Введение к работе
Актуальность работы.
В последние 10-15 лет в России отмечается ускоренный (до 10% в год) рост автомобильного парка, интенсивности движения и автомобильных перевозок. Сложившиеся условия вынуждают постоянно ужесточать требования к характеристикам дорожного битумного вяжущего. Это, в свою очередь, приводит к тому, что битумы, производимые традиционным в РФ методом окисления, уже далеко не всегда удовлетворяют запросам потребителя, и задача повышения как их качества является крайне актуальной.
Кроме всего прочего это связано и с возросшей парафинистостыо перерабатываемых нефтей и нестабильностью свойств поступающего на окисление сырья, что также затрудняет получение высококачественных окисленных битумов.
Одним из способов решения данной проблемы может выступать внедрение в практику получения дорожных битумов метода компаундирования как способа целенаправленного воздействия на эксплуатационные свойства продукта.
Такой подход не связан со значительными материальными затратами и относительно прост в аппаратурном оформлении, и, в то же время, позволяет заметно улучшить как качество дорожных битумов, так и получить оптимальную нефтяную основу для производства полимербитумных вяжущих (ПБВ).
Цель работы.
Целью настоящей работы является разработка рецептур окисленно-остаточных дорожных битумных вяжущих, отличающихся улучшенными характеристиками по сравнению с окисленными битумами, а также получение полимербитумных вяжущих с пониженным содержанием модификатора на компаундированной битумной основе.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Исследование влияния высококипящих продуктов нефтепереработки с различным групповым составом на качественные характеристики окисленно-остаточных дорожных битумов.
-
Изучение воздействия введения неокисленных компонентов в состав ПБВ на их параметры качества.
3. Установление эмпирических зависимостей, связывающих свойства и
состав компаундированных битумов и ПБВ на их основе.
4. Разработка экспресс-метода оценки группового углеводородного
состава высококипящих нефтепродуктов.
Научная новизна.
Найдены эмпирические зависимости, связывающие температуру размягчения, пенетрацию и состав компаундированных битумов, на основе которых разработан метод расчетного определения данных характеристик окисленно-остаточного вяжущего.
Установлено что оптимальной нефтяной основой для получения ПБВ является специально подобранная смесь окисленных и остаточных нефтепродуктов, допускающая получение качественных полимербитумных вяжущих при сниженном содержании модификатора.
Предложен расчетный метод определения температуры размягчения и пенетрации ПБВ на базе реакционоспособных добавок на основе компонентного состава окисленно-остаточной нефтяной основы и концентрации модификатора.
Найдена взаимосвязь оптической плотности высококипящих нефтепродуктов в инфракрасной области с их групповым углеводородным составом. На основании данной взаимосвязи предложен количественный метод экспресс-оценки группового состава тяжелых нефтяных остатков методом инфракрасной (ИК) спектроскопии. Результаты определения состава по данному методу сопоставимы с общепринятым анализом химического состава жидкостной адсорбционной хроматографией на силикагеле.
Практическая значимость.
Разработаны рецептуры получения окисленно-остаточных дорожных битумов, отличающихся расширенным интервалом пластичности и улучшенными низкотемпературными свойствами одновременно с достаточно высокой растяжимостью. Результаты исследований внедрены на установке производства битума ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».
Предложены составы компаундированных нефтяных основ для получения ПБВ с использованием реакционоспособного модификатора «Elvaloy 4170 RET» с улучшенной растяжимостью и температурой хрупкости. Данные рецептуры были использованы при получении опытных партий полимербитумов в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».
Разработанный количественный способ оценки группового углеводородного состава тяжелых нефтепродуктов на основе инфракрасной спектроскопии используется при выполнении научно-исследовательских работ студентов специальности 240403 - «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 23 работы, в том числе 10 статей в научно-технических журналах (из них 5 публикаций в изданиях, входящих в перечень ВАК), 12 материалов конференций, 1 патент на изобретение.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы были доложены на международных конференциях (Санкт-Петербург, 2006 г., Уфа, 2008, 2011 г., Пермь, 2008, 2009 г.); всероссийских конференциях (Пермь, 2007 г.); региональных конференциях (Пермь, 2006, 2010 г.).
Объем и структура диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения, изложена на 145 страницах и включает 13 рисунков, 57 таблиц, библиографию из 148 наименований.
