее объективно 
и достоверно характеризуют их эксплуатационные 
характеристики. по этой причине современные 
нормативные технические документации для битумных 
вяжущих основаны на реологических показателях. 
практическим примером этого является 
система объемно-функционального проектирования 
Superpave, которая внедряется в нашей стране 
в виде серии новых государственных стандартов. 
Система включает требования к битумному вяжущему 
и методы испытаний, основанные на оценке 
реологических характеристик. испытание битумного 
вяжущего проводят из расчета всего срока службы 
покрытия с учетом технологического и эксплуатационного 
старения. номенклатурный перечень марок 
PG в соответствии с ГоСт р 58400.1 позволяет подобрать 
наилучшее битумное вяжущее, необходимое 
для конкретного участка дороги [2].

классические реологические показатели — это 

вязкость, тиксотропия и т. д. ниже приведены исследуемые 
в данной работе реологические свойства 
битумных вяжущих.

динамическая вязкость характеризует внутреннее 
трение среды, которую необходимо преодолеть 
для того, чтобы градиент скорости перемещения 
на единицу поверхности одного слоя был равен 
единице по отношению к другому слою. единицей 
динамической вязкости является вязкость среды, 
у которой один слой перемещается со скоростью 
1 м/с относительно другого слоя на расстоянии  
1 м под действием силы в один ньютон на квадратный 
метр.

мир нефтепродуктов №4 2023

w w w . n e f t e m i r . r u

динамическая вязкость по закону ньютона вычис-

ляется по формуле (1), па ∙ с:

η = τ / γ,                                                                  (1)

где τ — напряжение сдвига, па; γ — скорость  
сдвига, с–1 [3].
Напряжение сдвига — величина, определяемая 
отношением силы, производящей сдвигающее 
действие, к площади воздействия. Скорость 
сдвига — величина, определяемая градиентом 
скорости в битуме, перпендикулярным к напряжению 
сдвига.

для изучения поведения битумных вяжущих  
в основном используют вискозиметры, с помощью 
которых можно получить достаточно данных 
для описания структуры и механических моделей 
этих материалов. кроме того, данные полного реологического 
анализа пБв необходимы для проектирования 
оборудования по их производству  
и транспортировке.

в настоящее время известно несколько методов 
определения тиксотропных свойств дисперсных 
систем. по мнению А. и. рабинерсона, метод 
ротационной вискозиметрии наиболее точен для 
изучения тиксотропных свойств. для исследования 
механизма тиксотропных изменений необходимо 
получить данные, характеризующие свойства 
веществ в двух состояниях — до разрушения  
и после него. прайс-джонс также утверждал, что 
тиксотропные свойства нельзя определить по одной 
кривой течения. отсюда следует, что необходимы две 
кривые: одна должна быть получена по мере постепенного 
увеличения скорости сдвига, а другая —  
при уменьшении скорости сдвига после разрушения 
структуры системы. данный метод называется 
методом петли гистерезиса [4].
Петля гистерезиса — замкнутая фигура, описы-

вающая кривые «нагрузка-разгрузка». особенностью 
многих псевдопластичных и пластично-вязких 
структурированных дисперсионных систем является 
наличие петель гистерезиса при загрузке и разгрузке. 
когда оказываемое сдвиговое напряжение 
достигает предельного или условно-предельного 
состояния, система показывает характерную ньютоновскую 
жидкость: она начинает течь.

Материалы и методы
для проведения исследований по определению 
реологических свойств битумных вяжущих  
в качестве исходного сырья для получения пБв был 
использован битум Бнд 70/100, соответствующий требованиям 
ГоСт 33133–2014. для модификации битума 
в качестве полимера применили блок-сополимер 
типа стирол-бутадиен-стирол (СБС).
Блоксополимеры типа СБС состоят из стирол-
бутадиен-стирольных тройных цепей с двухфазной 
морфологией жестких полистирольных доменов 
(дисперсная фаза) в гибкой полибутадиеновой 
матрице. неоднократно подтвержденные превосходные 
свойства, относительно хорошая дисперсность (
или соответствующая растворимость)  

в битуме, приемлемая стоимость сделали СБС очень 
популярным модификатором для битума.

реологические исследования пБв проводились 

на ротационном вискозиметре RHEOTEST RN 4.1 
при температуре 40–120 °С в диапазоне скоростей 
сдвига от 0,5 до 600 с–1. испытания были основаны 
на принципе измерения чистого однородного сдвига 
ламинарного и турбулентного течения материала 
в узком кольцеобразном зазоре системы соосных 
цилиндров.

динамическая вязкость пБв была определена 

по требованиям ГоСт 33137–2014 по условию 1. 
Согласно условию 1 измерение динамической вязкости 
проводят следующим образом. во-первых, 
скорость вращения шпинделя устанавливают так, 
чтобы требуемая скорость сдвига была установлена 
с точностью 3–5 %; во-вторых, показания измеряют 
через три последовательных интервала времени 
(45 ± 5) с. прибор автоматически фиксирует значение 
динамической вязкости, напряжения сдвига  
и скорости сдвига.

проводилось исследование тиксотропных свойств 

по методу петель гистерезиса образцов пБв с содержанием 
СБС 4 %масс. и пБв с содержанием СБС  
5 %масс. исследование заключалось в определении 
эффективной вязкости образцов до и после разрушения 
структуры при температуре 90 °С. исследование 
проводилось по следующей схеме:

1. для каждого вещества поддерживалось одина-

ковое начальное условие. образцы выдерживались 
в течение 30 мин в сосуде для термостатирования 
при температуре 90 °С; далее устанавливалась 
скорость сдвига вращающегося шпинделя 1 с–1 
и в течение 120 с шпиндель совершал оборот со 
скоростью сдвига 1 с–1.

2. далее для образцов скорость сдвига устанавливалась 
150 с–1. За 10 шагов скорость сдвига возрастала 
с 1 до 150 с–1 по геометрической зависимости. 
на каждом шаге при стабилизации показателей снимались 
значения вязкости и напряжения сдвига

3. далее для образцов скорость сдвига устанавливалась 
1 с–1. За 10 шагов скорость сдвига уменьшалась 
с 150 до 1 с–1 по геометрической зависимости. 
на каждом шаге при стабилизации показателей снимались 
значения вязкости и напряжения сдвига.

Результаты
результатом испытания является среднее ариф-

метическое динамической вязкости, па ∙ с, измеренное 
за три последовательных временных интервала. 
результаты испытаний приведены в табл. 1.

на рис. 1 приведена зависимость изменения 

динамической вязкости пБв от содержания СБС 
и температуры.

как показано на рис. 1, значения динамической 

вязкости пБв в зависимости от температуры уменьшаются 
по экспоненциальной зависимости.

результаты испытаний приведены на рис. 2  

и в табл. 2, 3 соответственно. на графике представлены 
кривые изменения вязкости и напряжения 
сдвига от скорости сдвига в логарифмическом масштабе. 
Слева на оси ординат представлена шкала 

w w w . n e f t e m i r. r u

единицы измерения напряжения сдвига, а справа —  
шкала единицы измерения вязкости.

в результате проведенных расчетов реологиче-

ских характеристик образцов пБв были определены 
текучесть n и коэффициент консистенции k 
для образцов пБв с содержанием СБС 4 и 5 %масс. 
соответственно. результаты табл. 3 показывают, 
что температура перехода из неньютоновского  
в ньютоновское состояние повышалась с увеличением 
содержания полимера в битумно-полимерной 
композиции, в то время как сдвиговые свойства 
материала ухудшались [5].
Анализ степенного закона вязкости жидкости на 

примере исследуемых образцов пБв свидетельствует 
об экстремальном реологическом поведении дисперсных 
систем образцов пБв. так как на начальном этапе 
вязкость снижается, в дальнейшем при увеличении 
давления значения вязкости не изменяются.

при значении n < 1 вязкость уменьшается с повышением 
скорости сдвига, что соответствует псевдо-
пластичному поведению пБв. показатель текучести 
n = 1 свидетельствует о наличии ньютоновских 
свойств текучести пБв; при значении n > 1 у образцов 
пБв наблюдаются дилатационные свойства 
текучести (вязкость увеличивается при повышении 
градиента скорости). С помощью коэффициента 
консистенции k, который в нашем случае составляет 
19 и 20,8 па ∙ с соответственно, проведены 
расчеты значений напряжения сдвига, скорости 
сдвига и эффективной вязкости. мера определенности 
σ формул составляет 0,99 при максимально 
возможном значении 1. показатель текучести n 
и коэффициент консистенции k не являются истинными 
константами вещества, так как это параметры 
приближенной математической модели.

Обсуждение
как показано на графиках, вязкость изменяется 

при изменении скорости сдвига, что характерно для 
неньютоновских жидкостей. вязкость при увеличении 
скорости сдвига уменьшается, что является 
характерной особенностью псевдопластических 
жидкостей. Это вызвано наличием структурной вязкости 
у пБв-систем. Структурная вязкость вызвана 
наличием ассоциатов макромолекул и надмолекулярных 
структур. при движении в потоке с градиентом 
скорости подобные структуры подвергаются 
пептизации, что приводит к уменьшению вязкости, 
т. е. структурная вязкость — это дополнительная 
к ньютоновой вязкость систем, вызванная добавочным 
сопротивлением течению со стороны внутренних 
пространственных структур. в растворе 
дисперсия полимера, содержащая молекулярные 
цепи, образует флуктуационную сетку зацеплений 
вследствие перепутывания и переплетения це- 
пей [6]. низкая прочность молекулярной решетки 
пБв может приводить к недостаточной деформационной 
прочности флуктуационной сетки вяжущего. 
в состоянии покоя эти материалы сохраняют 
нерегулярный внутренний порядок, именно по- 
этому они обладают значительным сопротивлением 
текучести, т. е. высокой вязкостью (рис. 3).  
по мере увеличения скорости сдвига частицы, взвешенные 
в жидкости, ориентируются в направлении 
потока, тем самым уменьшая сопротивление потоку 
и снижая вязкость раствора. Цепные молекулы 
полимера могут развязываться, вытягиваться и ориентироваться 
в направлении действия движущей 
Рис. 1. Зависимость динамической вязкости пБв  
от содержания СБС и температуры

Таблица 1

Динамическая вязкость ПБВ в зависимости от температуры и содержания сБс

температура, °С

динамическая вязкость пБв, па ∙ с

Битум Бнд 70/100

Содержание СБС, %масс.

3
4
5

40
391,28
729,33
1776,67
1863,33

60
14,78
35,73
74,37
76,07

90
0,75
1,81
3,02
3,15

120
0,05
0,33
0,5
0,62

Химия и теХнолоГия перерАБотки нефти

мир нефтепродуктов №4 2023

w w w . n e f t e m i r . r u

силы. точный порядок взаимного расположения 
частиц или молекул позволяет им более эффективно 
диффундировать друг относительно друга. 
Сферические частицы могут деформироваться  
в потоке [7–9].

полимерно-битумное вяжущее — это полидиспер-

сная система, т. е. образованная из нескольких фаз, 
которые не взаимодействуют между собой химически 
и практически не смешиваются, но вместе  
с тем подвержены эффективной диффузии при наложении 
внешних факторов. дисперсионной средой 

выступает мальтеновая группа веществ, а дисперсной 
фазой — асфальтены и высокомолекулярные 
частицы СБС. основным структурирующим компонентом 
битума являются смолисто-асфальтеновые 
вещества (САв), состоящие из молекул асфальтенов 
и некоторых масляных компонентов, образующие 
адсорбционно-сольватный слой. Сложные структурные 
единицы в нефтяных дисперсных системах 
образуются за счет межмолекулярных взаимодействий 
сил ван-дер-ваальса, обусловленных балансом 
сил притяжения и отталкивания [10–12].

а)                                                                                                            б)

Таблица 2

Результаты испытаний образца ПБВ  

с содержанием сБс 4 %масс.

Градиент  
среза D, с–1

напряжение  
сдвига τ, мпа

вязкость η,  

мпа ∙ с

1,000
2,04 ∙ 104
2,04 ∙ 104

1,558
2,93 ∙ 104
1,88 ∙ 104

2,428
3,96 ∙ 104
1,63 ∙ 104

3,785
5,67 ∙ 104
1,50 ∙ 104

5,897
8,18 ∙ 104
1,39 ∙ 104

9,195
1,12 ∙ 105
1,22 ∙ 104

14,33
1,63 ∙ 105
1,14 ∙ 104

54,28
5,12 ∙ 105
9,43 ∙ 103

84,61
7,69 ∙ 105
9,09 ∙ 103

131,9
1,14 ∙ 106
8,64 ∙ 103

132,1
1,11 ∙ 106
8,38 ∙ 103

84,81
7,74 ∙ 105
9,12 ∙ 103

14,36
1,77 ∙ 105
1,23 ∙ 104

9,213
1,23 ∙ 105
1,33 ∙ 104

5,910
9,01 ∙ 104
1,52 ∙ 104

3,793
6,76 ∙ 104
1,78 ∙ 104

2,433
4,92 ∙ 104
2,02 ∙ 104

1,561
3,68 ∙ 104
2,36 ∙ 104

1,002
2,84 ∙ 104
2,84 ∙ 104

Таблица 3

Результаты испытаний образца ПБВ  

с содержанием сБс 5 %масс.

Градиент  
среза D, с–1

напряжение  
сдвига τ, мпа

вязкость η,  

мпа ∙ с

1,000
2,10 ∙ 104
2,10 ∙ 104

1,743
3,41 ∙ 104
1,95 ∙ 104

3,044
5,42 ∙ 104
1,78 ∙ 104

5,306
8,74 ∙ 104
1,65 ∙ 104

9,257
1,44 ∙ 105
1,55 ∙ 104

16,16
2,31 ∙ 105
1,43 ∙ 104

28,19
3,88 ∙ 105
1,37 ∙ 104

49,22
6,22 ∙ 105
1,26 ∙ 104

85,86
1,00 ∙ 106
1,17 ∙ 104

115,2
1,29 ∙ 106
1,12 ∙ 104

86,04
1,01 ∙ 106
1,17 ∙ 104

49,35
6,20 ∙ 105
1,26 ∙ 104

28,28
3,93 ∙ 105
1,39 ∙ 104

16,21
2,42 ∙ 105
1,49 ∙ 104

9,291
1,56 ∙ 105
1,68 ∙ 104

5,325
9,82 ∙ 104
1,84 ∙ 104

3,051
6,38 ∙ 104
2,09 ∙ 104

1,748
3,99 ∙ 104
2,28 ∙ 104

1,002
2,64 ∙ 104
2,63 ∙ 104

Рис. 2. кривые вязкости и напряжения сдвига образца пБв с содержанием СБС 4 %масс. (а) и 5 % масс. (б) 

w w w . n e f t e m i r. r u

помимо САв, в пБв должна формироваться пространственная 
эластичная структурная молекулярная 
сетка — сложная молекулярная ассоциативная 
структура, создаваемая за счет высокоэффективной 
диффузии совместно с молекулами САв молекулы 
СБС.

образовавшаяся новая ассоциативная диспер-

сия САв — СБС в составе пБв должна с термодинамической 
точки зрения быть стабильной для 
обеспечения перехода битумного материала с типа 
«термопласт» в другой тип «термоэластопласт», обеспечивающий 
высокие деформационно-прочностные 
характеристики и стойкость к физико-химическому 
расслоению содержащихся в составе пБв фаз 
при высокой степени выдержки циклов различных 
физико-механических нагрузок в различных 
температурных режимах, при необходимости длительного 
сохранения адгезионно-прочностных 
характеристик пБв.

в блоксополимере типа СБС термопластичные 

блоки полистирола агрегируются в домены, в которых 
прочно закреплены эластичные цепи полибутадиена (
рис. 4).

высокая прочность пБв на растяжение обеспечивается 
физическими связями между жесткими 
полистирольными блоками. при высоких температурах 
эти связи разрываются из-за повышенной подвижности 
макромолекул, в результате чего полимер 
может необратимо деформироваться вследствие 
приложенного напряжения.

кроме того, молекулы СБС могут взаимодействовать 
с асфальтенами и смолами за счет физических 
связей, возникающих между блоками полистирола 
СБС и полярных групп (кислород-, азот-, серо-
содержащих) асфальтенов и смол.

в диапазоне скоростей сдвига 1–30 с–1 наблюда-

ется «петля гистерезиса». кривая обратного хода 
сливается с кривой прямого хода в диапазоне скоростей 
сдвига 30–120 с–1.
Это объясняется тем, что ассоциаты и структуры, 
которые состоят из высокомолекулярных соединений (
полимеры, асфальтены, смолы), после разрушения 
восстанавливаются с большой скоростью  
и возвращаются к первоначальному состоянию.

происходит обратимая деформация с высокой сте-

пенью релаксации. в диапазоне скоростей 1–30 с–1 
при обратном ходе вязкость выше, чем при прямом 
ходе. причиной тому то, что структура с уменьшением 
скорости сдвига увеличивается за счет межмолекулярных 
взаимодействий. она становится 
более связанной, чем была ранее.

С помощью закона текучести по оствальду-де-

веле (степенной закон вязкости жидкости) можно 
обработать кривые текучести и кривые вязкости, 
которые представлены на рис. 2 и 3. Этот закон 
описывает неньютоновские жидкости без предела 
текучести. Согласно данному закону напряжение 
сдвига вычисляется по формуле

τ = k ∙ γn.                                                               (2)

результатами обработки по закону текучести 

оствальда-де-веле являются показатель текучести n, 
который описывает отклонение от ньютоновских 
свойств текучести, и коэффициент консистенции k, 
который зависит как от природы материала, так  
и от вида и размеров измерительной аппаратуры. 
коэффициент консистенции k соответствует вязкости 
при градиенте скорости 1 с–1.

заключение
проведенный инструментальными и статистическими 
методами анализ реологических свойств 
образцов битумных вяжущих подтвердил тенденции 
зависимостей, описанных ранее в литературе.  
под действием внешних деформирующих сил поведение 
битума определяется комплексом физических 
свойств, к которым относят вязкость, пластичность, 
упругость, хрупкость, ползучесть, прочность, усталость. 
Свойства вяжущих зависят от температуры 
и характера их напряженного состояния, а также 
от межмолекулярных взаимодействий и их структуры.


Были изучены реологические свойства пБв и определены 
прямая зависимость динамической вязкости 
и скорость сдвига при температуре нагрева 40, 60, 
90 и 120 °C от количества введенного в битум блок-
сополимера типа СБС.
Было показано, что температура перехода из неньютоновского 
состояния в ньютоновское повышалась 
с увеличением содержания полимера в битумно-
полимерной композиции, в то время как сдвиговые 
свойства материала ухудшались.

таким образом, проведенные лабораторные испы-

тания позволяют заключить, что для образцов пБв 
с СБС 4 и 5 %масс. показатели текучести n равны 
0,8336 и 0,9712 соответственно.
Рис. 4. Схема строения блоксополимера типа СБС

Рис. 3. дисперсии пБв в покое и текущие 

в направлении стрелок

Химия и теХнолоГия перерАБотки нефти

мир нефтепродуктов №4 2023

w w w . n e f t e m i r . r u

список литературы
1. василовская Г. в., назиров д. р. Гидроизоляци-

онные материалы для сооружений Сибири. красноярск: 
Сибирский федеральный университет, 2013. 
124 с. ISBN 978-5-7638-2923-5.

2. тюкилина п. м. комплексное технологическое 

регулирование производства современных дорожных 
битумных вяжущих: автореф. дис. … д-ра техн. 
наук: 2.6.12. москва, 2021. 52 с.

3. ГоСт 33137–2014. дороги автомобильные 

общего пользования. Битумы нефтяные дорожные 
вязкие. метод определения динамической вязкости 
ротационный вискозиметром. москва: изд-во 
стандартов, 2014.

4. мартемьянова л. е., Гаврилова н. Б., Щетинин м. п.,  

лисин п. А. инженерная реология: учеб. пособие. 
омск; Барнаул: изд-во АлтГту, 2003. 389 с.

5. коваленко п. в. исследование реологических 

свойств битумных вяжущих // прикладные науки. 
2007. № 6. С. 101–106.

6. Брызгалов н. и., кемалов А. ф., кемалов р. А. 

влияние бутадиен-стирольного термоэластопла-
ста на физико-химические показатели полимер-
битумных вяжущих // вестник технологического 
университета. 2022. т. 25, № 9. С. 76–85.

7. котов C. B., тимофеева Г. в., леванова C. B. [и др.].  

дорожные битумы с модифицирующими добавками //  
Химия и технология топлив и масел. 2003. № 3.  
С. 52–53.

8. Глуховская в. С. термоэластопласты на основе 

бутадиена, пиперилена и стирола // промышленное 
производство и использование эластомеров. 2008. 
№ 4. С. 13–15.

9. котенко н. п., Щерба Ю. С., евфорицкий А. С. 

влияние полимерных и функциональных добавок 
на свойства битума и асфальтобетона // известия 
вузов. Северо-кавказский регион. технические 
науки. 2019. № 1. C. 94–99. DOI: 10.17213/0321-2653-
2019-1-94-99.

10. Сюняев З. и., Сюняев р. З., Сафиева р. З. нефтя-

ные дисперсные системы. москва: Химия, 1990. 224 с.:  
ил. ISBN 5-7245-0573-8.

11. Сайдахмедов Э. Э. разработка технологии 

получения битумов на основе местного вторичного 
сырья: дис. … д-ра философии: 02.00.08. ташкент, 
2018. 124 с.

12. обухов А. Г., высотская м. А. влияние компо-

нентного состава на качество пБв // новая наука: 
от идеи к результату. 2015. № 2. С. 97–101.

Bryzgalov N. I., Akhmetzyanov r. r.
(Institute of Geology and Oil and Gas Technologies, 
Kazan Federal University, Kazan)

research of rheological Properties of Polymer-

Bitumen Binders

Keywords: polymer-bitumen binder, thermoplastics, 
styrene-butadiene-styrene block polymer, dynamic 
viscosity, hysteresis loop, thixotropy.

Abstract
The article analyzes the research of rheological properties 
of polymer-bitumen binders. The conducted studies have 
shown that the introduction of a polymer additive based on 
a styrene-butadiene-styrene block polymer into bitumen 
leads to a significant increase in the values of the elastic 
modulus of the binder and a decrease in the values of 
dynamic viscosity with an increase in temperature from 
40 to 120 ° C. It has been experimentally established that 
with a high content of a styrene-butadiene-styrene block 
copolymer, an increase in the values of the effective viscosity 
of the binder is observed. As a result of the conducted 
research, a direct correlation was established between 
the rheological characteristics of bitumen compositions 
and their standard performance indicators.

references
1. Vasilovskaya G. V., Nazirov D. R. Waterproofing 
materials for Siberian structures. Krasnoyarsk: Siberian 
Federal University, 2013. 124 p. ISBN 978-5-7638-
2923-5.
2. Tyukilina P. M. Complex technological regulation 
of the production of modern road bitumen binders: Dr. 
Sci. Tech. Thesis: 2.6.12. Moscow, 2021. 52 p.
3. GOST 33137–2014. Public automobile roads. 
Bitumen oil road viscous. A method for determining 
dynamic viscosity with a rotary viscometer. Moscow: 
Publishing House of Standards, 2014.
4. Martemyanova L. E., Gavrilova N. B., Shchetinin M. P.,  
Lisin P. A. Engineering Rheology: manual. Omsk; Barnaul: 
AltSTU Publishing House, 2003. 389 p.
5. Kovalenko P. V. Investigation of rheological 
properties of bitumen binders // Applied Sciences. 
2007. No. 6. Pp. 101–106.
6. Bryzgalov N. I., Kemalov A. F., Kemalov R. A. 
Influence of styrene-butadiene thermoplastics on 
physico-chemical parameters of polymer-bitumen 
binders // Bulletin of the Technological University. 2022. 
Vol. 25, No. 9. Pp. 76–85.
7. Kotov C. B., Timofeeva G. V., Levanova C. B. [et al.]. 
Road bitumen with modifying additives // Chemistry and 
Technology of Fuels and Oils. 2003. No. 3. Pp. 52–53.
8. Glukhovskaya V. S. Thermoplastics based on 
butadiene, piperylene and styrene // Industrial Production 
and Use of Elastomers. 2008. No. 4. Pp. 13–15.
9. Kotenko N. P., Shcherba Yu. S., Evforitsky A. S. 
Influence of polymer and functional additives on the 
properties of bitumen and asphalt concrete // News 
of Universities. The North Caucasus region. Technical 
sciences. 2019. № 1. Pp. 94–99. DOI: 10.17213/0321-
2653-2019-1-94-99.
10. Syunyaev, Z. I., Syunyaev R. Z., Safieva R. Z. Oil 
dispersed systems. Moscow: Chemistry, 1990. 224 p.: 
ill. ISBN 5-7245-0573-8.
11. Saydakhmedov E. E. Development of technology 
for obtaining bitumen based on local secondary raw 
materials: Dr. Sci. Phil. Thesis: 02.00.08. Tashkent, 
2018. 124 p.
12. Obukhov A. G., Vysotskaya M. A., The influence 
of component composition on the quality of PBB // New 
Science: From Idea to Result. 2015. No. 2. Pp. 97–101.

w w w . n e f t e m i r. r u

Химия и теХнолоГия перерАБотки нефти

лаврова А. С.1,3; ведерников о. С.2, д-р хим. наук; ицкович в. А.3, д-р техн. наук; васильев в. в.4; Головачев в. А.1;  
Бородин е. в.1; леонтьева м. е.3; Бессонов в. в.1,3; мережкин А. в.3

(1 ооо «Газпромнефть — промышленные инновации», Санкт-петербург;

2 дирекция переработки нефти и газа пАо «Газпром нефть», Санкт-петербург;
3 Санкт-петербургский государственный технологический институт (технический университет), Санкт-петербург;

4 Санкт-петербургский государственный экономический университет, Санкт-петербург)
E-mail: Lavrova.AS@gazprom-neft.ru

термооБрАБоткА СреднеГо диСтиллятА 
кАтАлитиЧеСкоГо крекинГА

Ключевые слова: средний дистиллят каталитического крекинга, термообработка.

методом хромато-масс-спектрометрии исследован химический состав среднего дистиллята каталитического 
крекинга. проведена его термообработка при различных параметрах процесса. установлен режим термообработки, 
позволяющий получать фракцию, выкипающую выше 350 °С в продукте. комплексом физико-
химических методов анализа изучены продукты термообработки.

удк 665.658                                                                                                   DOI: 10.32758/2782-3040-2023-0-4-12-16

Введение
Средний дистиллят каталитического крекинга 
традиционно используется как компонент дизельного 
топлива. однако высокое содержание ароматических 
веществ в дистиллятах каталитического 
крекинга свидетельствует о том, что этот продукт 
может быть рассмотрен как перспективное сырье 
для вторичных процессов нефтепереработки, характеризующихся 
недостатком сырья, насыщенного 
полициклоароматическими углеводородами. Цель 
работы — исследование процесса термообработки, 
направленного на увеличение в указанном среднем 

дистилляте каталитического крекинга содержания 
полициклоароматических углеводородов.

при нагревании нефтепродуктов, наряду с реакциями 
деструкции парафиновых и нафтеновых 
углеводородов и деалкилирования ароматических 
углеводородов, приводящими к образованию более 
легких соединений, протекают реакции конденсации, 
полимеризации и уплотнения сырья с образованием 
высококипящих соединений. поэтому 
задача исследования состоит в подборе экспериментальных 
условий процесса термообработки 
среднего диcтиллята каталитического крекинга, 

Таблица 1

Показатели качества среднего дистиллята каталитического крекинга

показатель
метод испытаний
Значение

плотность при 20 °С, г/см3
ГоСт 3900–2022
0,9280

кинематическая вязкость при 80 °С, сСт
ASTM D445-2021
1,051

условная вязкость при 80 °С
ГоСт 6258–85
1,04

Зольность, %
ГоСт 1461–75
0,0

Содержание серы, %
ГоСт 32139–2019
0,05

коксуемость, %
ГоСт 19932–99
0,1

фракционный состав, %:
  нк
  10 %
  20 %
  50 %
  кк

ГоСт 2177–99

78
215
235
257
295

Групповой углеводородный состав:
  парафино-нафтеновые
  олефиновые
  ароматические
  моноциклоароматические
  бициклоароматические
  три- и полициклоароматические

ГоСт EN 12916–2017

2,1
1,6
92,3
19,8
71,3
1,2