Разработка технологии производства долговечных дорожных битумов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.07, кандидат технических наук Коновалов, Андрей Алексеевич

• Коновалов, Андрей Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Коновалов, Андрей Алексеевич

Стр. ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Современное состояние производства дорожных битумов и битумных материалов (литературный обзор).

ГЛАВА II. Выбор объектов и методов исследования.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Выбор методов исследования.

2.3. Методика окисления гудронов.

ГЛАВА III. Разработка технологии производства долговечных дорожных битумов.

3.1. Оптимизация фракционного и группового химического состава гудрона.

3.2. Стабилизация качества сырья для окисления.

3.3. Поиск оптимального состава сырья для получения базового битума.

3.4. Изучение возможности производства различных марок долговечных дорожных битумов.

ГЛАВА IV. Обоснование создания комплексного битумного производства в ОАО «НК НПЗ».

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии производства долговечных дорожных битумов»

Одним из приоритетных направлений экономического и социального развития сегодняшней России является создание современной транспортной инфраструктуры и, в первую очередь, автодорожной сети. Это, безусловно, требует коренных и безотлагательных решений по повышению объёмов производства и качества дорожных битумных материалов.

К сожалению, выпускаемые сегодня дорожные битумы не полностью соответствуют высоким требованиям эксплуатации, например, устойчивостью к термоокислительному старению.

К числу современных дорожных битумных материалов можно отнести, следуя мировой практике, дорожные битумы с улучшенными эксплуатационными характеристиками и композиции на их основе -полимербитумные вяжущие и битумные эмульсии.

В настоящей работе сделана попытка обосновать и разработать технологию производства дорожных битумов повышенной долговечности на одном из передовых российских нефтеперерабатывающих предприятий.

Целью работы являлись разработка технологических решений по организации производства дорожных битумов повышенной долговечности на площадке ОАО «Новокуйбышевский НПЗ» и создание на его основе комплексного производства современных битумных материалов.

Для решения этой проблемы было необходимо прежде всего обосновать научные и технологические принципы создания дорожных битумов повышенной долговечности. А затем подобрать современные технологические приемы и способы достижения поставленной цели.

Такая технология должна стать, кроме того, экономически обоснованным стержнем комплексного битумного производства на нефтеперерабатывающем предприятии, позволяющим решать важнейшие вопросы качества и ассортимента продукции, круглогодичной занятости персонала, рентабельности, экологии и т.д.

Заключение диссертации по теме «Химия и технология топлив и специальных продуктов», Коновалов, Андрей Алексеевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые обосновано и постулировано понятие дорожных битумов «повышенной долговечности». Определен уровень необходимых показателей качества таких битумов марок БДД. На них разработаны и утверждены технические условия, требования которых превосходят требования к битумам марок БНД и БДУ.

2. Создана технология производства битумов повышенной долговечности, базирующаяся на технологических решениях оптимизации групповс f химического составов гудронов и битумов. Показано, что такая оптимизация приводит к повышению уровня низкотемпературных и пластичных, в сочетании с прочностными, свойств дорожных битумов.

3. Разработанная технология производства битумов марок БДД включает блок подготовки сырья с использованием утяжеленных гудронов и комбинированных стабилизаторов состава, блок окисления и блок компаундирования окисленного подготовленного гудрона с неокисленным.

4. Исследованы и установлены оптимальные технологические требования к качеству перерабатываемых утяжеленного и подготовленного гудронов, качеству и количеству комбинированных стабилизаторов состава и других компонентов смешения, позволяющее минимизировать влияние колебаний качества смеси перерабатываемых западно-сибирских нефтей на свойства получаемых из них окисленных дорожных марок битумов.

5. Обоснована экономическая и технологическая целесообразность создания комплексного производства битумных материалов, базирующееся на производстве битумов повышенной долговечности. Это позволило сформулировать техническое задание на разработку технико-экономического обоснования инвестирования данного проекта для ОАО «Новокуйбышевский НПЗ»

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Коновалов, Андрей Алексеевич, 2005 год

1. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М., Химия, 1973, 432 с.

2. Грудников И.Б. Производство нефтяных битумов. М., Химия, 1983, 192 с.

3. Колбановская А.С., Михайлов В.В. Дорожные битумы. М., Транспорт, 1973,284 с.

4. Руденская И.М., Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства. М., Транспорт, 1984, 228 с.

5. Битумные материалы. Асфальты, смолы, пеки (пер.) Под ред. А.Дж. Хойберга. М., Химия, 1974, т.1, 246 с.

6. Сергиенко СР., Таимова Б.А., Талагаев Е.И. Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти. М., Паука, 1979, 269 с.

7. Хайрутдинов И.Р. и др. Технология производства неокисленных дорожных битумов на ОАО «ТАИФ-НК». Материалы II конгресса нефтепромышленников России. Уфа. 25-28 апреля 2000 г., с. 64

8. Материалы межотраслевого совещания «Проблемы производства и применения нефтяных битумов и композитов на битумной основе». Саратов, 28-29 марта 2000 г., т. I и II, 75 с. и 159 с.

9. Сюняев З.И., Сюняев Р.З., Сафиева Р.З. Нефтяные дисперсные системы. М., Химия, 1990, 226 с.

10. Гуреев А.А. и др. Новое в технологии производства битумных материалов. Химия и технология топлив и масел, 2000, № 2, с.49.

11. Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. Ч. II, М., 2001, с. 330. ^#

12. Кутьин Ю.А. и др. Рациональные направления производства дорожных битумов. Башкирский химический журнал. Т. 3, вып. 3, 1996, с. 27.

13. Гохман Л.М. Применение полимерно-битумных вяжущих в дородном строительстве. В сб. «Применение полимерно-битумных вяжущих на основе блоксополимеров типа СБС. М., Центр метрологии, испытаний и сертификации МАДИ (ТУ), 2001, с. 5-60.

14. Полякова СВ. Применение модифицированных битумов в дородном строительстве. В сб. «Применение полимерно-битумных вяжущих на основе блоксополимеров типа СБС. М., Центр метрологии, испытаний и сертификации МАДИ (ТУ), 2001, с. 86-97.

15. Ноородам А. Битумные кровельные материалы, модифицированные полимерами. Зарубежная техника, № 2, 1990, с. 25-28.

16. Абросимов А.А., Белоконь Н.Ю. Опыт освоения производства композиционных материалов с улучшенными экологическими свойствами на нефтеперерабатывающем предприятии. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1997, 52 с.

17. Печёный Б.Г. Битумы и битумные композиции. М., Химия, 1990, 256 с.

18. Карпеко Ф.В., Гуреев А.А. Битумные эмульсии. Основы физико- химической технологии производства и применения. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1998, 191 с.

19. Энциклопедия дорожных эмульсий. Под ред. Петухова И.Н. Т. I, II, III, EARE.

20. Гуреев А.А. и др. Модификация свойств дорожных битумов обработкой гудрона серой. Химия и технология топлив и масел. М., № 5, 2002, с. 32-34

21. Гуреев А.А. •' г), Дисс. на соиск. учёной степени д.т.н., М., ГАНГ им. И.М. Губкина, 1993.

22. Касьянов А.А. и др. Опыт реконструкции битумной установки. Химия и технология топлив и масел. М., № 4, 1999, с. 25-26.

23. Коновалов А.А. и др. О создании комплексного производства битумных материалов. Нефтепереработка и нефтехимия. Изд. ЦНИИТЭнефтехим, вып. 3, 2002, с. 18-24.

24. Худякова Т.С, Масюк А.Ф. О зависимости физико-механических свойств дорожных и асфальтобетонных смесей от качества дорожных битумов. Материалы и конструкции. 2003, № 2, с. 12-22.

25. Апостолов А. О взаимосвязи группового состава сырья и некоторых свойств окисленных битумов. Изв. ВУЗОв. Нефть и газ. 1982, № 9, с. 50-53.

26. Фрязинов В.В. Исследование влияния углеводородного компонента на свойства битумов. Дисс. на соиск, учёной степени к.т.н. Уфа, УНИ, 1975, 173 с.

27. Афанасьева Н.Н. Регулирование физико-химический свойств и дисперсности сыря для производства окисленных битумов. Дисс. на соиск. учёной степени к.т.н. М., МИНГ им. И.М. Губкина, 1988, 178 с.

28. Бодан А.Н. и др. Влияние ультразвуковой обработки на структуру биутмов. Нефтепереработка и нефтехимия. 1980, вып. 18, Киев, Наукова Думка, с. 98-100.

29. Ишкильдин А.Ф. и др. Интенсификация процесса окисления нефтяных остатков воздействием ультразвука. Нефтеперерабокта и нефтехимия, 1986, № 5, с. 9-11.

30. Бодан А.Н. Химия и технология топлив и масел, 1982, № 12, с. 32.

31. Ступак СВ. Регенерация отработанных нефтяных дорожных битумов на основе регулирования фазовых переходов. Дисс. на соиск. учёной степени к.т.н. М., ГАНГ им. Губкина, 1989, 185 с.

32. Посадов И.А. и др. Влияние химического состава на структуру нефтяных битумов. Коллоидный журнал, 1985, т. XLVII, № 2, с. 315-320.

33. Фрязинов В.В., Грудников И.Б. Нефтепереработка и нефтехимия, 1970, №6, с. 5.

34. Гуревич И.А. и др. Нефтепереработка и нефтехимия, 1960, № 9, с. 24.

35. Ахметова А.С., Грудников И.Б., Фрязинов В.В. Труды СоюзДорНИИ, 1970, вып. 46, с. 88-95.

36. Крейцер Г.Д. Асфальты, битумы и пеки. - М.: Стройиздат, 1952 г.

37. Методы исследования состава органических соединений нефти и битумоидов. - М.: Наука, 1985. - 152 с.

38. Marcusson J. Asphalt its composition. Angew. Chem. B. 29, № 1. 1916 - P . 2 1 .

39. Розенталь Д.А. Изучение процесса образования битумов при окислении гудронов. Дис. ...д-ра техн. Наук. Л.: ЛТИ им. Ленсовета. 1972. -298 с.

40. Унгер Ф.Г. Масс- и радиоспектральное исследование группового состава и надмолекулярной структуры нефтей и нефтепродуктов. Автореф. дис. ...д-рахим. наук. М.: ВНИИНП, 1984. - 32с.

41. Розенталь Д.А. Нефтяные окисленные битумы.: Учеб. Пособие. Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1979. — 47 с.

42. Krom G.J.J. Inst. Petrol, 54, № 536, 1968, P. 232 - 240.

43. Петров A.A. Углеводороды нефти. М.: Наука, 1984. - 263 с.

44. Пажитнова Н.П. Исследование влияния природы сырья на состав и свойства окисленных дорожных битумов. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М. 1970.-23 с.

45. Ахметова P.С. Исследование влияния качества сырья и способов производства на свойства дорожных битумов и разработка рациональной технологии получения высококачественных битумов из восточных нефтей. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М. 1967. -24 с.

46. Колбановская А.С., Руденский А.В. Влияние твердых парафинов на структурно-реологические свойства битумов. //Коллоид, журнал. - 1968. — Т. 30. № 4 . - С . 522-526.

47. Колбановская А.С. Исследование дисперсных структур в нефтяных битумах с целью получения оптимального материала для дорожного строительства. Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. М. 1967. - 43 с.

48. Варфоломеев Д.Ф., Стехун А.И., Унгер Ф.Г. Исследование углеводородного состава нефтяных остатков. //Нефтеперераб. и нефтехимия - 1978.-№3.-С. 21-23.

49. Фишер К.А., Шрам А. IV Международный нефтяной конгресс. М., Т.4.-1956.

50. Жердева А.Г., Сидляренок Ф.Г. Состав и свойства высокомолекулярной части нефти. Изд. АН СССР, 1958. - 54 с.

51. Велизарьева Н.И. Жердева Л.Г. Состав и свойства высокомолекулярной части нефти. Изд. АН СССР, 1958. - 266 с.

52. Камьянов В.Ф. Высокомолекулярные гетероатомные компоненты нефтей. Состав, строение и новые направления использования. Дис. ... д-ра техн. наук. М. 1992 - 443 с.

53. Speigtt J.C. The solubitim of asphaltenes. Anal. Chem. Soc, 1 v Fuel Chem.,vl5.1. 1971.-p. 57.

54. Филимонова T.A., Кряжев Ю.Г., Камьянов В.Ф. Состав и строение высокомолекулярных компонентов нефти (обзор). //Нефтехимия. - 1979. - Т. 19. № 5 . - С . 696 с.

55. Фрязинов В.В. Исследование влияния углеводородного компонента на свойства битумов. Дисс. ... канд. техн. наук. Уфа. 1975. -216 с.

56. Поконова Ю.В. Химия высокомолекулярных соединений нефти. Л.: Изд-во Ленингр. Ун-та, 1980. - 179 с.

57. Barbelet М., Poitevin J. - Ref. Inst, frans. petrole, 1979. V. 34. № 2. p. 293.

58. Посадов H.A. Попов О.Г., Проскуряков В.A., Розенталь Д.А. Структурно-молекулярные аспекты генетической взаимосвязи высокомолекулярных соединений нефти. //Нефтехимия. 1985. - Т. 25. - № 3. - 298 с.

59. Хрящев А.Н. Ассоциатообразование смолисто-асфальтеновых компонентов нефти. Автореф. дис. ... канд. хим. наук. Л. 1991. - 19 с.

60. Pfeiffer J.P., Saal R.N., Asphaltic bitumen as colloid system //Phus. Chem., V. 44, № 2 - 1970. 139 - 149 p.

61. Nellensteum F.J. The properties of asphltie bitumen Inst. Petrol. Techn. 10, 1924.-311 p.

62. Traxler R.N. Asphalt ist Composition Properties. 1961. New-York.

63. Колбановская A.C., Давыдова A.P., Собсай О.Ю. Структурообразование дорожных битумов. /В кн. Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: Наука, 1966. - 103-113.

64. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика - новая область науки. М.: Знание, 1958.-64 с.

65. Везиров P.P., Горбань О.В., Ларионов Л. и др. Исследование химического состава твердых парафинов. //ЦНИИТЭнефтехим. Вып. 8. нефтепереработка и нефтехимия. Научные достижения и передовой опыт. 1997.-С. 49-54.

66. Сурмели Д.Д. О зависимости качества нефтяных битумов (окисленных) от глубины отбора масляных фракций при перегонке нефти. //Нефтяное хозяйство. - 1995. - № 11. - 77-80.

67. Посадов И.А., Розенталь Д.А., Абромович Г.В., Борисова Л.А. Влияние химического состава на структуру нефтяных битумов. //Коллоид, журнал. - 1985. - Т. 47. № 2. - 315-325.

68. Печеный Б.Г. Битумы и битумные композиции. М.: Химия, 1990. - 256 с.

69. Кутьин Ю.А., Хайрутдинов И.Р., Биктимирова Т.Г., Имашев У.Б. Рациональное направление производства дорожных битумов. //Башкирский химический журнал. Т.З. — Вып. 3. - 1996. - 27-32.

70. Хафизов Ф.Ш. Разработка технологических процессов с использованием волновых воздействий. Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Уфа.УГНТУ. 1996.-45 с.

71. Ишкильдин А.Ф., Хайрудинов И.Р., Александрова Л., Хафизов Ф.Ш. Интенсификация процесса окисления нефтяных остатков воздействием ультразвука. //Нефтеперераб. и нефтехимия. - 1986. - № 5. - 9-10.

72. Юминов И.Л. Разработка каватационно-вихревого аппрата для процесса окисления углеводородного сырья. Дис. ... канд. техн. наук. Уфа. 1999.-19 с.

73. Коралски Г., Николова В., Минков Д. Увеличение отбора светлых фракций с помощью активирующих добавок. //Химия и технология топлив и масел. 1993. - № 6. - 8-9.

74. Страхова Н.А., Гераськин В.И., Кортовенко Л.П. Влияние активирующих добавок на глубину отбора вакуумного газойля АГПЗ./ Проблемы освоения Астраханского газоконденсаторного месторождения. Научные труды АНИПИГаз. Астрахань. 1999. - 119-121.

75. Павлюковская О.Ю. Получение дорожных битумов из высокопарафинистых газоконденсатных мазутов. Дисс. ... канд. техн. наук. Москва-Астрахань-2001. 138 с.

76. ГруОников И.Б., Ипполитов Е.В., Гр>Уникова Ю.И. Технология производства битумов .//Химия и технология топлив и масел, 2004, № 6, с. 16-22.

77. Морозов В.А., Старов Д.С, Шахова Н.М., Колобков B.C. О производстве дорожных битумов из высокопарафинистых нефтей. Химия и технология топлив и масел.//2004, № 6, с. 23-26.

78. Гуреев А.А. Технологии производства дорожных битумов. Анализ эффективности.//Химия и технология топлив и масел, 2005, № 2, с. 54-55.