Изучение возможности и целесообразности производства различных марок нефтяных дорожных битумов из различных нефтей на заводах РФ

Данная магистерская диссертация выполнена на базе российского государственного университета нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина. Содержит 92 страница, 30 таблиц, 42 рисунки, использовано 42 литературных источников.

Дипломная работа состоит из введения, 5 глав и заключения.

В первой главе представлен обзор научно-технической целесообразности производства различных марок нефтяных дорожных битумов и исследование свойств товарных битумов разных производителей и месторождения, потенциальный объем нефтей используемых на данных заводах.

Во второй главе представлена характеристика объекта исследования оценка качества дорожных битумов и их свойства и перечень всех стандартов ASTM d по оценке всех показателей перечень всех стандартов гостам.

В третьей главе представлен обзор технологий производства дорожных битумов требование к качеству сырья для производства дорожных битумов и способ получения окисленных битумов   постоянного действия.

В четвертой главе представлен расчет полной технологической установки постоянного действия технологические расчеты (материальный баланс установки) и экология на производстве. Себестоимость товарных разных битумов.

В пятом исследование свойств дорожных битумов. Требование к качеству сырья для производства дорожных битумов. Возможность получения нефтяного битума из нефтей разного состава на установке постоянного действия.

ВВЕДЕНИЕ 6

ГЛАВА I.  ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8

1.1 Крупные нефтеперерабатывающие компании (название общее количество перерабатываемой нефти в год потенциальный объем нефти) 8

1.2 Крупнейшая компания по добыче и переработке нефти 10

1.3 Месторождения, название, потенциальный объем нефти используемых на данных заводах 14

1.4 Состав всех данных нефти и состав битумов свойства битумов 16

1.5 Оценка теоретической пригодности каждой нефти для производства дорожных марок битумов (использовать формулу БАШНИИ НП) 19

1.5.1 формула башни нп для оценки пригодности нефти для производства Дорожных битумов 19

1.5.2 методы производства битумов 21

1.5.3 классификация нефтяных битумов по способу производства 35

ГЛАВА II. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ И ИХ СВОЙСТВА (ПАРАМЕТРЫ) 37

2.1 Перечень всех стандартов ASTM D по оценке всех показателей 37

2.2 Перечень всех стандартов гостам 46

ГЛАВА III. ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ 55

3.1 Требование к качеству сырья для производства дорожных битумов....55

3.2 Периодического действия (технологическая схема и ее описание). Окисление сырья 56

3.2.1 Характеристика исходного сырья, применяемого в работе 56

3.2.2 Способ получения окисленных битумов 58

3.2.3 Стандартные методы исследования 59

3.3 Постоянного действия (технологическая схема и ее описание). Окисление сырья 61

3.4 Технологии, направленные на повышение эффективности процесса окисления и качества получаемых битумов 62

ГЛАВА IV. РАСЧЕТ ПОЛНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПОСТОЯННОГО ДЕЙСТВИЯ 68

4.1 Технологические расчеты (Материальный баланс установки) 68

4.2 Расчет битумной установки мощностью 250 тыс. тонн в год 71

4.2.1 Определение производительности установки 72

4.2.2 Определение количества газообразных продуктов 73

4.2.3 Составление теплового баланса окислительной колонны 75

4.2.4 Расчет размеров окислительной колонны 77

4.2.5 Расчет холодильника 77

4.2.6 Подбор насоса 78

4.3 Экология на производстве. Себестоимость товарных разных битумов 79

ГЛАВА V. ВОЗМОЖНОСТЬ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЯНОГО БИТУМА ИЗ НЕФТЕЙ РАЗНОГО СОСТАВА НА УСТАНОВКЕ 82

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 88

1. Белоконь Н.Ю., Компанеец В.Г. и др. Исследование влияния Группового состава гудронов на качество промышленных окисленНых битумов // Нефтепереработка и нефтехимия. 2001. № 1. С. 21.

2. Кутьин Ю.А., Хайрудинов И.Р., Биктимирова Т.Г. и др. Рациональные направления производства дорожных битумов // Башкирский химический журнал. Т. 3. Вып. 3. С. 27.

3. Кутьин Ю.А., Хайрудинов И.Р., Мингаев С.С. и др. Произ' Водство и применение неокисленных дорожных битумов // Химия

И технология топлив и масел. 2000. № 4. С. 20.

4. Грудников И.Б., Пранович А.А., Ипполитов Е.В. и др. Компаундированные дорожные битумы улучшенного качества // нефтепереработка и нефтехимия. 2001. № 4. С. 34.

5. Гуреев А.А., Сомов В.Е., Луговской И.А., Иванов А.В.Новое в технологии производства битумных материалов // Химия И технология топлив и масел. 2000. № 2. С. 49.

6.Грудников, И.Б. Производство нефтяных битумов. / И.Б. Груд-ников. – М.: Химия, 1983. – С. 57.

7.Гунн, Р.Б. Нефтяные битумы / Р.Б. Гунн. – М.: Химия, 

1973. – 432 с.

8.Сергиенко, С.Р. Высокомолекулярные соединения нефти / С.Р. Сергиенко. – М.: Химия, 1964. – 535 с.

9.Пажитова, Н.П. Исследование свойств битумов, применяемых в дорожном строительств / Н.П. Пажитова, Т.В. Потапова. – М.: Труды союздорнии, 1970.

10.Розенталь, Д.А.. Битумы. Получение и способы модификации / Д.А. Розенталь. – Л.: ЛТИ, 1979. – 80 с. 

11.Апостолов, С.А. Научные основы управления реакциями окисления в процессах получения битумов / С.А. Апостолов // Известия вузов. Серия Нефть и газ. – 1985. – № 9.

12.Рудин, М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика / М.Г.Рудин, В.Е. Сомов. – ОАО «цниитэнефтехим». М. 2004. – С.213-214.

13.Сафиева, Р.З. Физикохимия нефти / Р.З. Сафиева – М.: Химия. 1998. –381 с.

14.Серебряков А.Ю. Регулирование фазовых переходов в процессе окисления нефтяных остатков : автореф. Дис. ... Канд. Хим. Наук / А.Ю. Серебряков. – М., 1985. – 24 с. 

15. Ишмухамедова, Н.К. / Н.К Ишмухамедова, К.И. Дюсенгалиев // Химия и тенология топлив и масел. – 1990. – № 8. –С.14-15.

16.Даммаж, Г.А. Интенсификация процессов получения окисленных битумов активацией сырья : автореф. Дис. ... Канд. Хим. Наук / Г.А. Даммаж. – Новополоцк., 1997. – 19 с.

17.Кемалов А.Ф. Использование отходов нефтехимических производств для интенсификации процесса получения нефтяных битумов : автореф. Дис. ... Канд. Хим. Наук / А.Ф. Кемалов. – Казань., 1995. – 15с.

18.Маргулис, М.А. Звукохимические реакции и сонно-люминесценция / М.А. Маргулис.

19. Ghaly, N.F. Effect of sulfur on the storage stability of tire rubber modified asphalt / N. F. Ghaly // World J. Chem. – 2008. – № 3. – P. 42–50. 

20. Liu, H. Investigation of the rheological modificationmechanism of crumb rubber modified asphalt (CRMA) containing TOR additive / H. Liu, Z. Chen, W. Wang, H. Wang // Constr. Build. Mater. – 2014. – № 67. – P. 225–233. 

21. Lo Presti, D. Manufacturing terminal and field bitumen-tyre rubber blends: the importance of processing conditions / D. Lo Presti, G. Airey, P. Partal // Soc. Behav. Sci. – 2012. – № 53. – P. 485–494. 

22. Wang, S. Crumb tire rubber and polyethylenemutually stabilized in asphalt by screw extrusion / S. Wang, C. Yuan, D. Jiaxi // J. Appl. Polym. Sci. – 2014. – № 131. – P. 41189–41196. 

23. Sienkiewicz, M. Development of methods improving storage stability of bitumen modified with ground tire rubber: A review / M. Sienkiewicz, K. Borzędowska-Labuda, A. Wojtkiewicz, H. Janik // Fuel Processing Technology. – 2017. – № 159. – P. 272–279. 

24. ГОСТ EN 13399-2013. Определение стабильности модифицированных битумов при хранении. М.: Стандартиформ, 2014. – 7 с. 

25. Navarro, F.J. Thermo-rheological behavior and storage stability of ground tire rubber-modified bitumens / F. J. Navarro, P. Partal, F. Martínez-Boza, C. Gallegos // Fuel. – 2004. – № 83. – P. 2041–2049. 

26. Liang, M. Viscous properties, storage stability and their relationships with microstructure of tire scrap rubber modified asphalt / M. Liang, X. Xin, W. Fan // Constr. Build. Mater. – 2015. – № 74. – P. 124–131.

27. Lotos Company, Polymer and crumb rubber modified bitumen [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.lotosasfalt.pl/en/1999/products/modified_bitumen/polymer_and_crum b_rubber_modified_bitumen (accessed 01.03.2020). 

28. Patent 5704971 US. Homogenous Crumb Rubber Modified Asphalt / Memon M.; current assignee Greenman technologies Inc.; filed 04.03.1997; date of patent 06.01.1998. 118 

29. Patent 5990207 US. Mixtures of bitumen, of powdered rubber waste and of polymer, employed as road binder / Perret P., Lebez J., Montignac G.; current assignee Arkema France SA; filed 23.06.1998; date of patent 23.11.1999. 

30. Shatanawi, K. L. Effects of furfural activated crumb rubber on the properties of rubberized asphalt / K. L. Shatanawi, S. Biro, A. Geiger, S. N. Amirkhanian // Constr. Build. Mater. – 2012. – № 28. – P. 96–103.

31. Oyuang, C. Compatibilizer inwaste tire powder and low-density polyethylene blends and the blends modified asphalt / C. Oyuang, Q. Gao, Y. Shi, X. Shan // J. Appl. Polym. Sci. – 2012. – № 123. – P 485–492.

32. Patent 2011/047032 WO. Crumb Rubber Modified Asphalt With Improved Stability / Martin J.V.; current assignee Innophos Inc; filed 13.10.2010; date of patent 21.04.2011. 

34. ГОСТ 33133-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические требования. М.: Стандартинформ, 2015. – 11с.

 35. ГОСТ 33142-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения температуры размягчения. Метод "Кольцо и Шар". М.: Стандартинформ, 2015. – 12с.

 36. ГОСТ 33143-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения температуры хрупкости по Фраасу. М.: Стандартинформ, 2015. – 12 с. 84. ГОСТ 33136-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения глубины проникания иглы. М.: Стандартинформ, 2016. – 11 с. 

37. ГОСТ 33138-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения растяжимости. М.: Стандартинформ, 2015. – 8 c. 

38. ГОСТ 33140-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения старения под 119 воздействием высокой температуры и воздуха (метод RTFOT). М.: Стандартинформ, 2015. – 12 c.

 39. ГОСТ Р 58400.5-2019 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Метод старения под действием давления и температуры (PAV). М.: Стандартинформ, 2019. – 7 c. 

40. ГОСТ 33137-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения динамической вязкости ротационным вискозиметром. М.: Стандартинформ, 2015. – 11c. 

41. Грудников И. Б. Производство нефтяных битумов. - M.: Химия, 1983

42. Состояние и перспективы развития производства дорожных вяжущих материалов в России / А. А. Гуреев, А. А. Коновалов, В. В. Самсонов // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний .- 2008 .- N1 .- С. 12-16.