Получение нефтяных битумов из нетрадиционного сырья

• Автор: Страхова, Нина Андреевна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 324 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

В В Е Д Е Н И Е

ЧАСТЬ I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Современные представления о

структуре и свойствах тяжелых нефтяных остатков и битумов ГЛАВА 1. СОСТАВ И СВОЙСТВА ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ

ОСТАТКОВ И БИТУМОВ.

1.1. Химический состав масел.

1.2. Химический состав смол

1.3. Химический состав асфальтенов.

ГЛАВА И. СТРУКТУРА НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ И БИТУМОВ

ГЛАВА 1. ОКИСЛЕНИЕ НЕФТЯНЫХ БИТУМОВ.

3.1. Влияние природы нефтяного сырья и способа получения на состав и свойства окисленных битумов.
3.2. Превращения компонентов битумного сырья в процессе окисления
3.3. Влияние температуры и расхода воздуха на процесс окисления нефтяных битумов.
3.4. Окисление битумов в присутствии различных добавок.
3.5. Термостабильность нефтяных битумов
ГЛАВА IV. МОДИФИКАЦИЯ СВОЙСТВ НЕФТЯЫХ БИТУМОВ
И АСФАЛЬТОБЕТОНОВ СЕРОЙ.
4.1. Влияние серы на процесс окислениия битумов
4.2. Влияние серы на структурообразование битумов
4.3. Влияние серы на структурообразование в асфальтобетонах ЧАСТЬ II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВА 1ИЯ
ГЛАВА V. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И МЕТОДОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Методы, принятые для исследования нефтяных остатков
и битумов.
5.2. Характеристика Астраханского газоконденсатного
комплекса
ГЛАВА VI. ПОЛУЧЕНИЕ БИТУМОВ ИЗ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО
МАЗУТА.
6.1. Исследование влияния механохимических процессов на качество сырья для получения.
6.1.1. Влияние температуры на процесс активации мазутов
6.1.2. Влияние продолжительности электромагнитной обработки, массы ферромагнитных элементов и других параметров
АВС на качество мазутов
6.1.3. Влияние механохимической обработки на состав и
свойства нефтяных остатков.
6.2. Разработка способа получения битумов из
газоконденсатно о мазута.
6.2.1. Влияние качества модифицированного сырья на
окисление битумов1
6.2.2. Влияние параметров на процесс окисления битумов модифицированных серой тяжелых нефтяных остатков.
6.3. Термическая стабильность окисленных битумов из
газоконденсатного мазута.
ГЛАВА VII. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИТУМИНОЗНЫХ ПОРОД ПРИРОДНЫХ БИТУМОВ
В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
7.1. Характеристика природных битуминозных пород
7.2. Физикохимические свойства и состав природных битумов
7.3. Фракционный состав природных битумов.
7.4. Исследование возможности применения природных битумов и битуминозных пород для дорожного
строительства
7.4.1. Модифицирование природных битумов низкомолекулярным полиэтиленом
7.4.2. Реологические характеристики полимербитумных композиций
7.4.3. Старение полимербитумных композиций
7.4.4. Модификация битуминозных пород низкомолекулярным полиэтиленом
ГЛАВА VIII. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ СЕРОБИТУМЫХ
ВЯЖУЩИХ
8.1. Серобитумные вяжущие.
8.2. Разработка технологии производства серного цемента
ГЛАВА IX. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА
СЕР1ЮГО АСФАЛЬТОБЕТОНА.
9.1. Влияние серы на свойства асфальтобетона.
9.2. Влияние параметров процесса на качество серных асфальтобетонных смесей.
9.3. Опытнопромышленные испытания по выпуску и укладке серных асфальтобетонных смесей
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУР А
Г1 РИ Л ОЖЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ


В настоящее время общепризнаными методами определения молекулярной массы асфальтенов являются криоскопия в нафталине или осмометрия сильно разбавленных растворов ,. Определенная этими методами молекулярная масса асфальтенов составляет около а. Считается, что более точное определение молекулярной массы асфальтенов дает рентгеност. В работе Камьянова В. Ф. показано, что истинная молекулярная масса асфальтенов 0 0 а. Нейман и Рослср 4 показали, что при добавлении полярных веществ в битум, из которого предварительно удалены асфальтены, происходит образование новых асфальтенов. Полученные результаты подтверждают, что образование асфальтенов может идти разными путями, что, очевидно, и обусловливает многообразие состава и структур молекул асфальтенов. Применение инструментальных физикохимических методов исследования позволило значительно расширить и углубить представления о структуре асфальтенов, , 9 и др. На основании результатов рентгеноструктурного анализа Спейт 0 высказал предположение о том, что структурные фрагменты молекулы асфальтенов размещены не во взаимно параллельных плоскостях, а в общем для них одном слое. Методом ИСА авторами ,1,2,7 установлено, что все исследуемые асфальтены характеризовались однотипностью структурной организации молекул, основу которых составляли пентациклическая нафтеноароматическая катаконденсированная система, окруженная алкильными заместителями. Один из алкильных заместителей может иметь 4 атомов углерода. Для всех молекул асфальтенов характерно наличие такого числа ароматических колец в полициклической системе, которое обеспечивает расположение большей части атомов углерода в одной плоскости. Это служит необходимой структурной предпосылкой для слоистоблочного строения частиц, фрагменты которых по всей вероятности удерживаются относительно друг друга за счет лтс взаимодействия ароматических сис
При существующих размерах молекул асфальтенов при числе слоев в пачке достигается энергетически выгодная квазисферическая форма образуемых слоисто пачечных частиц, что предполагает дискретность устойчивых форм существования асфальтенов в двух состояниях молекулярном и надмолекулярном в виде слоисто пачечных образований 1. Такие частицы могут существовать только в среде, где находятся полициклические ароматические соединения типа ароматических масел и смол, которые сольватируют эти частицы. С помощью РДА установлено ,8, , что такие макрочастицы имеют слоистое строение и сложены из двумерных, почти планарных листков средним диаметром Ьа 8,5 А, образующих пачки из слоев общей толщиной Ьс А при межслоевых расстояниях с 3,
Пачечноорганизованные листки полиареновые ядра окаймлены насыщенными структурными фрагментами, средние расстояния между которыми составляют су 5,5 6,0 А0, что находится в полном соответствии с результатами измерений с помощью электронной микроскопии, дифракции электронов и других методов 8. Рентгеноструктурным анализом были обнаружены образования, состоящие из параллельных слоев, не упорядоченных относительно оси, перпендикулярной к этим плоскостям рис. Диаметр слоев и толщина пачки соизмеримы порядка 1,2 1,8 нм при расстоянии между слоями 0, 0, нм. Такая псевдосферическая частица представляет собой зародыш твердой фазы коллоидных размеров . Рис. Кроме рассмотренною типа асфальтенов во фракции, выделенной из нефти или ее остатков осаждением налканами, могут встречаться другие вещества с относительно низкой молекулярной массой, не имеющие в молекуле трех ароматических колец, но характеризующиеся повышенным содержанием гетероатомов и полярных групп, например, асфальтогеновые кислоты 8,. Они не имеют слоистоблочной структуры, но, видимо, способствуют ее стабилизации. Несмотря на большой интерес к изучению состава и строения нефтяных высокомолекулярных соединений, можно отметить, что большинство опубликованных работ посвящено исследованию бессистемно выбранным образцам ТНО, чаще всего выделенных не из сырых нефтей и природных битумов, а из нефтяных остатков, т. Однако разработка единой модели макромолекул различного происхождения и природы до настоящего времени является сложной задачей, которую пытаются решить многие исследователи.