Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Января 2013 в 21:02, реферат
Битумы применялись в качестве строительного материала еще в глубокой древности. За 3000 лет до нашей эры в Вавилоне и Ассирии, расположенных в междуречье Тигра и Евфрата, природный битум использовали в качестве цементирующего и водоизолирующего материала. Органические вяжущие вещества делят на две основные группы: битумные и дегтевые.
Введение
1. Характеристики сырья битумов
1.1 Гудроны
1.2 Асфальтены
1.3 Экстракты
2. Характеристики получаемых битумов
3. Схема химической реакции
4. Описание механизма реакции
5. Способы получения битумов
5.1 Теоретические основы производства остаточных битумов
5.2 Теоретические основы окисления кислородом воздуха различных нефтяных остатков
5.3 Теоретические основы компаундирования
6. Основы управления процессом
6.1 Управление процессом производства остаточных битумов
6.2 Управление процессом окисления кислородом воздуха различных нефтяных остатков
6.3 Управление процессом компаундирования
7. Выводы об организации процесса на основе теоретических представлений
Список использованной литературы
Схема производства битумов по этому методу заключается в следующем. Часть сырья, легкий гудрон или мазут, переокисляется до температуры размягчения 70 – 100°С по КиШ (метод «Кольца и Шара») и смешивается с неокисленной частью. Эта смесь подвергается вакуумной перегонке с получением в остатке перегонки битума с дуктильностью, соответствующей требованиям стандарта.
Для выбора наиболее предпочтительного
способа получения
6.1 Управление
процессом производства
Производство остаточных битумов основывается на атмосферно - вакуумной перегонке отборных нефтей. Битум отводится как товарный продукт снизу вакуумной колонны АВТ. В ряде случаев на АВТ имеется дополнительная вакуумная колонна специально для получения битума, в которой поддерживается остаточное давление от 3 до 10 мм. рт. ст. Основные параметры перегонки: температура, глубина вакуума и расход водяного пара. Обычно поддерживается температура 400 - 420°С, остаточное давление 30 - 70 мм. рт. ст. (параметры процесса определяет природа сырья). Сырье парафинового основания перегоняют при остаточном давлении ниже 10 мм. рт. ст., но при этом битум обедняется маслами . Регулируя режим процесса отбора можно получать остаточные битумы с различной пенетрацией.
6.2 Управление процессом окисления кислородом воздуха различных нефтяных остатков
Управление процессом проиcходит изменением следующих факторов.
Основными факторами, влияющими на процесс окисления гудрона являются: природа сырья - нефти, исходная температура размягчения гудрона, содержание в нем масел, парафиновых и нафтеновых соединений, асфальтенов, температура, расход воздуха, продолжительность окисления, а также давление и уровень жидкости в реакторе.
Температура процесса. Чем выше температура окисления, тем быстрее протекает процесс. Но при слишком высокой температуре ускоряются реакции образования карбенов и карбоидов. Остатки, пол ученные из высокосмолист ых асфальтовых и смешанных нефтей, окисляют при 250 - 280°С, остатки парафинистых нефтей - при 270 - 290°С. В зависимости от природы сырья и требуемых свойств битумов следует подбирать соответствующую температуру окисления; для большинства видов сырья с учетом экономической целесообразности она близка к 250°С .
Давление. Повышение давления
в зоне реакции способствует интенсификации
процесса окисления и улучшению
качества окисленных битумов. Дорожные
битумы в реакторе колонного типа
нецелесообразно получать при давлении
выше 0,4 МПа вследствие резкого понижения
растяжимости битумов. Окисление под
давлением позволяет
Расход воздуха. Расход воздуха, степень его диспергирования и распределения по сечению окислительной колонны существенно влияют на интенсивность процесса и свойства битумов. С повышением расхода воздуха на 1т сырья до определенного значения (1,4 м3/мин) эффективность процесса повышается, затем при дальнейшем увеличении ухудшается степень использования кислорода воздуха и снижается эффективность; теплостойкость окисленных битумов при этом повышается.
6.3 Управление процессом компаундирования
При этом наиболее сильно на изменение свойств компаундированных битумов влияет качество разжижителя. Использование таких разжижителей, как экстракты фенольной очистки II и III фракций, резко снижает показатели стабильности битумов. Потери массы при нагревании становятся соответственно более 0 5 и 1 %, что объясняется повышенным содержанием в этих экстрактах легких фракций, особенно в экстракте II-фракции. С; молекулярный вес 241; вязкость при 100 С 3 04 ест. На основании вышеизложенного недопустимо применять для компаундирования битумов продукты вязкостью при 100 С менее 5 ест, молекулярного веса менее 300 и началом кипения ниже 300 С.
Для выбора наиболее предпочтительного
способа получения
Подводя итог вышеизложенному, можно сформулировать следующее:
наиболее перспективной технологией производства окисленных битумов является их получение в непрерывно действующих аппаратах колонного типа;
несмотря на большое количество конструкционных решений по колонне окисления, работы в этом направлении продолжаются;
на основании проведенных аналитических исследований показано, что неокисленные битумы как компаундированные, так и остаточные характеризуются высокими значениями растяжимости, хорошей адгезией и высокой устойчивостью к процессам старения, по сравнению с окисленными;
По оценкам специалистов зарубежных фирм, ведущих в СНГ дорожное строительство (фирмы Виртгем ФРГ, Нинас битумен Швеция, Несте и Леммикяйнен Финляндия), окисленные битумы, вырабатываемые по ГОСТ 22245-90, имеют недостаточную деформативность, адгезию и устойчивость к процессам окислительного старения и, несмотря на лучшую морозостойкость таких битумов, применение компаундированных и остаточных битумов намного более предпочтительно.
Преимущества неокисленных битумов перед окисленными дают результаты исследования их коллоидной структуры с использованием методов малоуглового рассеяния рентгеновских лучей. Авторами работы делается вывод, что неокисленные битумы содержат 85-86% мелких коллоидных образований с размерами частиц 0,9-1,0 нм и 12-13% крупных коллоидных частиц с размером 40,5-41,5 нм. Окисленный же битум дает другое распределение, а именно: 30-31% частиц с размером до 1,6 нм и 69-70% крупных коллоидных частиц с размером до 44,0 нм. Следовательно, неокисленные битумы являются мелкодисперсными коллоидными системами, относящимися к типу золь. Окисленный битум, представленный в большей степени грубодисперсными частицами, можно отнести к типу золь-гель.
Список использованной литературы