Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Технология утилизации отходов химической и нефтехимической промышленностей в дорожном строительстве

Диссертация: Технология утилизации отходов химической и нефтехимической промышленностей в дорожном строительстве
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Цель работы. Решение проблемы рационального и экологически приемлемого использования крупнотоннажных отходов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности с одновременным улучшением качества дорожных битумов, сокращения продолжительности процесса окисления, снижения выбросов отработанных газов при производстве битумов. Повышение интенсивности процесса производства… Читать ещё >

Технология утилизации отходов химической и нефтехимической промышленностей в дорожном строительстве (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1.
    • 1. 1. Проблемы экологии нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических отраслей промышленности
    • 1. 2. Химическая активация сырья бтумного производства
    • 1. 3. Физическая активация сырья битумного производства
    • 1. 4. Интенсификация битумного производства с использованием катализаторов
    • 1. 5. Методы определения активного состояния сырья битумного производства
    • 1. 6. Модификация свойств битума путем введения в них специальных добавок
  • ГЛАВА 2. Окисление гудрона в присутствии активирующих добавок
    • 2. 1. Физико-химические характеристики сырья и вводимых добавок
    • 2. 2. Описание установки, режима окисления и результаты окисления в присутствии активирующих добавок
    • 2. 3. Воздействие активирующей добавки на реологические свойства и коллоидную структуру сырья окисления
  • ГЛАВА 3. Модифицирование битумов
    • 3. 1. Модифицирование битумов элементной серой
    • 3. 2. Битумно-резиновые композиции
    • 3. 3. Улучшение качества битумных лака модифицированием исходного битума
  • ВЫВОДЫ

Актуальность проблемы. Состояние дорожных покрытий является существенным фактором, влияющим на расход топлива и количество выхлопных газов. Основной же причиной плохого состояния дорожных покрытий и низкого срока их службы является неудовлетворительные эксплуатационные характеристики битумного вяжущего. Решение этой проблемы требует изыскания доступных модифицирующих битум добавок.

С другой стороны, само производство дорожных битумов сопровождается выбросом отработанных газов и тем в большей степени, чем продолжительнее процесс окисления. Данная проблема требует разработки способов ускорения процесса окисления с участием активирующих добавок.

В связи с этими проблемами представляют интерес некоторые побочные продукты и отходы химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности, создающие экологические проблемы и не находящие квалифицированного применения. Исходя из знаний физико-химических основ процесса получения окисленных битумов можно предположить целесообразность их использования в качестве активаторов процесса окисления и модификаторов битумных вяжущих.

Актуальность темы

диссертации также подтверждена тем, что работа выполнялась в соответствии с положениями законопроекта Государственного Совета РТ «Об отходах производства и потребления» и в рамках Целевой программы РТ «Управление отходами производства и потребления» .

Цель работы. Решение проблемы рационального и экологически приемлемого использования крупнотоннажных отходов химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности с одновременным улучшением качества дорожных битумов, сокращения продолжительности процесса окисления, снижения выбросов отработанных газов при производстве битумов. Повышение интенсивности процесса производства окисленного нефтяного битума путем вовлечения в сырье активирующих добавок, повышение эксплуатационных свойств нефтяных битумов и асфальтобетонов на их основе посредством модифицирующих добавок, разработка способов введения указанных добавок, а также получение лакокрасочных композиций на основе модифицированного битума. Исследование влияния активирующих добавок на реологические свойства и коллоидную структуру сырья окисления. Вовлечение в решение поставленных задач отходов различных отраслей промышленности и, тем самым, создание экологически приемлемого направления их утилизации.

Научная новизна работы.

— в процессе изучения закономерностей изменения реологических свойств и коллоидной структуры сырья окисления предложены новые активирующие добавки на основе отходов нефтехимических производств и способ их введения в процесс окисления.

— разработаны способы получения модифицированных битумных композиций и асфальтобетонов на их основе с вовлечением отходов резиновой, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и лесной отраслей промышленности.

— разработана технология получения лакокрасочных композиций на основе модифицированного нефтяного битума.

Практическая значимость работы. Практическое значение полученных результатов состоит в разработке интенсивной технологии производства окисленных битумов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, модифицированных битумных композиций высокого качества и асфальтобетонов на их основе. Причем, в данные разработки вовлечены отходы различных отраслей промышленности, что позволяет решить проблему их рационального утилизирования и улучшения экологической обстановки.

Апробация работы. Отдельные разделы диссертационной работы докладывались на 1 Международном Симпозиуме «Наука и технология углеводородных систем» (г. Москва, 1997 г.) — научно-практической конференции «Тюменская нефть — вчера и сегодня» (г. Тюмень, 1997 г.) — семинарах, научных сессиях (г. Казань, 1997;1998г.).

Публикации. По теме диссертации имеются 10 публикаций, из них 2 заявки на патенты и 1 решение о выдаче патента.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, 2 приложений, изложенных на 105 стр. машинописного текста, включая 24 таблицы, 10 рисунков и списка использованной литературы в количестве 130 наименований.

ВЫВОДЫ.

1. В целях рациональной утилизации отходов нефтехимических производств и повышения их экологической безопасности, а также интенсификации производства окисленного битума в качестве активирующих добавок к сырью окисления впервые испытаны кубовый остаток регенерации диметилформамида и его смеси с кубовым остатком производства ал кил бензолов.

Изучено воздействие указанных активирующих добавок на реологические свойства и коллоидную структуру сырья окисления, вызывающее интенсификацию процесса окисления при одновременном улучшении качества получаемого битума.

2. Использование в качестве модифицирующей добавки элементной серы — отхода после очистки нефтяных фракций и попутных газов — позволило предложить способ рационального и экологически приемлемого применения газовой серы, которая в настоящее время не находит применения на Елховском НПУ и Минибаевском ГПЗ, улучшить пластические и адгезионные свойства битума и битумно-резиновых композиций, что положительно сказалось на эксплуатационных характеристиках асфальтобетонных смесей.

3. Показано значительное улучшение эксплуатационных свойств битумов и асфальтобетонов при модификации битума отходами резиновой промышленности, образующимися в процессе вулканизации резины.

Разработан способ получения битумно-резиновых композиций с использованием в качестве углеводородного растворителя резины отходов нефтехимической и лесной отраслей промышленностей: тяжелой пиролизной смолы, кубового остатка производства алкилбензолов и древесной смолы лиственных пород.

4. Вулканизация битумно-резиновых композиций элементной серой в оптимальных условиях позволило наряду с обеспечением их стабильности, улучшить такие качества, как эластичность и адгезия.

5. Разработаны оптимальные рецептуры антикоррозионных лакокрасочных покрытий на основе модифицированных битумов с улучшенными значениями адгезионной прочности и твердости.

Показать весь текст

Список литературы

  1. П.С. Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и газа. -М.: Химия. -1991. -256с.
  2. И.Б. Производство нефтяных битумов. -М.: Химия, 1983. -192с.
  3. ГунР.Б. Нефтяные битумы. -М.: Химия, 1973. -432с.
  4. H.H. Интенсификация производства нефтяных битумов. //Химия и технология топлив и масел. 1989. -№ 8. -С. 3−6.
  5. З.И. Физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем. -М., 1982. -91с. (Препринт/МИНХ. ГП. им. И. М. Губкина Л-75 537)
  6. R.V., Poltev V.J., Sukhorukov PJ. //Theor. Biology., 1975. V. 55. № 2. P. 491−503.
  7. З.И., Сюняев P.3., Сафиева Р. З. Нефтяные дисперсные системы. -М.: Химия, 1990. -С. 83−117.
  8. П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. //Физико-химическая механика дисперсных структур. -М., 1966. -С. 3−16.
  9. Материалы V Всесоюзной конференции по физико-химической механике. -Уфа: УНИ, 1971. -251с.
  10. С.А. Научные основы производства битумов. -Л.: ЛГУ, 1988. -166с.
  11. A.A., Сабаненков С. А. Методы иследования физико-химической механики нефтяных остатков. -М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1980. -48с.
  12. H.H. Регулирование физико-химических свойств и дисперсности сырья для производства окисленных битумов.: Автореф. Дис. канд. техн. наук. -М., 1987.
  13. .Г. Долговечность бигумных и битумоминеральных покрытий. -М.: Стройиздат, 1981. -123с.
  14. А.И. Техника защиты окружающей среды. -ML: Химия. -1989. -512с.
  15. Е.И., Пимкина В. А. Внедрение безотходной технологии в нефтепереработке и нефтехимии. //Тематический обзор. -М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1979. -47с.
  16. Э.А. Анализ воздействия предприятий нефтепереработки на окружающую среду. Научн. практ. конф. Проблемы защиты окружающей среды на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии. -Уфа. 1997. 8−11с.
  17. Патент РФ № 2 037 510, С10СЗ/06, БИ, № 17, 1995.
  18. Патент РФ № 20 613 939, С04В26/26, С04В111/20, БИ, № 20, 1996.
  19. Фрязинов В В., Грудников И. Б. //Химия и технология топлив и масел. 1976. -№ 11. -39−41с.
  20. В.Г., Иоакимис Э. Г., Моитайт И. Л. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. -М.: Химия. -1985. -255с.
  21. В.Я. Биохимичесткая очистка сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. //Тематический обзор. -М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1974. -77с.
  22. A.C., Михайлов В. В. Дорожные битумы. -М.: Транспорт, 1973. -264с.
  23. Т.Ф., Аджамов К К). Влияние состава сырья на свойства окисленных битумов. //Нефтепереработка и нефтехимия. 1994. -№ 4.
  24. P.C., Глозман Е. П., Торбеева Л. Р. Влияние способа окисления на свойства битумов. //Нефтепереработка и нефтехимия. 1969. -№ 7.
  25. P.C. Исследование качества сырья и способа производства на свойства дорожных битумов и разработка рациональной технологии получения высококачественных битумов из восточных нефтей.: Автореф. Дис. канд. техн. наук. -М., 1967.
  26. А.Ю. и др. Влияние струкгурно-реологических характеристик нефтяного сырья на процесс его окисления в битумы. //Нефтепереработка и нефтехимия. 1985. -№ 2. -С. 12−14.
  27. A.A., Сюняев Р. З. Интенсификация некоторых процессов переработки нефтяного сырья на базе принципов физико-химической механики. -М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1984. -С. 25−44.
  28. Глаголева О Ф. Регулирование активного состояния нефтяного сырья. Тематический обзор. М., 1986.
  29. А.Ф. Использование отходов нефтехимической промышленности для интенссификации прцесса получения нефтяных битумов. Автореф. Дис. канд. техн. наук. -Казань, 1995. -57с.
  30. А. с. 1 796 653 СССР МКИ С10СЗ/04 Способ получения дорожного битума 23. 02. 1993.
  31. Н.Г. Интенсификация процесса получения битумов активацией нефтяного остатка. Автореф. Дис. канд.техн. наук. -М., 1991.
  32. Stefanova М., Marinov S.P., Nikolova К. Predictionof paving grade bitumen performanct //Trdoe und Kohle, -Erdgas -Petrochemie vere?
  33. Ш. М. Автореф. Дис. канд.техн. наук. -МИНХ и ГП, 1983.
  34. А.И. Автореф. Дис. канд.техн. наук. -МИНХ и ГП, 1983.
  35. В.Р. Автореф. Дис. канд.техн. наук. -Уфа: УНИ, 1983.
  36. А. с. 1 786 058 СССР МКИ С10СЗ/04 1987.
  37. А. с, 1 666 495 СССР МКИ С10СЗ/04 1986.
  38. А. с. 1 705 322 СССР МКИ C08L95/00 1987.
  39. Патент РФ 2 024 573 Способ получения битума. 1994.
  40. Ю.В. и др. Олигомерный ускоритель окисления гудрона в процессе получения битумов /'/Нефтепереработка и нефтехимия. 1997. -№ 2. -С. 19−21.
  41. Butsine J.M., Such S., Eladlant F. Fuel Sei and Techno! Jnt. 1992. V10. № 4. p.6.
  42. З.И. Интенсификация термических процессов переработки нефтяных остатков //Химия и технология топлив и масел. 1990. -№ 5. -С. 7.
  43. В.Д., Кальман-Иванов Э.Э. Вибрационная техника в химической промышленности. -М.: Химия, 1985. -240с.
  44. Н.Б. Физико-химические основы интенсификации технологических процссов в дисперсных системах. -М.: Знание, 1980. -64с.
  45. Н.Г. и др. Энергетическая активация нефтяных остатков в дезинтеграторе. //Химия и технология топлив и масел. 1992. -№ 1.
  46. И.Г. Добавки к пластичным смазкам. -М.: Химия, 1982.
  47. Патент 3 008 511 ФРГ, КМИ С10СЗ/04.
  48. В.В., Прохоренко П. П. Ультрозвук в технологии. -М.: Знание, 1977. -64с.
  49. А.Н. и др. Влияние ультрозвуковой обработки на структуру битумов. //Нефтепереработка и нефтехимия. 1980. -№ 18. -С. 98−100.
  50. Г. Д. Влияние размера дисперсных частиц на физико-механические свойства пеков. Дис. канд. техн. наук. -М.: МИНГ. 1983. -156с.
  51. А.Ф. и др. Интенсификация процесса окисления нефтяных остатков воздействием ультрозвука. //Нефтепереработка и нефтехимия. 1988-№ 5.-С. 9−11.
  52. В.К. и др. Использование ультрозвука при деасфальтизации нефтяных остатков. //Нефтепереработка и нефтехимия. 1988.-№ 10. -С. 10−12.
  53. Reerink Н., Lijzenda J. The Influence of Elecnrolytic Dissociation on the Colloidal Properties of Bitumens //J: Electroanal. Chem., 1972.1. V.37.-P. 215−225
  54. Rey B.R., Witherspoon P.A., Grim RE. Stuly of the Colloidal Characteristics of Petroleum Using the Ultracentrifuge. //J: Phys. Chem., 1957.10. -P. 1296−1302.
  55. H.B. и др. Нефтепереработка и нефтехимия. -М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1982. № 11. -48с.
  56. Л.Н. Автореф. Дис. канд.техн. наук. -МИНХ и ГП, 1979.
  57. Ю.В., Гайле A.A., Спиркин В. Г. и др. Химия нефти. -Л.: Химия, 1984. -359с.
  58. Г. Л. и др. Интенсификация процесса получения окисленных битумов. //Тез. докл. VII Нефтехимического симпозиума. -Киев, 1990. -196с.
  59. Yu.V., Apostolov S.A. // Sufl.Sci. and Technol. Int. -1991- P. N 2,-C. 109−116.
  60. Е.П., Михеев Г. М. Исследования некоторых окисных и металлических катализаторов в реакции окисления нефтяного сырья в битум //Проблемы переработки и исследования нефти и нефтепродуктов. -Уфа. БАГИНИИНП, 1991 г.
  61. И.Р. и др. Катализатор для окисления гудрона. А. С. 1 616 693 СССР 1990.
  62. А. с. 1 456 448 СССР КМИ С10СЗ/04.
  63. С.Л. и др. Использование металлосодержащих отходов в производстве битумов. // Сб. Научн. Трудов / БашНИИ по переработке нефти. -1992. № 21. -84−91с.
  64. Г. Л., Дау З.М. Получение кровельных битумов из гудрона. //Строительные материалы и конструкции., 1994, № 1. -13с.66. с. 1 532 569 СССР МКИ С10СЗ/04. Способ получения битума.
  65. Mitchel L.D., Speight J.D. The Solubility of asphaltenes in hydrocarbon solvents. Fuell, 1973. v.52. № 2. p. 149−152.
  67. Но В., Briggs P. //Colloids and Surfaces, 1982, V.4., № 3. Р.285−303.
  68. Е.Д., Перцов Н. В., Амелина Е. А. Коллоидная химия. М.: Издательство Московского университета, 1982. 342с.
  69. И .Я. Определение размера частиц по светорассеянию //Оптика и спектроскапия. 1960. -т.VIII. -Вып. 1. -434с.
  70. А.Н. Фазовые равновесия и обратимые переходы в нефтяных остатках.
  71. А.Дж. Битумные материалы. -М.: Химия, 1974. -175с.
  72. Л.А. Дисперсный состав и структура смолисто-асфальтеновых веществ и продуктов их переработки. Дисс.канд. техн. наук: 02.00.13. -Киев, 1984.-124с.
  73. A.C., Михайлов В. В. Дорожные битумы. -М.: Транспорт. 1974. -264с.
  74. А.Б., Доломатов М. Ю., Мулюков Ш. Ф. //ХТТМ, 1989, № 2.
  75. Ю.Н., Ринкевичюс Б. С. Методы лазерной доплеровской анемометрии. -М.: Наука. 1982. -304с.
  76. Д.И., Фейгин Л. А. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. -М.: Наука. 1986. -280с.
  77. А.К., Годун Б. А., Бодан А. Н. К вопросу применения малоуглового рассеяния рентгеновских лучей при изучении структуры битумных материалов. //Нефтепереработка и нефтехимия. 1978.6. 90−92с.
  78. Э.Р., Кудащева Ф. Х. //ХТТМ. 1988. № 11. 37−39с.
  79. P.P. и др. //ХТТМ. 1984. № 12. 27с.
  80. August D., Oberlin M., Hyvernat P. Carbon. 1980. V.16. № 5. P.337−346.
  81. Jean Cornillaun, Gilas Alcalet. La granulometrie a diffraction laser. Chemie magasine. 1987. № 52. P 78−83.
  82. Спектроскопия оптического смещения и корреляции фотонов. (Под ред. Камминса Р., Пайка Э.М.) -Мир. 1976. -580с.
  83. Coulter Counter Mod MA-11, Prospect Couct. Elect., 1974.
  84. B.M. Кондуктометрический метод анализа. -JT.: Химия, 1978. -176с.
  85. Harfield J G., Wahrton R.T., Evaluated the respense of a Coulter C. Using spherial latex particles. Partielo Charact., 1984, № 1, -p.26−32.
  86. Д.А. и др. Модификация свойств битумов полимерными добавками. Тематический обзор. М., ЦНИИТЭНефтехим, 1988. -48с.
  87. Реф. журнал 1П 268, 1991. Жирные диамины как эмульгаторы и адгезионные добавки к битуму.
  88. Реф. журнал 6П 234,1997. Синтез и применение аминоолигомеров в качестве адгезивных добавок к битумам.91. Патент 3 431 128 США, 1969.
  89. ГарберМ.И. Научные труды Академии коммунального хозяйства. 1966, -№ 42, 117−126с.93. A.c. 263 180 ЧССР.
  90. Д.Ф. и др. Повышение качества строительных битумов. Тематический обзор. М., ЦНИИТЭНефтехим, 1976. -73с.
  91. Л.М. Основные направления в строительстве асфальтобетонных покрытий с применением полимерно-битумных вяжущих. Обзор информ. ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1975. -№ 9, -60с.
  92. Polakovie L., Zito P. Moznosti pouzitia odpadovych plastov v asfaltovych zmesiach pouzivanych v cestnjm stavitelstve. //Plasty a kauc. -1991. -vol 28. № 5. -P.130−133.
  93. А.П., и др. Влияние атактического полипропилена на реологические свойства битумов. //Институт химии нефти СО РАН. -Томск., 1994. 12с. — Деп. в ВНИИТИ 6.12.94. № 2813-В94
  94. Zielinski J. Investigations on thermal properties jf asphaltpolimerz compositions. Erdol and Kohle-Erdgas-Petrochem. -1989. -Bd. 42. -№ 11. -P.456−458.
  95. Zielinski J. Vyskum tixotropie rozpustadlovych bitumenpolymernuch kompozicif. /Ropa a nhlie. -1990. -vol. 32. -№ 2. -P 114−118.
  96. Costantinides G., Schronek N. Jnteppretaziont del comportamento anomalo di alcuni bitumi nelle mescole conpolimeri. //Riv. Combust. -1993. -vol. 47. -№ 1. -P 3−7.
  97. Патент PT № 2 011 666, кл. С8 195/00, C08K13/02.
  98. Sziraki L. Influence of the application of modified bitumens on the ageing duration of the road asphalt mixtures made out of modified bitumens. //Conf. Bitumen.:Summ. -Budapest. -1988. -P 70−71.
  99. Kalm D., Good Lear Tere u Ruffer Co. Anron Ohio, Rubberage. -1967, 75.
  100. E.M., Захаров Н. Д. Переработка и использование отходов шинной промышленности. //Тематический обзор. -М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1983. -64с.
  101. В.М., Дрездовский В. Ф. Использование амортизированных шин и отходов производства резиновых изделий. -Л.: Химия, 1986. -248с.
  102. В.Ф., Разгои Д. Р. Переработка и использование изношенных шин. //Каучук и резина. -1995. -№ 2. 2−8с.
  103. В.М., Усачев С. В., Соловьева О. Ю., Сергеева Н. Л. Исследование процесса девулканизации резин на основе бутилкаучука в среде пластификатора. //Каучук и резина. -1996. -№ 4. -22−25с.
  104. Битумные материалы, асфальтены, смолы, пеки. //Под редакцией А. Дж. Хойберга. -М.: Химия, 1974. -247с.109. Патент № 4 835 199, США.110. Патент № 5 036 119, США.111. Патент № 4 847 310, США.112. Заявка № 232 113, Япония.
  105. Патент№ 92 113, Индия (1966).
  106. Патент № 6 908 034, Япония (1969).115. Патент № 4 835 199, США.
  107. Заявка № 2 613 375, Франция.117. Патент № 160 375, Польша.118. Патент № 3−49 936, Япония.
  108. Gokhman L.M. Improvement of working characteristics of road bitumens. //Fuel Sci. And Technol. Int. -1993. -Vol. 11. № 3−4. -P. 403−427.
  109. Патент № 1 807 999, СССР, кл. C08L95/00.
  110. Патент РФ № 2 011 667, C08L95/00.
  111. Milezarska T., Osowiecka В., Liszynska В Polymerization «in-situ» in asphaltas a method of its modification. //Conf. Bitumen. Summ. -Budapest. 1988. -P.41.
  112. Grethiewicz J. Rheological properties of asphalts modified by polyorethanes. //Conf. Bitumen. Summ. -Budapest. 1988. -P.22.
  113. Ал. А., Сабаненков C.A. Методы исследования физико-химической механики нефтяных остатков. -М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1980. -48с.
  114. .М. Анализ нефти и нефтепродуктов. -М.: Гостоптехиздат. 1962. -469−473с.
  115. Е.Н. Тр.Союз. Д орНИИ, 1970, № 44, 137с.
  116. Загидуллин P.P.. Автореф. Дис. канд.техн. наук. -МИНХ и ГП, 1984.
  117. Е.М., Захаров Н. Д. Переработка и использование отходов шинной промышленности //Тематический обзор. -М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1983. -64с.
  118. В.М., Дроздовский В. Ф. Использование амортизированных шин и отходов производства резиновых изделий. JL: Химия, 1986. -248с.
  119. В.Ф., Разгон Д. Р. Переработка и использование изношенных шин (направления, экономия, экология). //Каучук и резина. -1995. -№ 2. -2−8с.1. Утверждаю"
  120. В результате испытаний установлено, что окисление гудрона в присутствий смеси КОРДМФА и КОПАБ сократило продолжительность процесса окисления на 29−32% по сравнению с продолжительностью процесса окисления гудрона без активирующей добавки.
  121. Соотношение компонентов сырья окисления, продолжительность окисления и результаты анализов выработанных битумов, проведенных на установке получения растворителя парафина приведены в табл.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!