Регулирование термоокислительной стабильности дорожных битумов и битумных материалов

• Автор: Чан Нят Тан
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ. ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНАЯ

СТАБИЛЬНОСТЬ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Состав и структурные типы битумов.

1.2 Изменения группового химического состава ГХС нефтяных дисперсных систем НДС в термоокислительных процессах

1.2.1 Термическое разложение

1.2.2 Химические процессы при высокотемпературном окислении гудронов производство битумов.

1.2.3 Химические процессы, протекающие при низкотемпературном

г окислении старении битумов

1.2.4 Структурное старение битумов

1.3 Современные технологии производства дорожных битумов.
1.4 Изменение реологических свойства НДС в процессе старения
ГЛАВА 2. ВЫБОР ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования.
2.2 Методы исследования
2.4 Методика моделирования промышленных технологий получения дорожных битумов
2.5 Методики имитирования старения дорожных битумов
ГЛАВА 3. ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ПО РАЗЛИЧНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
3.1 Изменение температуры размягчения после прогрева как один из критериев оценки термоокислительной стабильности дорожных битумов
3.2 Вязкость как критерий структурных изменений дорожных битумов в процессе старения.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАРЕНИЯ
АСФАЛЬТИТСОДЕРЖАЩИХ ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ.
4.1 Асфальтит как компонент сырья производства дорожных битумов .
4.2 Окисление масляной фракции асфальтитсодержащих гудронов в производстве битумов
4.3 Низкотемпературное окисление старение асфальтитсодержащих дорожных битумов
4.3.1 Химические процессы низкотемпературного окисления
4.3.2 Выбор критерия оценки низкотемпературной термоокислительной стабильности асфальтитсодержащих дорожных битумов.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Молекулы асфальтенов образуют ассоциаты в виде пачек параллельно расположенных плоских надмолекулярных структур. Их сольватная оболочка, состоящая преимущественно из масел и смол, не дает развиваться процессам ассоциации асфальтенов [3,,,,,,,]. Асфальтены представляют собой продукты уплотнения смол: твердые, неплавящиеся, хрупкие вещества черного или бурого цвета, нерастворимые в углеводородах нормального строения, спиртах и спиртоэфирных смесях, но хорошо растворимые в бензоле и его гомологах, сероуглероде, хлороформе и четыреххлористом углероде. Асфальтогеновые кислоты и их ангидриды - это вещества коричневосерого цвета, густой смолистой консистенции, хорошо растворимые в спирте или хлороформе, но трудно растворимые в бензине. Имеют плотность более кг/м3. Карбены и карбоиды - это высокоуглеродистые продукты высокотемпературной переработки нефти и ее остатков. Предвестники первичных коксовых образований. Карбены нерастворимы в четыреххлористом углероде, карбоиды - в сероуглероде. Содержание гетероатомных соединений. Среди гетероатомных соединений нефти наиболее распространены серосодержащие органическиё соединения []. Основными типами сероорганических соединений нефти являются меркаптаны, сульфиды, дисульфиды и тиофены. С ростом температуры кипения фракций изменяется химический состав сернистых компонентов нефти. Высокомолекулярные серосодержащие соединения нефти преимущественно представлены производными тиофенов и, отчасти, сульфидными, тиациклановыми соединениями [,]. Следует отметить, что для серосодержащих компонентов характерны полифункциональные соединения, доля которых значительно увеличивается при переходе к тяжелым нефтяным остаткам. Поэтому соединения, включающие атомы серы, присутствуют в составе концентратов как азот-, так и кислородсодержащих высокомолекулярных соединений нефти [,]. Существует мнение, что большая часть атомов азота включена в состав полиароматических блоков молекул смол и асфальтенов, а остальное их количество соизвлекаегся с ними в виде донорно-акцепторных ассоциатов. Установлено, что состав экстрагируемых сильноосновных азотсодержащих соединений выражается общими формулами СПН2П. СпН2п-гЫ8. Соединения первого типа преобладают: ,5% мае Преимущественно они представлены производными пиридина, хинолина, бензо- и дибензохинолина. Групповой состав высокомолекулярных кислородсодержащих соединений дистиллятных фракций представлен карбоновыми кислотами, фенолами, сложными эфирами, кетонами, ангидридами и др. Около % мае. В составе нефтяных кислот идентифицированы соединения, содержащие совместно азот и кислород, либо серу и кислород, причем атомы азота и серы находятся в гетероциклах. Значительная часть полифункциональных соединений входит в состав смолистоасфальтеновых веществ (САВ) нефти [,]. Известно, что все нефти и родственные природные объекты (например, нефтяные битумы) наряду с основными составляющими элементами (С, Н, S, N, О) содержат незначительное количество ('7- % мае. К настоящему времени в нефтях обнаружено присутствие более микроэлементов. Основная часть всех микроэлементов сконцентрирована в наиболее высококипящих фракциях нефтей [], причем более % мае. Часть металлов в нефтях находится в форме солей органических кислот и хелатных комплексов, в которых атом металла размещен в центре порфиринового цикла или в пустотах конденсированных ароматических фрагментов: Основная масса металлов содержится в виде сложных полидентатных комплексов []. Из всего многообразия металлов, содержащихся в нефтях, наибольшая информация имеется о ванадии и никеле, что, по-видимому, связано с их сравнительно большими концентрациями. V и Ni входят в состав асфальтенов в виде соответствующих ванадий- и никельпорфириновых комплексов, которые являются частью структуры молекул асфальтенов и концентрируются во фракциях, выкипающих при температуре выше 0°С. Металлы (Fe, Mg, V, Ni и др. В настоящее время недостаточно изучено влияние присутствующих металлов на процесс получения битумов (окисление гудронов), а также их технические показатели.