Влияние минеральных наполнителей на свойства и состав битума

• Автор: Левченко, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Аналитический обзор

1.1. Общие представления о химической природе высокомолекулярных компонентов нефти

1.2 Компонентный состав нефтяных битумов.

1.3 Структурногрупповой анализ ВМС нефти

1.3.1 Химический состав масляных фракций

1.3.2 Химический состав смол

1.3.3 Химический состав асфальтенов.

1.3.4 Генетическая связь между групповыми компонентами

ВМС нефти.
1.4 Дисперсная структура битума
1.5 Формирование дисперсной системы битума.
1.6 Производство нефтяных битумов
1.6.1 Производство остаточного битума.
1.6.2 Производство окисленного битума.
1.6.3 Производство битума деасфальтизацией
1.7 Взаимодействие битума с минеральными наполнителями.
1.8 Сцепление битума с минеральным материалом
1.9 Старение дорожного битума
ГЛАВА 2. Методические вопросы исследования
2.1 Характеристика исходных материалов
2.1.1 Битумы.
2.1.2 Минеральные наполнители
2.2. Методы определения количеств адсорбированного битума на минеральной поверхности
2.2.1 Метод Водной выварки
2.2.2 Метод Горячего центрифугирования.
2.2.3 Метод Свободно вытекающего битума из БМС.
2.3 Определение товарных характеристик битума.
2.3.1 Определение плотности битума.
2.4 Метод термостатирования битума в среде воздуха и
среде инертного газа
2.5 Метод количественного определения массовых концентраций основных компонентов битума.
2.6 Метод приготовления БМС на длительное хранение
2.7 Методы определения относительной поверхности
минеральных наполнителей
ГЛАВА 3. Формирование структуры битума
3.1 Формирование дисперсной структуры битума
3.2 Термоокислительная стабильность битума
ГЛАВА 4. Влияние минерального наполнителя на изменение свойств
битума в асфальтобетоне
4.1 Влияние времени термостатирования БМС
на сорбционные свойства битума.
4.2 Влияние гранулометрического состава минерального наполнителя на изменение свойств битума в БМС.
4.3 Влияние природы минерального наполнителя на свойства битума
4.4 Влияние минерального наполнителя на изменение
свойств битума при повышенной температуре.
4.5 Изменение компонентного состава битума при термостатировании БМС
4.6 Изменение свойств битума при длительном хранении БМС при
комнатной температуре
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В случае мезозойских нефтей та же тенденция становится ощутимой на больших глубинах более м. Связь концентрации и состава смолистоасфальтеновых веществ с глубиной залегания наиболее четко проявляется в палеозойских отложениях, содержащих на малых глубинах в среднем высокосмолистые нефти, характеризующиеся максимальными концентрациями асфальтенов. В среднем наименьшие концентрации смолистоасфальтеновых веществ характерны для самых древних кембрийских нефтей. Концентрации смолистоасфальтеновых веществ в нефтяных остатках мазутах, гудронах всегда гораздо выше, чем в исходных сырых нефтях, и растут с увеличением глубинных отбора дистиллятных фракций. В смолах и асфальтенах сконцентрирована большая часть присутствующих в нефти гетероэлементов и практически все металлы. САВ содержат углерода, 8 водорода и до гетероэлементов, в том числе серы до 9, азота до 4, кислорода до 5 3. Атомы серы содержатся в молекулах САВ в виде сульфидов алифатических, ароматических, нафтеновых, гетероциклов тиофеновых, тиациклановых, тиазольных, тиольных групп 4,5. Между содержанием серы и ванадия, и содержанием САВ в нефти существует корреляция. Наличие в нефти ванадия способствует восстановлению сульфатов, находящихся в пластовых водах, до сероводорода и свободной серы и окислению за счет кислорода сульфатов. В результате происходит осмоление и осернение нефти. Поэтому в богатых ванадием нефтях больше содержится сернистых и смолистоасфальтеновых соединений 6. Атомы азота преимущественно входят в состав гетероароматических фрагментов пиридинового основного, пиррольного нейтрального и порфиринового металлокомплексного, хелатного характера 7,8. Отношение азота, входящего в соединения основного характера, к общему содержанию азота составляет 0,0, 6. Атомы кислорода входят в состав САВ в виде гидроксильных фенольных, спиртовых, карбоксильных, эфирных простых, сложных, лактонных, карбонильных кетонных, хинониых групп и фурановых циклов 9,. Распределение кислорода в битуме связано с условиями окисления гудрона, при периодическом окислении на долю сложноэфирных групп приходится более , а при непрерывном окислении преобладают гидроксильные группы
Кроме того, в высокомолекулярной части нефти идентифицированы смешанные соединения, содержащие в молекулах одновременно атомы азота и серы тиазолы, их нафтено, бензо и дибеизопроизводные или азота и кислорода алкилзамещенные пиридолы, хинолоны, лактамы, пиридин и хинолинкарбоновые кислоты . При всем многообразии гетероатомных соединений, найденных в высокомолекулярной части нефти, все они типичны и для низкомолекулярных гетероатомных соединений нефти и имеют ту же структуру углеродного скелета, что и углеводороды, входящие в тяжелые нефтяные остатки. Углеродные скелеты углеводородов и неуглеводородов. Это является основной причиной признания генетической связи нефти с биосинтезированными веществами. Трейбс одним из первых идентифицировал в нефтях порфирины и предложил, что они могли образоваться из хлорофилла растений. В повышенных количествах в нефтях всегда обнаруживаются индивидуальные соединения только тех структурных типов, которыми биохимически ограничено строение углеродных скелетов продуктов биосинтеза, в первую очередь липидов. В нефтях обнаружено более микроэлементов V, Ыа, Ре, Са, А1, 1, К, М, Сг, Мо, Со, 2п, Мп, Си, , Сб, РЬ и другие. Суммарное содержание металлов в нефтях в среднем составляет от 0, до 0,масс. В исследованиях Ена и Эрдмана показано, что в структурной упаковке асфальтенов имеются возможности для координации ионов ванадия и никеля с гетероциклическими структурам, с образованием соединений типа ванадилпорфирина и никельпорфирина. Относительная распространенность микроэлементов является индивидуальной характеристикой нефти, отражающей условия ее формирования. Индивидуальные вещества, входящие в состав тяжелой части нефти, характеризуются высоким разнообразием и количеством структурных форм, что делает крайне трудной задачу разделения их на основные группы и изучение строения этих молекул.