Введение к работе
з
Актуальность темы. Растущие требования к качеству дорог, особенно, современных высокоскоростных и высоконагруженных приводят к необходимости использования в дорожном строительстве всё более прочных и долговечных асфальтобетонов, которые могут быть получены только при использовании битумов с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Для производства таких битумов уже требуются новые нетрадиционные сырьевые источники, например, тяжелые высокосмолистые высокосернистые нефти, при переработке которых будут производиться дорожные битумы нового, более высокого уровня качества.
Поэтому исследования, направленные на изучение новых сырьевых источников для производства высококачественных дорожных битумов, а также обоснование и выбор оптимальной технологии переработки, обеспечивающей выработку продукции, соответствующей требованиям современного дорожного строительства, представляют собой весьма актуальную тему.
Цель и задачи работы. Целью работы является разработка оптимального варианта технологии переработки тяжёлых нефтей с производством дорожных битумов, отвечающих требованиям стандартов республики Ирак.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- исследовать общие характеристики нефтей - объектов исследований;
исследовать характеристики остатков аналогов североиракских нефтей различной глубины отбора, полученных при перегонке нефтей, определить остатки, пригодные для производства битумов окисленных и неокисленных.
изучить характер изменения групповых химических составов остатков разной глубины отбора в процессе атмосферной и вакуумной перегонках;
установить взаимосвязь между особенностями изменения групповых химических составов остатков и свойствами продуктов, получаемых на разных стадиях переработки нефтей.
Научная новизна. Впервые показано, что применение способа углублённого определения группового химического состава при исследованиях тяжелых высокосмолистых нефтей, остатков атмосферной и вакуумной перегонки позволяет прогнозировать пригодность таких нефтей для производства битумов с ожидаемыми качественными характеристиками и определять направления выбора оптимальных технологий переработки нефтей в дорожные битумы. Метод позволяет выделять семь групп углеводородов: парафино-нафтеновые, ароматические - легкие, средние и тяжёлые, смолы силикагелевые и спиртофенольные и асфальтены. Более полное раскрытие состава исследуемых нефтепродуктов позволяет более достоверно определять и направленно регулировать их коллоидную структуру. В отличие от аналогов данный метод позволяет конкретизировать реакционную способность каждой группы углеводородов и определять механизм их превращений при переработке.
Установлена взаимосвязь между групповыми химическими составами и основными физико-химическими характеристиками исходных нефтяных остатков и товарных битумов, полученных при их окислении. Предложен механизм направленного регулирования качества битумов, получаемых окислением остатков путем подбора состава и комплекса свойств соответствующего остатка.
Впервые экспериментальным путём с использованием метода определения группового химического состава нефтепродуктов изучен характер старения битумов под воздействием высоких температур и кислорода воздуха. Подтверждена более высокая (на 40 %) устойчивость остаточных битумов к процессам старения по сравнению с битумами, полученными методом окисления.
Практическая ценность. Комплексное изучение групповых химических составов (ГХС) тяжелых нефтей позволяет осуществлять их выбор и прогнозировать применимость той или иной нефти для получения дорожных битумов с заданным уровнем качества.
Разработана принципиальная технологическая схема комплексной установки по получению дорожных битумов окисленных, неокисленных и компаундированных.
Отдельные положения, рекомендации, изложенные в работе, могут быть использованы при разработке технологических регламентов для проектирования битумных производств.
Материалы работы подготовлены к внедрению, и будут использованы в проекте строительства новой битумной установки на Аль-Каяра НПЗ по программе министерства нефти республики Ирак, а также в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» и университетах республики Ирак.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на:
Всероссийской научно-технической конференции «Инновационные технологии в области химии и биотехнологии» г. Уфа, 2012 г.
Международной научно-практической конференции «Нефтегазопере-работка», проведенной в г. Уфе в 2012, 2013 гг.
научных семинарах УГНТУ и ГУЛ ИНХП РБ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для публикации, 1 статья в научном журнале и 4 тезиса докладов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 132 страницах, содержит 27 рисунков и 27 таблиц. Список литературы состоит из 117 наименований публикаций.
