Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Совершенствование технологии получения жидких композиций на основе нефтяного битума

Диссертация: Совершенствование технологии получения жидких композиций на основе нефтяного битума
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Лакокрасочные материалы (JIKM) представляют собой композиционные системы, при определенной рецептуре и технологии изготовления играют роль пластичных консервационных смазок и обладают оптимальным комплексом свойств только в том случае, если сочетание составляющих компонентовпленкообразователей, пигментов и присадок — и их природа соответствуют вполне определенным условиям. Поэтому выбранная… Читать ещё >

Совершенствование технологии получения жидких композиций на основе нефтяного битума (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Современное состояние и перспективы развития технологии производства жидких композиций на основе нефтяного битума
    • 1. 1. Основы технологии производства пигментированных лакокрасочных материалов
      • 1. 1. 1. Методы производства пигментированных ЛКМ
      • 1. 1. 2. Влияние пигментов на структуру лакокрасочных покрытий
      • 1. 1. 3. Современное оборудование для смешения пигментов с пленкообразующей системой
      • 1. 1. 4. Влияние дисперсности пигментов и наполнителей на свойства покрытий
    • 1. 2. Особенности технологии получения ЛКМ на основе битумного лака
      • 1. 2. 1. Нефтяной битум в качестве основы пленкообразующего материала
  • I. 1.2.2 Получение битумного лака
    • 1. 2. 3. Получение ЛКМ на основе нефтяного битума
    • 1. 3. Основные закономерности процесса диспергирования
    • 1. 4. Поверхностно-активные вещества как средство регулирования свойств лакокрасочных материалов
    • 1. 5. Выводы и направления исследований
  • 2. Объекты и методы исследований
    • 2. 1. Объекты исследований
      • 2. 1. 1. Схема усовершенствованного технологического узла получения нефтяного битума
      • 2. 1. 2. Технологическая схема получения битумного лака
      • 2. 1. 3. Гидравлическая центробежно-вихревая форсунка
      • 2. 1. 4. Гидроакустические распылители на основе центробежно-вихревой форсунки
      • 2. 1. 5. Гидроакустические смесители-диспергаторы на основе центробежно-вихревой форсунки
      • 2. 1. 6. Установка для моделирования процессов смешения многофазных сред
      • 2. 1. 7. Установка для получения жидких композиций
    • 2. 2. Методы расчетов и исследований
      • 2. 2. 1. Гидравлический расчет центробежно-вихревой форсунки
      • 2. 2. 2. Методика расчета расходных емкостей на основе аппаратов с мешалками
      • 2. 2. 3. Методика расчета процесса растворения в аппаратах периодического действия
    • 2. 3. Приборы и оборудование
    • 2. 4. Методика проведения экспериментов
  • 3. Интенсификация производства жидких композиций на основе нефтяного битума
    • 3. 1. Совершенствование технологии получения нефтяного битума
      • 3. 1. 1. Способ получения нефтяного битума и устройство для его реализации
      • 3. 1. 2. Интенсификация процессов распыления
      • 3. 1. 3. Влияние акустического воздействия на углеводородное сырье
    • 3. 2. Моделирование процессов смешения многофазных сред
    • 3. 3. Интенсификация процесса диспергирования пигментных композиций
      • 3. 3. 1. Оптимизация режимов работы диспергирующего оборудования
      • 3. 3. 2. Получение пигментированных материалов с предварительной дезагрегацией частиц
  • 4. Технология получения пигментных композиций на основе нефтяного битума и ее технико-экономические показатели
    • 4. 1. Получение нефтяного битума в качестве основы ЛКМ
    • 4. 2. Технология получения пленкообразующего материала
    • 4. 3. Составление и диспергирование пигментных композиций

Покрытия на основе жидких композиций, образующиеся в виде тонких пленок на различных поверхностях, распространенное и эффективное средство декоративной отделки и защиты от коррозии и старения различных материалов, изделий и сооружений.

Современная промышленность жидких композиций (ЖК) является крупнотоннажным производством, ежегодный выпуск товарной продукции которого составляет десятки тысяч тонн. При этом главным компонентом любой жидкой композиции, определяющим свойства получаемого покрытия, является связующее вещество.

Перспективным направлением в производстве ЖК в настоящее время является использование нефтяного битума в качестве связующего материала. Это связано с тем, что нефтяной битум является наиболее доступной и распространенной основой пленкообразующих материалов, а также возможностью получать специальные сорта нефтяного битума и организовать производство продукции, пользующейся повышенным спросом.

В настоящее время существует широкий ассортимент жидких композиций на основе различного компонентного состава (пигментированные лаки и краски, жидкие полимерные и полимерно-битумные составы, пластификаторы, жидкое стекло и др.), которые требуют конкретных технологических решений при их получении. Поэтому наиболее целесообразным является обзор материалов, пользующихся широким спросом в промышленности, народном хозяйстве и населения, например, таких как пигментированные лакокрасочные материалы на основе нефтяного битума.

Нефтяной битум — блестящий черного цвета продукт, который относится к природным пленкообразующим и применяется для получения жидких композиций, в том числе лаков и красок. Битум обладает уникальными свойствами, такими как водои газонепроницаемостью, стойкостью к атмосферной и химической коррозии и т. д., которые позволяют получить композицию с заданными характеристиками.

Лакокрасочные материалы (JIKM) представляют собой композиционные системы, при определенной рецептуре и технологии изготовления играют роль пластичных консервационных смазок и обладают оптимальным комплексом свойств только в том случае, если сочетание составляющих компонентовпленкообразователей, пигментов и присадок — и их природа соответствуют вполне определенным условиям. Поэтому выбранная технология получения ЛКМ должна обеспечивать необходимые изменения компонентного состава сырья и высокое качество конечного продукта. Исходя из этого, технология производства пигментированных лакокрасочных материалов на основе нефтяного битума предусматривает последовательность следующих операций: получение нефтяного битума с определенными свойствами, соответствующими установленным техническим и производственным условиям для получения жидких композиций на его основе;

— получение битумного лака в качестве пленкообразующего материала с широким диапазоном характеристик и интенсификация процесса смачивания и диспергирования пигментных частиц в среде пленкообразователя на основе применения новых технологий.

Наиболее эффективным в настоящее время считается комбинированный способ получения пигментированных ЛКМ, при котором хроматические и ахроматические колеровочные пасты изготовляются мелкосерийным производством. При этом легко диспергируемые пасты совмещают с пленкообразующим материалом на последней стадии поточного производства или непосредственно у потребителей.

Использование нефтяного битума в качестве основы пленкообразующей системы позволяет значительно расширить сырьевую базу лакокрасочной промышленности. Совершенствование технологии получения пигментированных лакокрасочных материалов на основе нефтяного битума с учетом возможности изменения их свойств непосредственно при получении является важной научно-технической и практической задачей.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

1 Обобщены научно-технические данные о современном состоянии и перспективах развития технологии производства пигментированных лакокрасочных материалов на основе нефтяного битума в качестве жидких композиций. Выявлено, что нефтяной битум марки БН-V обладает свойствами, соответствующими условиям производства ЛКМ и используется как самостоятельный пленкообразующий материал для производства лаков и красок.

2 Показана возможность эффективного применения гидроакустических генераторов на основе центробежно-вихревых форсунок для интенсификации процессов распыления, смешения и диспергирования углеводородного сырья в производстве битумного лака и пигментированных лакокрасочных материалов на основе нефтяного битума.

3 Исследовано влияние основных параметров центробежно-вихревых форсунок на качество распыления. Выявлено, что качество распыления, определяемое тонкостью распыла, распределением капель распыленной жидкости по размерам и распределением жидкости в струе, достигается повышением давления жидкости и количества входных каналов форсунки при минимальной степени раскрытия сопла.

4 Разработаны метод совершенствования технологии получения нефтяного битума и устройство для его реализации (защищены патентом РФ № 2 221 834) на основе применения гидроакустических генераторов с целью интенсификации процесса окисления сырья за счет увеличения поверхности контакта фаз и времени взаимодействия жидких остатков и воздуха.

5 Проведены исследования в лабораторных условиях по моделированию процессов смешения многофазных сред и в качестве ячейки идеального смешения представлена камера закручивания центробежно-вихревой форсунки. При этом применение вихревой камеры смешения сырья на основе предлагаемой модели способствует увеличению значений коэффициента турбулентной диффузии DT более чем в 4 раза по сравнению с традиционной моделью.

6 Предложена технологическая схема получения пигментированных лакокрасочных материалов на основе нефтяного битума в качестве жидких композиций с предварительной дезагрегацией пигментных частиц, которая позволяет реализовать принцип проточной системы смешения сырья и сократить продолжительность процесса дезагрегирования в 1,4. 1,6 раза.

7 Разработана и в промышленных условиях ОАО «Татнефтепром» (НГДУ «Карабашнефть») испытана установка получения жидких композиций на основе нефтяного битума. Определено оптимальное рецептурное соотношение пигмента в пределах 10−20% с точки зрения дисперсности для составления пигментной пасты.

Показать весь текст

Список литературы

  1. П. И., Иидейкин Е. А., Толмачев И. А. Пигменты и пигментированные лакокрасочные материалы. -Л.: Химия, 1987. -200 с.
  2. Е.А., Лейбзон Л. Н., Толмачев И. А. Пигментирование лакокрасочных материалов. -Л.: Химия, 1986. -160 с.
  3. А.Г. ЛКМ.- 1983.- № 3.- с. 50.,.52.
  4. А .Я. Технология пленкообразующих веществ. -Л.: Госхимиздат, 1955.- 651 с.
  5. Н. А. Горловский И.А. Оборудование заводов лакокрасочной промышленности. Изд. 2-е. -Л.: Химия, 1968.- 584 с.
  6. В.Е., Ермакова Г. А. ЛКМ, 1964.- № 2.- с. 75.76. 7. Paint Technol., 1965, v.29.- № 1.-p. 32.34.
  7. И.А., Сакар А. Г. ЖМ, 1968.- № 5.- с. 59.,.62.
  8. А.с. 237 816 (СССР). Опубл. в Б.И., 1970.- № 46.- с. 53.
  9. И.А., Козулин Н. А. Оборудование заводов лакокрасочной промышленности. -Л.: Химия, 1980.- 374 с.
  10. Д.Д., Швляков О. П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. -Киев: Техника, 1976.- 144 с.
  11. В.А. и др. ЛКМ, 1980.- № 4.- с. 41.42- ЖМ, 1982.- № 5.- с. 45.46.
  12. Л.И. ЖМ, 1966.- № 5.- с. 91.93.
  13. К.П., Манусов Е. Б. ЖМ, 1965.- № 6.- С. 82.84.
  14. СековаЗ.В. и др. ЖМ, 1970.- № 6.-с. 64.66.16 Патент 1400 (Япония).17 Патент 7890 (Япония).
  15. Л.Б. и др. ЛКМ, 1963 .- № 5.- с. 51.53.
  16. Волновая технология и техника. Под ред. академика РАН Р. Ф. Ганиева.1. М., 1993.- 126 с.
  17. Патенты РФ № № 1 839 612, 1 839 613, 2 124 933, 2 032 325.
  18. Корсунский Л.Ф.. Школьникова Э. Н., Горохова Н. А. ЛКМ.- 1975.-№ 5.- с. 10.12.
  19. Ф.М., Верхоланцев В. В. ЛКМ, 1983.- № 6.- с. 29.,.33.
  20. Е. Физическая химия пигментных дисперсий. Пер. 71/ 32 385 М.: ГПНТБ, 1971, — 16 с.
  21. Г. Ф. Технология органических покрытий // Пер. с англ. Под ред. Терло Г. Я. -Л.: Госхимиздат, 1963.- Т.2. 776 с.
  22. П.И. Диспергирование пигментов. М.: Химия, 1971.- 300 с.
  23. Ю.Я. ЛКМ.- 1966.- № 2.-с. 50.53.
  24. Ю.Я. ЛКМ.- 1966.- № 5.- с. 24.27.
  25. Е.Ф., Рискин И. П. Химия и технология пигментов. Изд. 4-тоепереработ, и доп.- Л.: Химия, 1974.- 656 с.
  26. О., Гаек К. ЖМ .- 1965.- JV° 3.- с. 52.,.55.
  27. Л.Н., Ермилов П. И. ЖМ.- 1981.- № 1.- С. 14.16.
  28. Kress P. Farbe+Lack.- 1977, Bd. 83.- № 2.- S. 85.95.
  29. К.М., Ратнер М. И., Верхоланцев В. В. ЛКМ .-1977.- № 6.- С. 15.17.
  30. В.М., Санжаровский А. Т. Влияние концентраций и дисперсности наполнителей на физические константы и внутренние напряжения эпоксидных покрытий. Деп. ВИНИТИ № 1853−74 деп.- 25 с.
  31. В.М. В кн. Труды 1-й научной конференции по механике и технологии композиционных материалов. -София, 1977.- с. 115. 120.
  32. П.И. ЖМ.- 1980.- № 4.- с. 69.
  33. А.А. Полимерные и полимеро-битумные материалы для защитытрубопроводов от коррозии. -М.: Изд-во строит, материалов, 1971. 123с.
  34. А.С., Михайлов В. В. Дорожные битумы. -М.: Транспорт, 1973.- 264с.
  35. М.Ф., Кочнова З. А., Шодэ Л. Г. Химия и технология пленкообразующих веществ. -М.: Химия, 1989.- 480с.
  36. Патент № 1 792 342 СССР, 1993.
  37. Патент № 1 816 002 СССР, 1993.
  38. В. Д. Ультразвуковая химическая аппаратура. М.: Машиностроение, 1967.- 221 с.
  39. И.Т., Садовников JI.M. и др. Искусственная кавитация. -JI. Судостроение, 1971.-284с.
  40. Д.А., Фридман В. М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. -М.: Энергия, 1979.- 318с.
  41. С.А. Ахметов. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. -Уфа: Гилем, 2002.- 672с.
  42. В.В., Кондрашев Э. К. Технология лакокрасочных покрытий вмашиностроении. -М.: Машиностроение, 1978, — 295с.
  43. О. Ю. и др. ЖМ.-1990.- № 1.- С. 49.51.
  44. . Б., Манусов Е. Б., Федотов В. В. Управление цветом пигментированных материалов. -М.: Химия, 1987.- 160с.
  45. Т. А., Столярова В. A. JIKM. -1980.- № 1.- c. l 1.13.
  46. И.Е., Тертых В. А., Чуйко А. А. В кн. Природные сорбенты //
  47. Под ред. В. Т. Быкова.-М.: Наука, 1967.- С. 57.72 .
  48. Taubman A. B., Janova L.P., Blyskosh G.S., J. Polymer Sci., 1971.- A-l.- v. 9.p. 27.28.
  49. Taubman A. B., Janova L.P., Blyskosh G.S., J. Polymer Sci., 1972, A-l.-v. 10.-p. 2085.2086.
  50. Г. Ф. Технология органических покрытий. -Д.: Госхимиздат, 1963.776 с.
  51. Лакокрасочные покрытия // Под ред. X. Ф. Четфилда. перевод с англ. -М.:1. Химия, 1968.- 640 с.
  52. М. А. Хим. наука и пром., 1959.- т. 4.- № 5.- с. 642.640
  53. Т.А. ЖВХО им. Д. И. Менделеева, 1967.- т. 12.- № 4.- с. 440.445.
  54. С. Н., Шабанова С. А. Применение ПАВ в лакокрасочной промышленности. М.: Химия, 1976.- 176 с.
  55. А.Б., Толстая С. Н., Бородина В. Н., Михайлова С. С. ДАН СССР, 1962.- т. 142.- № 2.- с. 407.410.
  56. А.Б., Толстая С. Н., Шабанова С. А. ЛКМ, 1965.- № 5.-С.19.21.
  57. С.Н. и др. ДАН СССР, 1968.- т. 178.-е. 148.151.
  58. Tolstaja S. N. Vortrag auf Y Internat. Kongress fur grenzfluchenaktive Stoffe,
  59. Barslond, 1969.- S. 605.611.
  60. С.Н. Докт. дис. М.: ИФХ, АН СССР, 1970.
  61. А.Б., Толстая С. Н., Фрейдин А. С. Пласт, массы. 1965.- № 5,1. С. 72.74.
  62. В.Н. и др. Пласт, массы. 1969.- № 3.- с. 21.23.
  63. Л.А. и др. ЛКМ, 1965.- № 3.- с. 46.50.
  64. А.А., Чупеев М. А., ДАН СССР, 1962.- т. 147.- № 2.1. С. 422.424.
  65. М.А., Трапезников А. А. ЛКМ, 1962.- JVb 1.- с. 67.,.70.
  66. Schutte Н., Taschen С., Plaste und kautschuk, 1962, Bd. 19.- № 2.1. S.93.96.
  67. Ю.Ф. и др. Распиливание жидкостей. -М., Машиностроение, 1977. 208 с.
  68. Д.Г. и др. Распиливающие устройства в химической промышленности.-М.: Химия, 1975.
  69. Л.Н., Бегачев В. И., Барабаш В. М. Перемешивание в жидких средах: физические основы и инженерные методы расчета.- Л.: Химия, 1984.- 336 с.
  70. Hixson A.W., Baum S.J.- Ind. Engng. Chem., 1942.- v.2.- p. 412−419.
  71. Г. И., Михайлов H.B. Полимер-битумные изоляцонные материалы. -М.: Недра, 1967.- 235с.
  72. Р.Ш., Арсланов И. Г. и др. Акустическая технология в нефтехимической промышленности. Казань: Изд-во «Дом печати», 2001,145с.
  73. Источники мощного звука. /Под ред. Л. Д. Розенберга. -М.: Наука, 1967.420с.
  74. Н. Механика. М., 1965.- № 2.- с. 90.
  75. И.Д., Толстая С. Н. ЛКМ, 1970.- № 6.- с. 17.19.
  76. И.Г. Новые технологии в производстве технического углерода. Дисс.. докт. техн. наук. Уфа: изд-во УГНТУ, 1999.- 291с.
  77. Szalay A., Die Zerstorung von hochpolymeren Molekulen mittels Ultrachallwellen. Zs. Phys. Chem.- A164.- 234 (1933).
  78. Szent-Gyorgyi A., Chemical and Biological Effects of Ultrasonic Radiation.1. Nature.- 131.- 278(1933).
  79. Flosdorf E.W., Chambers L.A., The Chemical of Audible Sound, Jorn. Amer. Chem. Soc., 55, 3051, (1933).
  80. Freundlich H., Gilling D.W., The Influence of Ulrasonic Waves on the Viscosityof Colloidal Solutions, Trans. Farad. Soc.- 34.- 649 (1938).
  81. Источники мощного звука./Под ред. Л. Д. Розенберга. М.: Наука, 1967.- 420с.
  82. Р., Балдыга Е. В кн. «Доклады VI Всесоюзной конференции потепломассообмену».- Минск, 1980.- т. 10.- с. 25.36.
  83. .А. и др. Основы физики и техники ультразвука. -М.: Высшая шк., 1987.- 352с.
  84. Ф.Ш. Разработка технологических процессов с использованиемволновых воздействий. Дисс.. докт. техн. наук. Уфа: изд-во УГНТУ, 1996.
  85. Danckwerts P.V. Chem.Eng. Sci., 1958.- v.13.- p.893.
  86. Zwietering Th.N. Ibid., 1959.- v. 14.- p. 1.
  87. Weinstein H., Adler R. Ibid., 1967.- 22.- p.65−74.
  88. Л.С. В кн.: «Итоги науки и техники. Процессы и аппараты химической технологии».-М.: Наука, 1976.- с. 82−166.
  89. В.В. и др. Моделирование биохимических реакторов. -М.: Леснаяпромышленность, 1979.- 342с.
  90. Л.С., Кафаров В. В., ЖПХ.- 1974.- т.47.- № 1.- С. 2250.2255.
  91. Л.С., Кафаров В. В., ЖПХ, 1974.-т.47.-№ 11.-С.2486.2491.
  92. Corsin S. AICHEJ, 1964.- v. 10.- р.870.
  93. Rosenzweig R. Can. J. Chem. Engng, 1966.- v.44.- p. 255.
  94. Л.Н., Бегачев В. И., Маньковский O.H. и др.- ТОХТ, 1974.- т.8, № I 4.- с.590−596.
  95. Р.Г. и др. Турбулентное смешение в малогабаритных трубчатых аппаратах химической технологии // Химическая промышленность, 2000.- № 5.- с. 41−49.
  96. Sung М.-Н., Choi I.-S.// Chemical Engineering Science, 2000.- v. 55.- p. 21 732 184.
  97. А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.:1. Химия, 1971.- 784 с.
  98. П.И., Индейкин Е. А., Толмачев И. А. Пигменты и пигментированные лакокрасочные материалы: Учебн. пособие для вузов. — Л.: Химия, 1987.- 200 с.
  99. Е.Б. и др. ЖМ. 1989.-№ 5.- с. 105.107.
  100. Манусов Е Б., Михайлин С. М., Ахтеров В. М. ЖМ, 1990.-№ 2.-с.64.,.66.
  101. В.М., Манусов Е. Б. — ЖМ.- 1984.- № 4.-с. 51.52.103 Патент РФ№" 1 839 612
  102. Т.Г. Основы сажеобразования. М.: Изд — во ГАНГ им И.М.1. Губкина, 1996.- 66с.
  103. .А., Дубровин М. Н., Хавский Н. Н. Основы физики и техники ультразвука. -М.: Высш. шк., 1987.-352 с.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!