Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Самара, Самарский государственный технический университет, 2015. —
185 с.
Специальность 05.17.07 – Химическая технология топлива и
высокоэнергетических веществ
Научный руководитель: к.х.н., Пименов А.А.
Цель работы: совершенствование технологий
производства дорожных битумов с улучшенными физико-химическими
свойствами на основе утяжеленных гудронов и имеющихся на
нефтеперерабатывающих предприятиях продуктов нефтепереработки.
Научная новизна: Проведенный анализ группового углеводородного состава экстрактов селективной очистки масел, вакуумных газойлей и их смесей с утяжеленным гудроном, полученных при переработке западносибирских и восточносибирских нефтей, показал содержание в них до 90 % масс. масел, снижающих когезионную прочность и динамическую вязкость битумов, что впервые позволило установить и экспериментально подтвердить целесообразность введения данных компонентов и их смесей в окисленную битумную основу в количестве не превышающем 10 % масс.
В результате математического моделирования получена система линейных алгебраических уравнений, решение которой достоверно прогнозирует углеводородный состав сырья для получения битумов с заданным комплексом физико-химических свойств.
Практическая ценность результатов: Получены математические модели процесса окисления утяжеленного битумного сырья, на основе результатов которых разработаны способы получения нефтяных дорожных битумов окислением модифицированных утяжеленных гудронов и последующим компаундированием, адаптированные к сырьевым базам нефтеперерабатывающих предприятий по профилю производства (топливный/топливно-масляный). Способы ориентированы на высоковязкое сырье битумного производства (утяжеленные гудроны), перспективное в условиях углубления переработки нефти. Содержание
Современное состояние физико-химических и технологических аспектов процесса производства дорожных битумов
Химический состав, структура и свойства нефтяных битумов
Качественные показатели дорожных битумов
Взаимосвязь группового углеводородного состава и качества нефтяных битумов
Способы производства нефтяных дорожных битумов
Химизм и кинетика процесса окисления
Факторы, влияющие на качественные показатели дорожных битумов
Природа сырья
Состав сырья
Технологические параметры окисления
Современные тенденции в направлении повышения качества дорожных битумов
Интенсификация процесса окисления
Прогнозирование свойств дорожных битумов математическим моделированием
Модифицирование в получении битумов
Объекты и методы исследований
Объекты исследований
Методы исследований
Влияние состава сырья и технологических параметров процесса окисления утяжеленных гудронов на физико-химические свойства дорожных битумов
Исследования зависимостей физико-химических свойств битумов от группового углеводородного состава сырья и продуктов окисления
Поиск корреляций между групповым углеводородным составом сырья битумного производства и физико-химическими свойствами битума
Выявление зависимостей между групповым углеводородным составом продукта и его физико-химическими свойствами
Изучение технологических параметров окисления, подготовки и компаундирования утяжеленного сырья как способов управления процессом производства дорожных битумов
Управление качеством дорожных битумов путем варьирования состава модифицированных добавок к утяжеленному гудрону
Модифицирование утяжеленных гудронов
Улучшение свойств нефтяных дорожных битумов путем модификации их состава продуктами нефтепереработки
Оптимизация состава сырья для получения качественных товарных мазутов и дорожных битумов
Разработка моделей прогнозирования физико-химических свойств нефтяных дорожных битумов
Математическая модель процесса получения окисленных битумов с заданным набором физико-химических свойств
Построение многомерной модели прогнозирования свойств битумов методом проекции на латентные структуры
Разработка способов получения дорожных битумов окислением модифицированных утяжеленных гудронов
Способ получения дорожных битумов на основе модифицированных утяжеленных гудронов для предприятий топливного профиля
Способ получения дорожных битумов на основе модифицированных утяжеленных гудронов для предприятий топливно-масляного профиля
Принципиальная технологическая схема производства дорожных битумов на модифицированных утяжеленных гудронах (на примере ОАО «Сызранский НПЗ»)
Научная новизна: Проведенный анализ группового углеводородного состава экстрактов селективной очистки масел, вакуумных газойлей и их смесей с утяжеленным гудроном, полученных при переработке западносибирских и восточносибирских нефтей, показал содержание в них до 90 % масс. масел, снижающих когезионную прочность и динамическую вязкость битумов, что впервые позволило установить и экспериментально подтвердить целесообразность введения данных компонентов и их смесей в окисленную битумную основу в количестве не превышающем 10 % масс.
В результате математического моделирования получена система линейных алгебраических уравнений, решение которой достоверно прогнозирует углеводородный состав сырья для получения битумов с заданным комплексом физико-химических свойств.
Практическая ценность результатов: Получены математические модели процесса окисления утяжеленного битумного сырья, на основе результатов которых разработаны способы получения нефтяных дорожных битумов окислением модифицированных утяжеленных гудронов и последующим компаундированием, адаптированные к сырьевым базам нефтеперерабатывающих предприятий по профилю производства (топливный/топливно-масляный). Способы ориентированы на высоковязкое сырье битумного производства (утяжеленные гудроны), перспективное в условиях углубления переработки нефти. Содержание
Современное состояние физико-химических и технологических аспектов процесса производства дорожных битумов
Химический состав, структура и свойства нефтяных битумов
Качественные показатели дорожных битумов
Взаимосвязь группового углеводородного состава и качества нефтяных битумов
Способы производства нефтяных дорожных битумов
Химизм и кинетика процесса окисления
Факторы, влияющие на качественные показатели дорожных битумов
Природа сырья
Состав сырья
Технологические параметры окисления
Современные тенденции в направлении повышения качества дорожных битумов
Интенсификация процесса окисления
Прогнозирование свойств дорожных битумов математическим моделированием
Модифицирование в получении битумов
Объекты и методы исследований
Объекты исследований
Методы исследований
Влияние состава сырья и технологических параметров процесса окисления утяжеленных гудронов на физико-химические свойства дорожных битумов
Исследования зависимостей физико-химических свойств битумов от группового углеводородного состава сырья и продуктов окисления
Поиск корреляций между групповым углеводородным составом сырья битумного производства и физико-химическими свойствами битума
Выявление зависимостей между групповым углеводородным составом продукта и его физико-химическими свойствами
Изучение технологических параметров окисления, подготовки и компаундирования утяжеленного сырья как способов управления процессом производства дорожных битумов
Управление качеством дорожных битумов путем варьирования состава модифицированных добавок к утяжеленному гудрону
Модифицирование утяжеленных гудронов
Улучшение свойств нефтяных дорожных битумов путем модификации их состава продуктами нефтепереработки
Оптимизация состава сырья для получения качественных товарных мазутов и дорожных битумов
Разработка моделей прогнозирования физико-химических свойств нефтяных дорожных битумов
Математическая модель процесса получения окисленных битумов с заданным набором физико-химических свойств
Построение многомерной модели прогнозирования свойств битумов методом проекции на латентные структуры
Разработка способов получения дорожных битумов окислением модифицированных утяжеленных гудронов
Способ получения дорожных битумов на основе модифицированных утяжеленных гудронов для предприятий топливного профиля
Способ получения дорожных битумов на основе модифицированных утяжеленных гудронов для предприятий топливно-масляного профиля
Принципиальная технологическая схема производства дорожных битумов на модифицированных утяжеленных гудронах (на примере ОАО «Сызранский НПЗ»)