авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Получение нефтяных и полимермодифицированных дорожных битумов улучшенного качества компаундированием окисленных и остаточных нефтепродуктов в ооо лукойл-пермне

-- [ Страница 3 ] --

Необходимо отметить, что, при использовании в качестве «пластификатора» ЭСО, продукт имеет неизменную или несколько более высокую растяжимость и эластичность при 0°С по сравнению с ПБВ, содержащими слоп. Остальные параметры качества при этом практически идентичны. Таким образом, пластифицирование ПБВ экстрактом селективной очистки остаточных масел является более предпочтительным.

Анализ характера изменения таких свойств битума как температура размягчения и пенетрация при 25°С при добавлении модификатора «Elvaloy 4170 RET» (рис. 2) позволил предложить уравнения для прогнозирования указанных свойств ПБВ на окисленно-остаточной битумной основе (применимы при использовании в качестве окисленной части битума с температурой размягчения не более 55°С). В качестве исходных данных использованы температура размягчения и пенетрация при 25°С исходной смеси, которые, в свою очередь, также могут быть определена расчетным путем на основе свойств исходных компонентов.

В частности, по температуре размягчения нефтяной основы (tр, исх, °С), которую предполагается использовать для получения ПБВ, можно оценить температуру размягчения продукта (tр, °С) по уравнению (составлено для интервала концентраций полимера 0,6-1 мас.% и содержания неокисленных компонентов в нефтяной основе не более 60 мас. %):

tр = tр, исх + (22,5 – 0,18x)у (3)

где х – суммарное содержание неокисленных компонентов, мас.%;

у – концентрация модификатора «Elvaloy 4170 RET», мас.% на нефтяную часть.

В свою очередь, пенетрацию при 25°С продукта (П25, 0,1 мм) можно вычислить по приближенной зависимости (применима в интервале значений у от 0,6 до 1,0 мас.%, х1 не более 15 мас.%, х2 не более 30 мас.%):

П25 = П25, исх(70 – x1 – х2/5 + 10(1 – у))/100 (4)

где х1 – суммарное содержание слопа и ЭСО, мас.%;

х2 – содержание гудрона, мас.%.

В пятой главе рассмотрена возможность использования ИК-спектроскопии для количественной оценки группового углеводородного состава тяжелых продуктов нефтепереработки и сопоставимость результатов такой оценки с общепринятым методом их анализа жидкостной хроматографией.

Исследованию подверглись как окисленные дорожные битумы марки БНД 90/130, так и неокисленные высококипящие продукты различных процессов нефтепереработки: асфальт деасфальтизации, гудрон, слоп и ЭСО.

Зависимость изменения температуры размягчения (а) и пенетрации при 25°С (б) ПБВ, получаемого при модифицировании окисленно-остаточного битума реакционоспособной добавкой «Elvaloy 4170 RET», от концентрации неокисленного компонента

Рис. 2

Первоначально указанные нефтепродукты были разделены методом жидкостной адсорбционной хроматографии на отдельные группы углеводородов. Затем как для исходных нефтепродуктов, так и для выделенных из них углеводородных групп были определены инфракрасные спектры поглощения.

Анализ структуры спектров различных углеводородных групп выделенных из одного и того же нефтепродукта позволил выявить ряд характерных частот, оптические плотности на которых существенно различаются, а именно 1603, 2410, 2675, 2730, 3165 и 4330 см-1.

Одной из особенностей таких многокомпонентных систем как тяжелые нефтяные фракции и битумы является практическая невозможность их полного разделения традиционным элюентными хроматографическими методами, так как отдельные фракции существенно перекрываются по временам удерживания. Поэтому оптические плотности на упомянутых частотах, как правило, плавно изменялись при переходе от парафино-нафтеновой части к смолам и асфальтенам.

В связи с этим, для однозначного определения содержания 6 групп углеводородов потребовалось не менее 6 уравнений, связывающих их концентрации с оптической плотностью анализируемого вещества, и при этом не являющихся тождественными. Данные уравнения имеют вид:

, (5)

где D0 – оптическая плотность на определенной частоте для исследуемого нефтепродукта;

D1 … D6 – оптическая плотность на той же частоте для соответствующих групп углеводородов (парафино-нафтеновая часть, моноциклические арены, бициклические арены, полициклические арены, смолы, асфальтены);

х1 … х6 – массовая доля соответствующей группы углеводородов;

k1 … k6 – поправочный коэффициент для соответствующей группы углеводородов, учитывающий происхождение исследуемого нефтепродукта (необходимость введения данного коэффициента связана с некоторым различием состава и структуры одних и тех же групп углеводородов, выделенных хроматографически из нефтепродуктов различного происхождения).

В расчетах использованы разности оптических плотностей и плотности на частоте 4760 см-1, использованной в качестве базовой линии (D1603 – D4760, D2730 – D4760, D3165 – D4760, D4330 – D4760). Для поглощения на частоте 2410 см-1 разность не применялась, т.к. данная область не имеет ярко выраженных полос поглощения и используется для оценки оптической плотности анализируемого продукта в целом. Кроме того, хорошие результаты были получены при использовании в расчетах отношения D2730 / D2675.

Итоговая система уравнений для оценки группового состава имеет вид:

Решение данной системы осуществлялось на ЭВМ в программе Microsoft Excel как результат определения значений х1 … х6 при минимальной сумме относительных отклонений расчетных (правая часть уравнений системы) и реальных характеристик спектра (левая часть) исследуемого нефтепродукта.

Сравнение группового состава нефтепродуктов, определенного хроматографически, с составом, рассчитанным на основе инфракрасных спектров поглощения по приведенной методике (табл. 4) подтвердило, что ИК-спектроскопия может быть использована для количественной экспресс-оценки группового углеводородного состава различных тяжелых нефтепродуктов, причем данные о химическом составе являются сопоставимыми с результатами общепринятого разделения методом жидкостной адсорбционной хроматографии.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Предложены рецептуры окисленно-остаточных дорожных битумов, отличающихся расширенным интервалом пластичности и улучшенными низкотемпературными свойствами одновременно с достаточно высокой растяжимостью.

2. Установлены эмпирические связи температуры размягчения и пенетрации при 25 и 0°С смесей окисленного и остаточного нефтепродукта с их компонентным составом, что позволило предложить уравнения для расчетного определения данных характеристик битума-компаунда.

Таблица 4

Сравнение групповых составов асфальта деасфальтизации и окисленного битума марки БНД 90/130, определенных хроматографически и расчетным методом на основе их инфракрасных спектров поглощения

Наименование групп углеводородов Концентрация углеводородной группы, мас.%
Асфальт Битум
Хром. метод ИК метод Откло-нение Хром. метод ИК метод Откло-нение
Парафино-нафтеновая часть 11,3 12,9 1,5 12,4 11,0 1,4
Моноциклические
арены
19,7 19,2 0,6 12,2 13,6 1,4
Бициклические и полициклические
арены
39,8 39,6 0,2 26,7 33,3 6,6
Смолы 17,6 12,4 5,1 25,1 17,7 7,5
Асфальтены 11,2 16,0 4,8 22,7 24,5 1,7
Карбены и
карбоиды
0,0 - - 0,4 - -
Потери 0,4 - - 0,4 - -
Итого: 100,0 100,0 - 100,0 100,0 -

3. Показано, что использование чистых окисленных или остаточных нефтепродуктов в качестве основы для получения ПБВ приводит к недостаточной

пластичности вяжущего или высокому требуемому расходу модификатора соответственно.

4. Доказано, что при получении ПБВ с использованием модификаторов стирол-бутадиен-стирольного (СБС) типа на окисленно-остаточной битумной основе, обогащенной ароматическими компонентами, высококачественный продукт возможно получить при сниженной (до 2-3 мас.%) концентрации полимера.

5. Введение в состав ПБВ на основе реакционоспособного модификатора «Elvaloy 4170 RET» неокисленных компонентов делает возможным получение полимермодифицированного битума с улучшенными показателями растяжимости и температуры хрупкости при уменьшенном (до 0,7-0,8 мас. %, по сравнению с рекомендуемым 1-1,5 мас.%) содержании полимерной добавки.

6. Проанализированы эмпирические зависимости, связывающие изменение температуры размягчения и пенетрации при 25°С битума-компаунда при введении реакционоспособного модификатора «Elvaloy 4170 RET» с компонентным составом битумной основы и концентрацией полимера. На основе данных зависимостей предложены уравнения расчетного определения упомянутых характеристик ПБВ.

7. Разработана количественная методика экспресс-оценки группового углеводородного состава тяжелых нефтепродуктов методом ИК-спектроскопии, позволяющая получать результаты сопоставимые с общепринятым разделением путем жидкостно-адсорбционной хроматографии на силикагеле.

Основные результаты исследований изложены в следующих работах:

1. Ширкунов А.С., Кудинов А.В., Рябов В.Г., Нечаев А.Н., Дегтянников А.С., Слобода С.В. Получение качественных дорожных битумов с использованием высоковязких гудронов // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2008. – №8. – С. 26-30.

2. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Нечаев А.Н., Ходяшев М.Б. Улучшение экологической обстановки при производстве битумов компаундированием окисленных и остаточных нефтепродуктов // Известия высш. учеб. завед. Нефть и газ. – 2008. – №5. – С. 109-112.

3. Ширкунов А.С., Кудинов А.В., Рябов В.Г., Нечаев А.Н., Дегтянников А.С. Получение нефтяных дорожных битумов с повышенной стойкостью против старения // Известия высш. учеб. завед. Нефть и газ. – 2010. – №5. – С. 89-94.

4. Ширкунов А.С., Кудинов А.В., Рябов В.Г., Нечаев А.Н., Дегтянников А.С. Взаимосвязь адгезионных свойств нефтяных дорожных битумов и содержания в них высокоплавких парафинов // Химия и технология топлив и масел. – 2011. – №1. – С. 36-39.

5. Ширкунов А.С., Рябов В.Г. Компаундирование окисленных и неокисленных продуктов переработки нефти – перспективный способ улучшения характеристик дорожных битумов // Химия и технология топлив и масел. – 2011. – №3. – С. 11-14.

6. Способ получения компаундированного битума: пат. 2302447 Рос. Федерация: МПК С10С 3/04 2006109413/04 / Ширкунов А.С., Питиримов В.С., Резник А.И., Меньшаков А.Л., Нечаев А.Н., Рябов В.Г., Пустынников А.Ю. – Заявл. 24.03.2006; опубл. 10.07.2007, Бюл. №19.

7. Ширкунов А.С., Старкова Н.Н., Пустынников А.Ю., Сальникова Н.В. Получение модифицированных битумов на основе битума БН 70/30, экстракта селективной очистки и асфальта деасфальтизации // Проблемы и перспективы развития химической промышленности на западном Урале: сб. науч. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2005. – С. 212-216.

8. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Ведерников О.С., Нечаев А.Н., Плотников А.С. Влияние методики на продолжительность приготовления полимербитумного вяжущего и его характеристики // Проблемы и перспективы развития химической промышленности на западном Урале: сб. науч. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2006. – С. 22-29.

9. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Кудинов А.В., Ведерников О.С., Нечаев А.Н. Повышение качественных характеристик нефтяных дорожных битумов за счет регулирования их химического состава // Научные исследования и инновации. – 2008. – Т.2, №2. – С. 122-129.

10. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Дегтянников А.С., Карманова М.Ю. Изучение влияния состава нефтяной основы на свойства дорожных полимербитумных вяжущих // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Химическая технология и биотехнология. – 2009. – №9. – С. 154-161.

11. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Чудаков И.К. Получение полимербитумных вяжущих с использованием модификатора Еlvaloy 4170 RET на основе строительного битума марки БН 70/30 и неокисленных высококипящих нефтепродуктов // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Химическая технология и биотехнология. – 2010. – №11. – С. 106-113.

12. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Кудинов А.В. Получение высококачественных дорожных битумов смешением окисленного битума и тяжелых остатков нефтепереработки // Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых (ХПГИ - 2006): материалы международной науч.-техн. конф. – СПб, 2006. – С. 80.

13. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Кудинов А.В., Щепетева Л.С., Фоминых А.Н., Нечаев А.Н. Использование неокиcленных высоковязких гудронов в качестве компонента дорожных компаундированных нефтяных битумов // Современное состояние и инновации транспортного комплекса: материалы междунар. науч.-техн. конф., г. Пермь, 17-18 апр. 2008 г. – Пермь: Перм. гос. техн. ун-т., 2008, т.1. – С. 162-168.

14. Ширкунов А.С., Кудинов А.В., Рябов В.Г., Нечаев А.Н., Дегтянников А.С. Влияние парафинов на адгезионные свойства дорожных битумных вяжущих // Состояние и перспективы транспорта. Обеспечение безопасности дорожного движения: материалы междунар. науч.-техн. конф., г. Пермь, 16-18 апреля 2009 г. – Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2009, т.1. – С. 220-224.

15. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Кудинов А.В., Нечаев А.Н. Получение окисленно-остаточных дорожных битумов как способ повышения параметров качества путем воздействия на их коллоидно-химическую структуру // Переработка – 2008: материалы междунар. науч.-практ. конф., г. Уфа, 21 мая 2008 г. – Уфа, 2008. – С. 77-80.

16. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Нечаев А.Н., Дегтянников А.С. Введение неокисленных высококипящих нефтепродуктов в состав полимербитумных вяжущих как способ целенаправленного воздействия на их параметры качества // Нефтегазопереработка – 2011: материалы междунар. науч.-практ. конф., г. Уфа, 25 мая 2011 г. – Уфа, 2011. – С. 109-110.

17. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Кудинов А.В., Нечаев А.Н., Прибылев Д.М. Компаундирование окисленных и остаточных нефтепродуктов как способ улучшения параметров качества дорожных битумов // Материалы III всероссийской научно-производственной конференции по проблемам производства и применения битумных материалов: Пермь, 23-24 окт. 2007 г. – Пермь, 2008. – С. 261-264.

18. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Кудинов А.В., Нечаев А.Н., Фоминых А.Н. Компаундированные битумы как оптимальная основа для получения качественных полимербитумных вяжущих // Материалы III всероссийской научно-производственной конференции по проблемам производства и применения битумных материалов: Пермь, 23-24 окт. 2007 г. – Пермь, 2008. – С. 161-166.

19. Ширкунов А.С. Определение структурно-группового углеводородного состава нефтяных битумов и высококипящих нефтепродуктов на основе их инфракрасных спектров поглощения // Перспективы развития инноваций в энергоресурсосбережении: материалы всерос. конф., г. Пермь, 6 дек. 2007 г. – Пермь, 2008. – С. 302-308.

20. Ширкунов А.С., Рябов В.Г., Кудинов А.В., Нечаев А.Н., Прибылев Д.М. Получение высококачественных дорожных компаундированных нефтяных битумов на основе окисленного битума и высоковязкого гудрона // Перспективы развития инноваций в энергоресурсосбережении: материалы всерос. конф., Пермь, 2008. – С. 296-301.

21. Ширкунов А.С., Кудинов А.В., Несевря П.А., Муртазин Д.Р. Подбор нефтяной основы для приготовления полимермодифицированных битумов // Материалы III открытой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргситез». – Пермь, 2006. – С. 24.

22. Ширкунов А.С., Чудаков И.К. Изучение возможности получения высококачественных полимербитумных вяжущих с использованием модификатора Elvaloy 4170 RET на компаундированной битумной основе // Материалы V научно-технической конференции молодых ученых и специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез». – Пермь, 2010. – С. 146-147.

23. Ширкунов А.С., Чудаков И.К. Получение нефтяных битумов компаундированием как способ снижения энергозатрат и улучшения экологической обстановки в производственной зоне // Химия, экология, биотехнология – 2010: материалы XII региональной науч.-практ. конф., г. Пермь, 21-22 апреля 2010 г. – Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 2010. – С. 66-68.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.