Физико-химические основы получения битумной эмульсии из тяжелых нефтей таджикской депрессии для дорожного строительства

• Автор: Мухитдинов, Фаридун
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 160 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Анализ состояния, состава и свойств битумов, полученных

из различных нефтей.

1.2. Методы улучшения свойства битумов.

1.2.1 Путем применения поверхностноактивных веществ.

1.2.2. Другие методы улучшения свойства битумов

1.3. Современное состояние получения и применения

битумных эмульсий.

1.3.1. В дорожном строительстве

1.3.2. В других отраслях народного хозяйства.
1.3.3. Стабилизаторы, улучшающие свойства битумных эмульсий
1.4. Заключение по литературному обзору.
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Высокосернистые парафинистые нефти юга Таджикистана.
2.1.2. Битум, полученный из нефти месторождения КичикБель.
2.1.3. Добитумная широкая фракция высокосернистой нефти
2.1.4. Эмульгаторы.
2.2. Получение битумных эмульсий с использованием местных и
зарубежных эмульгаторов.
2.2.1. Активация битума
2.2.2. Приготовление водного раствора ПАВ
2.2.3. Получение битумных эмульсий.
2.3. Методы исследования битума и битумных эмульсий
Глава 3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Физикохимические свойства нефтей месторождений юга
Таджикистана и обоснование их пригодности для производства битумов
3.2. Исследование влияние природы сырья и процесса окисления на состав и свойства тяжелой остаточной части нефти
3.3. Получение дорожных битумов из тяжелой высокосмолистой нефти КичикБель
3.4. Исследования добитумной широкой фракции нефти в качестве разжижателя и получения на их основе
жидких дорожных битумов.
3.5. Активация битумов из нефти КичикБель маслорастворимым ПАВ
3.6. Исследование процессов получения битумных эмульсий.
3.7. Исследование реологических свойств битумных эмульсий
из нефти КичикБель
3.8. Получение маловязкой жидкой прослойки пристенного слоя битума с добавкой водного раствора ПАВ гидробитум
Глава 4. ПРИМЕНЕНИЕ БИТУМНЫХ ЭМУЛЬСИИ
В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
4.1. Технологические схемы получения битумных эмульсий.
4.2. Поверхностная обработка покрытий автомобильных дорог
4.2.1. С использованием разжиженного битума
4.2.2. С использованием битумной эмульсии
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


При переходе от смол к асфальтенам укрупнение молекул достигается не только за счт возникновения новых ССсвязей в результате дегидрогенизации, сопровождающихся образованием более конденсированных полициклических ароматических структур, но также и благодаря соединению отдельных молекул смолы при помощи кислородных мостиков, появляющихся вследствии межмолекулярной дегидратации. Под термином битум понимают жидкие, полутврдые или твердые соединения углерода и водорода, содержащие небольшое количество кислородосероазотосодержащих веществ и металлов, а также значительное количество асфальтосмолистых веществ, хорошо растворимых в С, СЮ з и других органических растворителях . Битумы могут быть природного происхождения или получены при переработке нефти, торфа, углей и сланцев. Элементный состав битумов примерно следующий в вес углерод, водорода 8,5, кислорода 0,24, серы 0,57, азота 0,0,5. Содержание и химический состав каждого компонента битума влияет на его физикохимические свойства. По методу И. Маркуссона битумы разделяют на масла, смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды. Масла снижают твердость и температуру размягчения битумов, увеличивают их текучесть и испаряемость. Масла состоят из парафиновой, нафтеновой и ароматической структур. Смолы при обычной температуре это твердые вещества красноватобурого цвета. Смолы являются носителями твердости, пластичности и растяжимости битумов. Они относятся к высокомолекулярным органическим соединениям циклической и гетероциклической структур высокой степени конденсации, соединенные между собой алифатическими цепями. Углеродный скелет молекул смол поли циклическая система, состоящая преимущественно из конденсированных ароматических колец с алифатическими боковыми цепями. Весьма возможные структуры смол представлены ниже . Переход от смол к асфальтенам сопровождается дальнейшим повышением доли атомов углерода в ароматических структурах с увеличением степени их конденсации. По сравнению с асфальтенами смолы имеют большее число и длину боковых алифатических цепей. Асфальтены 3 рассматриваются как продукты уплотнения смол. В свободном виде они представляют собой твердые, не плавающие, хрупкие вещества черного или бурого цвета. Степень цикличности асфальтенов и соотношение в них ароматических, нафтеновых и гетероциклических колец, а также степень конденсированности этих колец колеблются в широких пределах для асфальтенов различного происхождения. Химический состав асфальтенов вследствии его сложности изучен недостаточно. Наиболее вероятная структура асфальтенов это конденсированных колец с чередующимися алифатическими боковыми цепями и атомами кислорода или серы в этих цепях или кольцах. В результате при глубоком окислении при высоких температурах молекулы асфальтенов уменьшаются. А сами они теряют свою гибкость, подвижность и рыхлость, их растворимость ухудшается, они приобретают компактность и жесткость трхмерных структур. Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды вещества коричневосерого цвета густой смолистой концентрации . Асфальтогеновые кислоты легко растворяются в спирте или хлороформе и труднее в бензине. Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды стабилизируют коллоидную структуру битума. Карбены и карбоиды являются высокоуглеродистыми продуктами высокотемпературной переработки нефти и е остатков. Карбены нерастворимы в ССЛ4, карбоиды в С8г. В последнее время при строительстве автомобильных дорог широко применяются битумы, получаемые из нефтей, содержащих повышенное количество углеводородов парафинистого ряда. Такие битумы содержать до 67 тврдых парафинов. В течение длительного времени было распространено мнение, что наличие парафина отрицательно сказывается на качестве битума. Считалось что парафинистый битум отличается повышенной хрупкостью, при отрицательных температурах, низкой теплоустойчивостью и плохим сцеплением с минеральными материалами , , . Однако встречались и прямо противоположные данные, которые позволили некоторым исследователям утверждать, что нет прямой связи между качеством битума и содержанием в нм парафина . Позиции отдельных исследователей различны и зачастую диаметрально противоположны. Твердые углеводороды битума битумные парафины содержат наряду с насыщенными парафинами и углеводородами ряд соединений, родственных основным компонентам битума , ,.