Интенсификация процесса получения окисленных битумов за счет использования поверхностно-активных веществ

• Автор: Пустынников, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Способы интенсификации процесса получения нефтяного окисленного битума

1.2. Изменение состава сырья с целью интенсификации процесса получения окисленного битума.

1.3. Обоснование и постановка задач исследований.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования

2.2 Методы исследований

2.2.1 Измерение динамической вязкости нефтяных остатков

2.2.2 Изучение структуры нефтяных остатков методом рассеяния рентгеновских лучей

2.2.3 Исследование нефтяных остатков методом инфракрасной спектроскопии
2.2.4 Термический анализ поверхностноактивных веществ.
2.2.5 Методика получения окисленных битумов
2.2.6. Хроматографический анализ газообразных продуктов окисления
2.2.7. Анализ нефтяных остатков и битумов методом жидкостной хроматографии
3. ВЛИЯНИЕ ПАВ НА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТЯНОГО ОСТАТОЧНОГО СЫРЬЯ
3.1. Реологические свойства гудрона
3.2. Параметры дисперсной фазы гудрона.
3.3. Термическая стабильность поверхностноактивных веществ
4. ВЛИЯНИЕ ПАВ НА ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ И КАЧЕСТВО
ОКИСЛЕННЫХ БИТУМОВ.
4.1 Качество окисленного битума
4.2. Катионные ПАВ в процессе получения окисленных битумов
4.2.1. Влияние на технологические параметры.
4.2.2. Влияние концентрации ПАВ на содержание кислорода в отходящих 1азах
4.2.3. Влияние продолжительности хранения сырьевой смеси
4.2.4. Влияние диспергирования воздушного потока
4.3. Влияние ПАВ Амины алифатические на свойства компаундированного битума.
4.4. Влияние присутствия ПАВ в исходном сырье на групповой углеводородный состав окисленного битума
4.5. Влияние ПАВ Амины алифатические на вязкость исходного
гудрона и качество получаемого битума
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАВ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСЛЕННЫХ
БИТУМОВ
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Наряду с окисленными битумами гудрон и асфальт являются основными компонентами компаундированных битумов [, ]. Зачастую смешение нефтяных остатков сочетают с продувкой воздухом. По такому методу получают битумы из кислых гудронов [], нефтяных шламов [, ], других тяжелых продуктов углеводородного состава []. Естественно, для разработки новых и совершенствования существующих методов переработки нефтяных остатков в битумы, необходимо знать не только свойства сырья, но и механизм процесса, определить основные факторы, оказывающие влияние на технологические параметры и качественные характеристики готового продукта. Как и для всех остальных процессов нефтепереработки, в процессе получения нефтяных битумов большую роль играет состав сырья, его физико-химические свойства. Процесс окисления нефтяных остатков сопровождается протеканием различных химических реакций взаимного превращения компонентов сырья. Причем мнения исследователей данной проблемы относительно характера этих реакций расходятся. Согласно данным профессора И. СБС - спирто-бензольные смолы А - асфальтены. Несколько другой подход используют авторы работы []. К - карбены и карбоиды. Две последние схемы утверждают, что парафино-нафтеновые углеводороды не участвуют в образовании высокомолекулярных продуктов. Д.А. В последующей их работе [] было показано, что спирто-бензольные смолы представляют собой промежуточные продукты окисления всех фракций битума. Ряд экспериментов, поведенных В. М. Бембель, В. В. Леоненко и др. Наличие такого большого количества мнений относительно протекающих химических реакций подчеркивает то факт, что окисление битума является сложным процессом, воздействовать на который можно различными факторами. Так, например, с увеличением содержания смол в сырье температура хрупкости битумов несколько повышается и растяжимость их увеличивается []. Однако, в условиях промышленного проведения процесса определения группового углеводородного состава (качественного и количественного анализа) достаточно затруднено. В связи с этим, с практической точки зрения целесообразен учет свойств сырья по таким внешним характеристикам как условная вязкость, температура размягчения. Довольно большое количество исследований проведено именно в этом направлении. Так, в зависимости от условной вязкости сырья С. А. Апостолов предлагает ориентировочные режимы окисления при получении нефтяных битумов определенных марок []. Для производства дорожных битумов марок БНД наиболее пригодно сырье с условной вязкостью - с, или обладающее температурой размягчения -°С []. Последний параметр в работе [] использован для создания математических моделей процесса получения дорожных и строительных битумов. Следует отметить, что свойства конечного продукта зависят не только от характеристик сырья, но и от параметров процесса окисления: температуры, расхода воздуха, давления. В частности, с повышением температуры процесса возрастает скорость дегидрирования молекул и увеличивается доля кислорода, участвующего в образовании воды, понижается содержание кислорода и сложноэфирных групп, слабых кислот и фенолов в окисленном битуме, увеличивается коэффициент рефракции за счет увеличения содержания полициклических ароматических соединений. При температуре процесса свыше 0°С температура размягчения и температура хрупкости получаемого битума повышаются, а пенетрация, растяжимость, теплостойкость и интервал пластичности окисленных битумов понижаются. По мере увеличения температуры процесса ее влияние на скорость реакций окисления сырья в битумы несколько уменьшается. С ростом температуры процесса продолжительность окисления и суммарный расход воздуха снижаются [2]. В зависимости от природы сырья и требуемых свойств битума следует подбирать соответствующую температуру окисления. Для большинства видов сырья с учетом экономической целесообразности она близка к 0°С. При этом следует отметить, что, несмотря на меньшую производительность, окисление при пониженных температурах позволяет получить битум более пластичный и стойкий к старению [].