Превращение углеводородов при окислении нефтяных битумов

• Автор: Саламатова, Елена Валентиновна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 ЛНАЛИТИТЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Общая характеристика нефтяных битумов

1.2 Химически состав битумов.

1.3 Окисленные битумы.

1.3.1 Методы получения окисленных битумов.

1.3.2 Сырьевые источники для получения окисленных битумов

1.4. Химизм окисления нефтяных остатков.

1.4.1 Основные положения

1.4.2 Окислительные процессы при получении битумов

1.4.3 Превращение отдельных групп соединений высококипящих нефтяных остатков в процессе окисления.
1.5 Старение битумов
1.5.1 Химические процессы, протекающие при старении битумов
1.5.2 Структурное старение битумов
2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Исходные соединения и их характеристики.
2.2 Методы проведения эксперимента
2.2.1 Элементный анализ.
2.2.2 ИКспектроскопия
2.2.3 Определение микроиримессй элементов методом 1СРМС.
2.2.4 Технический анализ тяжелых нефтяных остатков
2.2.5 Хромато.массспектрометрия.
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Превращения насыщенных и алкилароматических соединений в
условиях получения окисленных битумов
3.2 Превращения насыщенных, алкилароматических соединений и нефтяных остатков в условиях старения битумов
3.2.1 Превращения насыщенных, ароматических соединений и нефтяных остатков в условиях ускоренного старения битумов.
3.2.2 Превращения насыщенных, алкилароматических соединений и нефтяных остатков в условиях низкотемпературного старе
ния битумов
3.3 Влияние качества сырья, технологического режима на эффективность использования кислорода воздуха и технические характеристики получаемого товарного окисленного битума
Выводы.
Литература


Основная масса металлов содержится в виде сложных полидентатных комплексов . Из всего многообразия металлов, содержащихся в нефтях, наибольшая информация имеется о ванадии и никеле, что, повидимому, связано с их сравнительно большими концентрациями. Существует предположение ,, что V и входят в состав асфальтенов в виде соответствующих ванадил и никельпорфириновых комплексов, которые являются частью структуры молекул асфальтенов и концентрируются во фракциях, выкипающих при температуре выше 0С. Металлы Ре, , V, и др. В настоящее время недостаточно изучено влияние присутствующих металлов на процесс получения битумов окисление гудронов, а также их технические показатели. В состав тяжелых нефтяных остатков входят парафинонафтеновые углеводороды . Содержание парафинонафтеновой фракции в высокомолекулярной части нефти может меняться от ,9 до ,5 4,,. В нефтяных остатках имеются насыщенные углеводороды нормального строения парафины и изостроения. Парафиновые углеводороды могут включать в молекулу насыщенные циклические структуры. По своему химическому строению нафтены различаются в первую очередь по количеству циклов в молекуле. С ростом молекулярной массы нафтенов повышается содержание в них полициклических молекул. Максимальное число циклов в нафтснах, идентифицированных в виде индивидуальных соединений, равно пяти. Ароматическая часть тяжелых нефтяных остатков представлена моно, би и полициклоароматические углеводородами ,. Моноциклоаро матические углеводороды включают в состав своих молекул одно бензольное ядро и алкильные цепи алкилбензолы, а также нафтеновые кольца инданы, ди, три, и тетранафтенобензолы и др. Во фракцию бициклоароматических углеводородов попадают как гомологи нафталина, так и гомологи бензола, содержащие два изолированных ароматических кольца. В полициклоароматических углеводородах структурным элементом является нафталиновое ядро. Ароматические кольца входят в состав гибридных конденсированных структур включающих ядра в три и более циклов перилен, пирен, трифенилен и т. В настоящее время битумы вырабатывают тремя способами 1 концентрированием нефтяных остатков перегонкой в вакууме остаточные битумы 2 окислением кислородом воздуха при температурах 00С нефтяных остатков полугудронов, гудронов, асфальтов деасфальтизации, крекинг остатков и др. Основное количество битумов в России вырабатывается термическим окислением тяжелых нефтяных остатков кислородом воздуха 2,. Формирование битума как продукта с заданными свойствами протекает по двум параллельным направлениям химическому окисление масел и смол в асфальтены и физическому формирование структуры, определяющей свойства полученного битума. После окончания окисления дисперсная система битума стремится к термодинамически стабильному состоянию . Для производства окисленных битумов используют горизонтальные и вертикальные цилиндрические кубы, змеевиковые реакторы и аппараты колонного типа периодического, полунепрерывного и непрерывного действий. Они имеют устройства для подачи воздуха, удаления отработанных газов, контроля и регулирования расходов сырья и воздуха, температуры и уровня продукта 3,. Установки могут значительно отличаться друг от друга способом подачи воздуха и схемой обработки отходящих газов. В настоящее время на нефтеперерабатывающих заводах страны в основном используют два типа установок. На некоторых заводах еще применяются установки по производству битума в вертикальных кубах окислителях периодического действия, а на современных действуют установки по производству окисленного битума в колонных аппаратах непрерывного действия 3,. Одним из основных факторов, влияющих на процесс окисления гудрона, является природа сырья нефти 2,4. В зависимости от природы и состава сырья могут быть получены битумы, которые при одном одинаковом показателе будут резко отличаться друг от друга по другим показателям. Для производства дорожных высококачественных битумов пригодны нефти, характеризующиеся более высоким содержанием асфальтосмолистых компонентов и отношением асфальтенов к смолам, а также меньшим содержанием парафинов.