Получение битумов и битумных эмульсий строительного назначения с применением кавитационно-вихревых воздействий

• Автор: Докучаев, Владислав Викторович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. Объекты и методы исследования

1.1. Сырье. Физикохимические свойства

1.2.Состав, технические и физикохимические свойства битумов

1.2.1. Технические свойства битумов

1.2.2. Физикохимические свойства битумов

1.2.2.1. Структура битумов

1.2.2.2. Стабильность битумов

1.3. Битумные эмульсии

1.3.1. Типы эмульсий

1.3.2. Устойчивость эмульсий
ГЛАВА 2. Разработка методики расчета и конструирование кавитационновихревого аппарата для процесса предокисления нефтяного сырья
2.1. Исследование влияния окисления нефтяного сырья в пенной системе. Использование процесса окисление в трубопроводах.
2.2.Разработка методики расчета кавитационновихревого иредокислителя
2.3. Определение оптимальной скорости движения газового потока
2.4. Исследование газожидкостного режима, создаваемого газожидкостным смесителем.
2.5. Выбор количества распределяющих сопел в предокислительном аппарате.
ГЛАВА 3. Описание схем получения строительных марок битумов
3.1 .Опытнопромышленные исследования кавитационновихревого
предокислителя на установке ООО ЛУКОИЛПермнефтеоргсинтез по получению строительных марок окисленных битумов
3.1.1. Описание предлагаемой схемы получения строительных марок битумов
3.2. Подбор оптимального режима работы выносного кавитационновихревого аппарата.
3.2.1. Определение оптимального соотношения сырьевоздух, подаваемого в выносной ГЖКВА
3.2.2. Расчет энергии активации процесса окисления.
3.3. Анализ качественных показателей работы блока получения строительных битумов
ГЛЛВЛ 4. Получение нефтебитумных эмульсий при волновом воздействии.
4.1. Исследование влияния волновых воздействий на диссоциацию нефтяных углеводородов
4.2. Исследование гидродинамических характеристик гидродинамического аппарата
4.3. Устройство для физикохимической обработки жидких сред
4.4. Разработка методики расчта кавитационных гидродинамических аппаратов
4.4.1. Кавитация как интенсификатор в процессах нефтехимии
4.4.2. Определение гидродинамических характеристик аппарата
4.4.3. Методика расчта гидродинамических роторных аппаратов
4.5. Разработка процесса создания дорожных эмульсий на основе нефтебитума ООО ЛУКОИЛВолгограднефтеиереработка методом гидроакустического воздействия
Общие выводы
Список использованных источников


Если плотность узкой фракции, выкипающей при атмосферном давлении, не превышает 5 кг/мЗ, считают, что нефть парафинового основания, при плотности не ниже 0 кг/мЗ - нафтенового основания, а при промежуточных плотностях -промежуточного. Соответственно установлено семь типов нефтей: парафинового, парафино-промежуточного, промежуточно-парафинового, промежуточного, промежуточно-нафтенового, нафтенопромежуточного и нафтенового основания. Хорошей нефтью для производства битумов в соответствии с этой классификацией является нефть промежуточного основания и лучшей -нафтенового. Битумы из этих нефтей отличаются высокой дуктильностью [2,]. Для производства окисленных битумов предложено классифицировать нефти по содержанию в них асфальтенов (А), смол (С) и твердых парафинов (П). Очевидно, этот выбор для классификации основан на том, что содержащиеся в нефти смолисто-асфальтеновые вещества практически полностью, а твердые парафины преимущественно переходят в битум. Поэтому в работе [] предложен другой метод оценки пригодности нефти для производства окисленных битумов. С учетом зависимостей между содержанием серы и других компонентов нефти [], в качестве основного классификационного параметра принято содержание серы. А в качестве дополнительного параметра - содержание твердых парафинов. Таким образом, по содержанию общей серы и твердых парафинов в нефти можно оценить пригодность этой нефти для производства стандартных битумов окислением гудронов воздухом и сформулировать требования к остатку перегонки нефти (выкипаемость по НТК), направляемому на окисление. Битумы, являясь тяжелой частью нефти, представляют собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов и их гетеропроизводных, содержащих кислород, серу, азот и металлы. Поэтому проблема идентификации всех составляющих битум соединений практически не разрешена. В то же время для решения многих задач оказывается достаточным определить содержание отдельных классов или групп веществ [,3]. Молекулярная структу ра компонентов битума. Структуры компонентов битума имеют большое сходство. Заместители могут включать и функциональные 1руппы. В ряду масла - смолы - асфальтены возрастают степень цикличности, ароматичности и конденсированности углеродного скелета молекул. В ядре молекул уменьшаются доли насыщенных колец и алифатических атомов углерода, соответственно снижается содержание водорода. Наряду со сходством имеются и различия в молекулярной структуре масел, смол и асфальтенов. Масла состоят из высокомолекулярных углеводородов, а также в случае сернистых нефтей из сероорганических соединений, близких по строению к высокомолекулярным углеводородам. Смолы и асфальтены содержат не только углерод, водород, серу, но и кислород, и азот, ванадий, никель и некоторые другие металлы. Азот концентрируется преимущественно в асфальтенах, а кислород - в смолах. Суммарное содержание гетероатомов в них достигает % (и более). Молекулярная масса входящих в битум соединений колеблется в широких пределах. Причем если для смол нет существенного расхождения результатов, полученных разными исследователями, то для асфальтенов расхождения находятся в пределах -. Как отмечает С. Р. Сергиенко, низкие значения отвечают истинной молекулярной массе, а значения выше 0 - массе «надмолекулярных» частиц, т. При переработке нефтяных остатков происходят некоторые изменения в структуре молекул. В результате термического воздействия в молекуле увеличивается доля углерода, находящегося в составе ароматических (в том числе конденсированных) структур, и снижается доля углерода, находящегося в алифатических структурах; происходит обогащение молекул углеродом и снижение молекулярной массы. Ухудшается растворимость смол и асфальтенов в органических растворителях. Примерно такие же изменения наблюдаются при окислении. В табл. Битумы, применяемые в технике, по агрегатному состоянию делят на твердые и жидкие. Но некоторые из них занимают промежуточное положение - полужидкие или полутвердые. Нет единой физико-химической характеристики, позволяющей относить битумы к той или иной группе.