Получение нефтяных битумов с улучшенными эксплуатационными характеристиками

• Автор: Цамаева, Петимат Саидовна
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 114 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 7

1.1. Состав и свойства нефтяных остатков и битумов 7

1.2. Структура нефтяных остатков и битумов

1.3. Способы получения нефтяных битумов

1.4. Каталитическое окисление битумов

ГЛАВА II. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика сырья и используемых в работе

добавок
2.2. Методы, принятые для исследования тяжелых
нефтяных остатков и битумов
ГЛАВА III. ПОЛУЧЕНИЕ НЕФТЯНЫХ БИТУМОВ ИЗ
ПАРАФИНИСТЫХ НЕФТЕЙ
3.1. Влияние природы сырья на процесс окисления
битумов
3.2. Влияние расхода воздуха на процесс окисления
битумов
3.3. Влияние температуры на процесс окисления
битумов

ГЛАВА IV. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОБАВОК НА ПРОЦЕСС ОКИСЛЕНИЯ БИТУМОВ
4.1. Изучение влияния серы на процесс окисления битумов
4.2. Влияние азотсодержащей добавки на процесс
окисления битумов
4.3. Разработка технологии битумов из парафинистого
4. 4. Расчет экономической эффективности производства дорожных битумов из высокопарафинистого мазута

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Известно, что нефтяные битумы состоят в основном из трех групп веществ: масел - соединений, растворимых в алканах и десорбируемых элюентами; смол -соединений, растворимых в алканах и десорбируемых с поверхности силикагеля бензолом или его смесью со спиртом, но недесорбируемых алканами; и асфаль-тенов - соединений, нерастворимых в алканах С5-С7//. Следует отметить, что такое различное содержание в маслах групп углеводородов по-разному влияет на свойства битумов. Само название группы парафинонафтеновых углеводородов говорит о смешанном характере этой фракции, в которую наряду с парафинами нормального и изо-строения могут входить полициклические нафтены, последних обычно больше % по массе //. Полициклические нафтены - это катаконденсированные нафтеновые кольца (4-5), которые имеют алкильные заместители //. Не всегда удается выделить иарафиноиафтеновые углеводороды в чистом виде. Практически всегда в них содержатся какое-то количество молекул, в цепи которых входят бензольные и даже нафталиновые циклы, иногда циклы, включающие серу /,/. Единственными углеводородами этой фракции битумов, не имеющими гибридной структуры, являются насыщенные углеводороды нормального строения (парафины) и углеводороды изо-строения (церезины). По мнению Пажитновой //, парафинонафтеновые углеводороды являются пластификаторами в битуме, причем замена их на моноциклоароматиче-ские углеводороды не может компенсировать их пластифицирующее действие. Большое влияние на свойства битумов оказывают твердые парафины их содержание в сырье не должно превышать 3-6 %, превышение этих значений, по мнению авторов /,/, приводит к резкому понижению структурно-механической прочности битумов. Это послужило основой к созданию классификации нефтей с точки зрения их пригодности к производству битума //. Ароматические соединения битума представляют собой полициклические конденсированные углеводороды, включающие одно или два ароматических кольца. Моноциклоароматические соединения представлены главным образом пятикольчатыми конденсированными системами с 2-4 метальными и одним длинным алкильным заместителем. Молекулы бициклоароматических соединений состоят как из одного, так и из двух фрагментов, но общее число ароматических колец в молекулах таких соединений равно двум. Кроме того, молекулы моно- и бициклоароматических соединений содержат гетероатомы Б, И, О, но их количество относительно невелико - один атом на 3-5 молекул. Полициклоароматические углеводороды обычно содержатся в незначительных количествах в битумах. Основным структурным элементом этой группы углеводородов являются конденсированные системы типа нафталина, которые входят в состав гибридных структур, состоящих из трех и более циклов. Кроме того, их выделение затруднено и вероятнее всего они являются переходной фракцией от масел к смолам /,/. Смолы имеют строение молекул аналогичное маслам /,/, но отличаются еще более высокой степенью конденсации. Углеродный скелет молекул смол представляет собой полициклическую систему, состоящую преимущественно из ароматических колец высокой степени конденсации с алифатическими заместителями. Не менее % общего числа протонов в «средних молекулах» смол сосредоточены в насыщенных структурах, причем более половины их относится к протонам Н, невходящим в состав метальных групп и групп СН2,СН, находящихся в а-положениях к ароматическим ядрам и гетерофункциям. Элементарный состав смол отличается высоким соотношением содержания С и Н (С%, Н - 8,5-9,5%) /,/. Кроме того , для смол характерно высокое содержание гетероатомов 8, Н О, а также металлов. Большую часть смол составляют нейтральные вещества, меныную - кислые. Сера в основном входит в состав циклических структур, ее содержание в смолах может достигать %, также велико содержание кислорода. Азот не всегда присутствует в смолах, хотя иногда его содержание достигает 2 % и более. Большинство исследователей // считают, что соединения азота (в основном циклические структуры) настолько устойчивы , что даже при самой жесткой термообработке не разрушаются и переходят в кокс. Кроме того, исследователи придерживаются мнения, что смолы являются генетически промежуточной стадией между маслами и асфальтенами /-/. Большое влияние на свойства битумов оказывают асфальтены - твердые аморфные вещества, окрашенные в темный цвет, - от темно-бурого до черного.