Разработка системы гидродинамический аппарат-колонна окисления с целью повышения качества производных дорожных битумов

• Автор: Щебланов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 155 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Литературный обзор
1.1 Процессы производства дорожных битумов
1.2 Особенности процесса окисления нефтяного сырья в аппаратах колонного типа
1.3 Возможности совершенствования процесса производства битума и повышения качества производимых дорожных битумов
ВЫВОДЫ
2. Разработка конструкции гидродинамического аппарата, обеспечивающего повышение качества битума.
2.1 Характеристика используемого сырья
2.2 Конструкция гидродинамического аппарата
2.3 Изучение влияния конструкционных особенностей гидродинамического аппарата на качество получаемых битумов
2.4 Исследование эффективности лабораторного аппарата погружного типа в процессе производства битума
2.5 Исследование процесса термостабилизации битумов на лабораторной модели Г ДА
ВЫВОДЫ
3. Исследование пилотной системы «ГДА - колонна окисления» для интенсификации процесса окисления битумов
3.1. Основные цели и методы их достижения, использованные при разработке системы «ГДА -колонна»
3.2. Исследования процесса производства битумов с использованием пилотной системы «ГДА - колонна окисления»
3.3. Методика расчета процесса компаундирования в системе «ГДА - колонна окисления»
ВЫВОДЫ
4. Опытно-промышленные испытания системы «ГДА - колонна окисления»
4.1. Этапы модернизации установки
4.2. Результаты опытно-промышленных испытаний
4.3. Апробирование битума, произведенного с использованием системы «ГДА - колонна окисления»
ВЫВОДЫ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время все большее значение для строительных организаций, специализирующихся на укладке автомобильных дорог, приобретает качество используемого ими дорожного битума.
В начале 80-х г.г. головной организацией «СоюзДорНИИ» было предложено внести изменения в ЕОСТ на дорожные битумы. Это связывалось с недостаточно высокими показателями эксплуатационных характеристик выпускаемых битумов, которые отрицательно сказываются на долговечности и прочности дорожных покрытий, нагрузка на которые постоянно возрастает.
Ввод в битумы полимеров не решил эту проблему. Это привело лишь к частичному улучшению показателей дорожных битумов, не сказываясь на эксплуатационных характеристиках непосредственно битумоминеральных смесей. Кроме того, полимер-битумы имеют высокую себестоимость и ограниченную сферу применения. Попытка решить проблему улучшения характеристик дорожных битумов путем улучшения технологии процесса окисления не дала значимых результатов.
В связи с этим, многими научно-исследовательскими организациями были предприняты попытки модернизации аппаратов производства битумов. В этой связи разработка системы
«гидродинамический аппарат (ГДА) - колонна окисления», внедрение которой на действующих битумных установках позволит увеличить мощность и улучшить качество продукта без значительных капитальных вложений, в настоящее время является актуальной проблемой.

Основные направления исследований выполнены в соответствии с межвузовской научно-технической программой «Технология добычи, транспорта и углубленной переработки нефти, газа и конденсата» (П.Т.467) утверждённой Приказом Минобразования России №865 от 03.04.98, Указание №747-19 от 22.12.97.
Основной целью диссертационной работы является разработка новой системы «гидродинамический аппарат — колонна окисления», позволяющей существенно улучшить качество производимых дорожных битумов и битумоминеральных смесей.
Цель достигается изучением влияния системы «гидродинамический аппарат - колонна окисления» на процесс производства дорожных битумов, созданием и разработкой технологического процесса с учетом специфики этой системы.

Следовательно, необходимо определить влияние вязкости битума на технические характеристики центробежного насоса, рабочее колесо и корпус которого являются основой для создания насосной части ГДА. Предварительно необходимо выбрать вариант направления лопаток рабочего колеса центробежного насоса, наиболее приемлемый для создания оптимальных условия прямого гидроудара в агрегате 2. Теоретически [77, с.26-28], для повышения энергии первичного гидроудара в агрегате 2 наилучший вариант рабочего колеса центробежного насоса представляет собой рабочее колесо с малой степенью реактивности (лопатки загнуты вперед по ходу движения рабочего колеса), что позволяет большую часть сообщаемой потоку в колесе энергии преобразовать в скоростной напор (кинетическая энергия потока) и, соответственно, уменьшить долю статического напора (потенциальная энергия давления потока). Такое рабочее колесо обеспечивает:
- рост скорости потока на выходе из рабочего колеса и, соответственно, увеличение энергии первичного гидроудара при перекрытии щелей в агрегате 2 - роторном аппарате с периодическим прерыванием потока жидкой среды;
- уменьшение статического напора способствует незначительному повышению давления в радиальном направлении (к периферии), что важно с точки зрения зарождения и развития вихревых явлений за входными кромками роторных щелей агрегата 2.
Однако, на практике из-за достаточно высокой вязкости и когезии жидкого битума, а также его высокой адгезии к металлическим поверхностям, принимается радиальный вариант направления лопаток
- угол наклона лопаток равен нулю.