Разработка технологии производства долговечных дорожных битумов

• Автор: Коновалов, Андрей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Современное состояние производства дорожных битумов и

битумных материалов литературный обзор

ГЛАВА И. Выбор объектов и методов исследования

2.1. Объекты исследования.

2.2. Выбор методов исследования.

2.3. Методика окисления гудронов

ГЛАВА III. Разработка технологии производства долговечных

дорожных битумов

3.1. Оптимизация фракционного и

группового химического состава гудрона
3.2. Стабилизация качества сырья для окисления
3.3. Поиск оптимального состава сырья
для получения базового битума.
3.4. Изучение возможности производства
различных марок долговечных дорожных битумов
ГЛАВА IV. Обоснование создания комплексного
битумного производства в ОАО НК НПЗ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


При окислении остатков кислой нефти показано, что с увеличением глубины окисления увеличивается содержание смолисто-асфальтеновых веществ и уменьшается содержание масел. Источником образования смолисто-асфальтеновых веществ являются ароматические углеводороды [6]. Изучены [] изменения группового химического состава, происходящие при окислении гудрона из смеси поволжских нефтей. Авторы представляют механизм окисления известной схемой перехода: лёгкие ароматические -> средние ароматические —> тяжёлые ароматические —» смолы —> асфальтены. Парафиио-нафтеновая группа углеводородов при окислении почти не затрагивается, а наибольшая скорость окисления наблюдается для тяжёлых ароматических углеводородов. Производство битумов из высокопарафинистых нефтей представляет собой наиболее трудную задачу, так как при проведении основного процесса - окисления гудрона - невозможно получить продукт с достаточно высокой дуктильностью. Неудовлетворительная дуктильность битумов, полученных окислением гудронов высокопарафинистых нефтей, объясняется высоким содержанием парафиновых углеводородов. В гудронах этих нефтей содержится немного асфальтенов, поэтому используют процесс окисления, при проведении которого их содержание повышается в основном за счёт ароматических углеводородов. Утяжеление гудронов приводит к увеличению дуктильности окисленных битумов. Хорошей дуктильностью, но недостаточно высокой пснстрацией при 0 °С обладают асфальтиты процесса деасфальтизации гудрона пропаном, в связи с чем их использование ограничено. Именно поэтому нам представляется наиболее реальным и эффективным использование другого пути - проведение специальной подготовки гудрона, полученного из товарной нефтесмеси. Целью такой подготовки должно стать повышение содержания в сырье смолистых соединений с одновременным снижением степени его парафинистости, а точнее - содержания н-парафиновых углеводородов. Проблема стабилизации качества сырья порождает ещё две характерные особенности битумного производства. Во-первых, это возросший уровень требований потребителя к качеству дорожных, кровельных и других битумных материалов. В частности, поэтому уже в течение нескольких лет для строительства автомобильных дорог федерального значения соответствующим нормативным актом Росавтодора разрешено использовать только вяжущие марок ПБВ (битумы, модифицированные полимерами). Во-вторых: одним из эффективнейших способов повышения качества товарных нефтепродуктов является компаундирование. Его используют для получения практически всех нефтепродуктов - автомобильных бензинов, дизельных и котельных топлив, смазочных материалов и др. Кроме битумов. На некоторых НПЗ осуществляют компаундирование сырья и битумов, главным образом с целью утилизации побочных продуктов (асфальтитов, крекинг-остатков и др. Поэтому теоретически возможно и целесообразно использовать метод компаундирования как для подготовки сырья, так и для модификации свойств уже готовых битумов. Таким образом, главной причиной невозможности стабильной выработки битумов европейского уровня качества является низкокачественное и нестабильное сырьё. Один из основных отрицательных параметров - присутствие н-парафиновых углеводородов - обуславливает снижение пластичности, долговечности и других важных эксплуатационных характеристик товарных битумов. Более % российского окисленного битума получают на установках с окислительной колонной. Остальной битум - на установках с трубчатым или безкомпрессорным реактором и окислительными кубами. В последние годы предпринят ряд попыток модернизации и переобвязки действующих окислительных колонн с целыо повышения степени использования кислорода воздуха при получении в основном высокоплавких битумов, что необходимо для обеспечения пожаробезопасности процесса [, , , ]. К ним, прежде всего, следует отнести разработку схемы окисления мазутов (Московский НПЗ - рис. Рязанский НПЗ) разделением зон реакции и сепарации, и колонны с квенчинг-секцией (рис. Такие решения позволяют повысить эффективность работы окислительной колонны за счёт увеличения нагрузок по воздуху до 8- м3/м2*мин. С при сохранении нагрузки по воздуху на уровне 4-5 м /м2*мин.