14.03.2026 — Официальные задания, ответы к заключительному этапу многопрофильной инженерной олимпиаде «Звезда» по Химическим технологиям 9-10 класс, проходящая по всей Российской Федерации.
1. Скачать официальные варианты
Олимпиада «Звезда» по Химическим технологиям
9-10 класс 1 вариант
Природный битум известен человечеству с эпохи неолита. Неандертальцы использовали разогретый битум для прикрепления каменных наконечников к древковым копьям. В Месопотамии битум применяли для изоляции дерева, создания мозаик, в строительстве дорог и систем орошения. В Древнем Египте битум использовали для бальзамирования мумий.
В XIX веке началось промышленное использование битума. В 1832–1835 годах в Париже впервые использовали асфальт для мощения тротуаров. Позже битум стали применять в Лондоне, Вене, Лионе, Филадельфии и других городах. В Российской империи первое асфальтовое покрытие появилось в 1866 году в Петербурге, а в 1869 году — в Кронштадте.
Развитие нефтяной промышленности в XIX веке привело к активному использованию искусственных битумов, получаемых при переработке нефти. В 1914 году в Грозном был получен первый окисленный битум, а с 1925 года его производство началось в Баку. В 1930-х годах в СССР начали производить дорожные эмульсии и холодный асфальт.
Современные технологии включают модификацию битума полимерами, что улучшает его эластичность и устойчивость к температурным колебаниям. Это позволяет создавать долговечные дорожные покрытия и гидроизоляционные материалы.
Задание 1. Получение битума с заданными характеристиками качества – одна из задач технолога. На складе есть изоляционные битумы БН 90/10 (содержание твердых частиц – 90 %) и БН 50/20 (содержание твердых частиц – 50 %). Сколько килограммов каждого компонента нужно взять, если перед вами поставили задачу получить 600 кг изоляционного битума БН 70/30 с содержанием твердых частиц – 70 %.
→ Раскрыть ответ
Задание 2. Соотношение смол, масел и асфальтенов – ключевой фактор моделирования долговечности битума.
Зная массу смол, можно:
оценить скорость старения битума в конкретных климатических условиях;
подобрать оптимальный состав для региона (например, больше смол для холодных зон);
рассчитать межремонтные интервалы.
На установке окисления гудрона перерабатывают 9000 кг/ч сырья следующего состава (масс. %):
масла – 64 %;
смолы – 25 %;
асфальтены – 11 %.
Условия протекания процесса:
1. Температура в реакторе составляет 260 оС;
2. Потери массы:
газовая фаза (CO2, пары, лёгкие углеводороды) – 7 % от массы сырья;
унос (капли, аэрозоли) – 1 % от массы сырья.
Поскольку потери (газы, унос) не избирательны по компонентам, доли смол, масел и асфальтенов в готовом битуме сохраняют пропорции, достигнутые после окисления.
3. Кинетика накопления асфальтенов:
СА = СА0 + 0,02τ, где CA – конечная доля асфальтенов; СА0 – 0,11 – начальная доля асфальтенов; τ = 5 ч, время пребывания в реакторе.
4. Прирост асфальтенов происходит за счет:
смол – 80 % от прироста;
масел – 20 % от прироста.
Рассчитайте выход готового битума в кг/ч. Определите конечную долю асфальтенов в %. Найдите массу смол в готовом битуме в кг/ч.
→ Раскрыть ответ
Задание 3. Состав битума формируют не только окислением гудрона (ростом асфальтенов за счет превращения масел и смол, как мы узнали из задачи 2), но и компаундированием (смешением окисленного и неокисленного сырья).
В распоряжении технолога два комонета:
1. Окисленный битум (продукт реактора):
асфальтены – 25 %;
смолы – 20 %;
масла – 55 %.
2. Неокисленный гудрон:
асфальтены – 12 %;
смолы – 30 %;
масла – 58 %.
Требуется получить битум марки БНД60/90 с содержанием асфальтенов 20 % по массе.
Рассчитайте, в каком массовом соотношении нужно смешать окисленный битум и гудрон, чтобы получить целевой продукт. Ответ дайте в виде соотношения окисленный битум:гудрон (например, 3:2).
Определите состав полученного битума по смолам и маслам (в %).
→ Раскрыть ответ
