WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

Таблица 5 - Качество окисленных битумов на основе осерненного арланского гудрона, модифицированного элементной серой Количество добавляемой серы, % 0 2 Температура окисления, °С 250-260 160-180 160-Продолжительность окисления, ч 11 5 0 6 5,5* Температура размягчения КиШ, 43,5 44,0 44,0 45,0 44,о С Глубина проникания иглы, 0,1 мм при 25 оС 80 95 163 64 при 0 оС 16 28 35 21 Растяжимость, см при 25 оС >100 >100 >100 >100 >при 0 оС 6,5 20,2 42,0 4,2 7,Сцепление с вольским песком 3 1-2 2 2 (соотв. контр. образцу №…) Марка битума Не- БНД БНК БН БН станд. 90/130 40/180 60/90 60/* - композиция с крекинг-остатком в соотношении 1:Окислением тяжелого арланского гудрона при стандартных режимах качественный дорожный битум получить не удается (табл. 5). Битум обладает недостаточной пластичностью. Добавление 2 % элементной серы и снижение температуры окисления позволяют получить битум высокого качества. Увеличение количества добавляемой серы до 5 % приводит к некоторому ухудшению качественных показателей - снижению пластичности, но тем не менее получаемый серобитум удовлетворяет требования ГОСТ 22245-90.

Модификация высоковязкого арланского гудрона серой (2 %) с последующей механоактивационной или термической обработкой позволяет получить пропиточные битумы типа БНК 40/180 без окисления.

Окисление композиции высоковязкого арланского гудрона с крекингостатком (в соотношении 1:1) позволяет получать дорожные битумы марки БН 60/90. Модификация этой композиции элементной серой (5 %) и окисление также позволили получить битум марки БН 60/90 (табл.5). Полученный битум получился более пластичным, с высокими адгезионными свойствами.

Окисление битумного сырья, модифицированного элементной серой, приводит к эффекту повышения устойчивости битумов по отношению к процессам окислительного старения за счет формирования в массе битума структур с дисульфидными и сульфид-сульфоксидными мостиками:

O-OH OO H 2 OR H Ar CH R Ar CH R Ar CH R HO2 + R+ S2 S R1 R1 S S + R2 R1 S R+ O-OH OH O Ar CH R R1 S S R2 R1 S S R2 Ar CH R + + Последние также играют значительную роль в улучшении адгезионных характеристик битума за счет высокой адсорбционной активности S=O и –ОН групп к минеральным материалам.

При обработке вакуумированного крекинг-остатка серой протекают реакции присоединения кластеров серы по двойным связям ненасыщенных углеводородов (по типу вулканизации каучуков) с образованием дисульфидных мостиков, за счет чего также повышается устойчивость конечных продуктов к процессам старения.

Расчет технико-экономических показателей позволил установить, что ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии производства дорожных битумов из сырья, модифицированного элементной серой, для условий производства битумов из привозного сырья на локальной установке при асфальтобитумном заводе средней мощностью порядка 20 тыс.т. битума в год составит более 4,5 млн. руб. в год.

ВЫВОДЫ 1. Проведен комплекс исследований по определению степени физикохимического и химического взаимодействия серы с различными видами битумного сырья в условиях термообработки, механоактивации и окисления.

2. В результате проведенных исследований установлено, что при температуре 120-140 °С элементная серы вступает во взаимодействие с углеводородами сырья, в результате которого увеличивается количество смол, асфальтенов и уменьшается содержание тяжелых ароматических углеводородов.

3. Показано, что добавление серы к нефтяным остаткам существенно изменяет их структуру в сторону аморфности – происходит разупорядочивание и разупрочнение гелевых псевдо-кристаллических решеток асфальтенов и разрушение кристаллических структур нормальных парафинов. Взаимодействие серы и асфальтенов приводит к внедрению кластеров серы в межслоевое пространство асфальтеновых кристаллитов.

4. Установлено, что при относительно низких температурах (в условиях физико-химической обработки) кластеры серы придают нефтяным остаткам большую пластичность и эластичность. Выявлено, что предельное количество серы, вовлекаемой в битумы составляет от 5 до 15 %, в зависимости от условий физико-химического воздействия.

5. При окислении серобитумной массы кислородом воздуха, наряду с повышением пластичности и эластичности, достигается существенное улучшение адгезии вяжущего к минеральным материалам кислого характера.

6. Показано, что стабильность битумов, получаемых из крекинг-остатков, модифицированных серой, заметно повышается вследствие процессов присоединения кластеров серы по ненасыщенным связям с образованием дисульфидных мостиков, придающих битумам свойства ингибиторов окислительного старения.

7. Выявленные закономерности позволяют представить механизмы пластификации и модификации нефтяных остатков в виде последовательности физико-химических и химических процессов, протекающих с участием кластеров серы.

8. На основе полученных результатов выданы новые технологические решения по производству СБВ. Технико-экономическая оценка эффективности производства битумов из нефтяного сырья, модифицированного серой, показала, что при объеме производства битумов 20 тыс.т. в год прирост прибыли составит 4,5 млн. рублей.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Везиров Р.Р., Теляшев И.Р., Давлетшин А.Р., Биктимирова Т.Г.,Теляшев Э.Г.

Влияние ультразвука на химический и фракционный состав нефтяных остатков. / «Исследования, интенсификация и оптимизация химикотехнологических систем переработки нефти». - Труды АО «НУНПЗ» - М:

ЦНИИТЭнефтехим, 1996. - Вып. 2.- С. 121-124.

2. Теляшев И.Р., Давлетшин А.Р., Обухова С.А. Исследование взаимодействия тяжелых нефтяных остатков с элементарной серой // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2000. - №1. – С. 31 - 34.

3. Теляшев И.Р., Обухова С.А., Ларионов С.Л. Влияние введения элементарной серы на реологические характеристики нефтяных остатков. / Материалы секции В II Конгресса нефтегазопромышленников России. – Уфа, 2000. – С.

71 - 72.

4. Теляшев И.Р., Давлетшин А.Р., Обухова С.А. Особенности взаимодействия тяжелых нефтяных остатков с кислородом и серой / Материалы IV Международной конференции «Химия нефти и газа». – Томск, 2000. - Том I. – С.

158 - 160.

5. Теляшев И.Р., Обухова С.А., Везиров Р.Р. Взаимодействие нефтяных дисперсных систем с элементарной серой. / Материалы Второго Международного симпозиума «Наука и технология углеводородных дисперсных систем». – Уфа, 2000. – С. 43 - 45.

6. Telyashev I. R., Obukhova S. A., Vezirov R. R., Telyashev E. G. Interaction Between Oil Dispersed System and Elemental Sulfur / Dynamics of Multiphase Systems. Proceedings of International Conference on Multiphase Systems. - Ufa, 2000. – P. 475 - 478.

7. Теляшев И.Р., Обухова С.А., Везиров Р.Р., Теляшев Э.Г. Оптимизация процесса внедрения элементной серы в асфальтеновые структуры тяжелых нефтяных остатков. // Башкирский химический журнал. - 2000 – Том 7. - № 5. – С.62 - 64.

8. Теляшев И.Р., Обухова С.А., Теляшев Э.Г., Кутьин Ю.А. Влияние технологических параметров на взаимодействие серы с нефтяными остатками. / Материалы секции Д III Конгресса нефтегазопромышленников России. – Уфа, 2001. – С. 76 - 80.

9. Теляшев И.Р., Обухова С.А., Биктимирова Т.Г., Теляшев Э.Г. Влияние механоактивационной обработки на полидисперсное строение нефтяных остатков. / Нефтепереработка и нефтехимия. Сборник научных трудов ИП НХП АН РБ. Вып. XXXIII. – Уфа, 2001. – С. 122 – 123.

10. Теляшев И.Р., Обухова С.А., Кутьин Ю.А., Теляшев Э.Г. Влияние параметров взаимодействия на распределение серы в композициях с нефтяными остатками. / Труды Российской науч.-практ. конференции «Проблемы производства и применения дорожных битумов». – Казань, 2001. – С.96 - 99.

11. Теляшев И.Р., Обухова С.А. Взаимодействие элементарной серы с асфальтенами нефтяных остатков / Тезисы докладов российской конференции «Актуальные проблемы нефтехимии». - Москва, 2001.- С. 132.

12. Telyashev I.R., Obukhova S. A., Kut’in Ju.M., Telyashev E. G. Impact of interaction parameters on sulfur distribution in compositions with petroleum residues / Abstracts of XV International Conference on Chemical Reactors “Chemreactor- 15”.- Helsinki, 2001.- P. 293 - 295.

Соискатель И.Р. Теляшев

Pages:     ||
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.