Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Казанский национальный исследовательский технологический университет»
(ФГБОУ ВПО «КНИТУ»)
Кафедра химическойтехнологии древесины
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: «Химия древесины и синтетических полимеров»
На тему: «Применение древесных смол в качестве органических связующих
в дорожном строительстве».
Выполнил: студент гр. 239-151____________ Садыков Р.А.
Проверила:
Казань, 2013
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Казанский национальный исследовательский технологический университет»
(ФГБОУ ВПО «КНИТУ»)
Кафедра химической технологии древесины
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу по дисциплине «Химия древесины и синтетических полимеров» студента гр. 239-151 Садыкова Рамиса Айдаровича.
Тема работы: «Применение древесных смол в качестве органических связующих в дорожном строительстве».
Содержание расчетно-пояснительной записки:
введение, основная часть, заключение, список литературы.
Дата выдачи задания: «16» сентября 2013 г.
Задание принял к исполнению ___________ Садыков Р.А.
Содержание:
Введение______________________________________________4
1 Пиролиз древесины_____________________________________5
2 Виды пиролиза_________________________________________6
3 Древесная смола_______________________________________10
4 Древесная смола в дорожном строительстве_________________15
5 Органические вяжущие вещества__________________________21
6 Модифицированное вяжущее_____________________________25
7 Заключение____________________________________________34
8 Список литературы_____________________________________35
Введение
Актуальность
Ввиду сокращения запасов ископаемых ресурсов, все более актуальным становится вопрос вовлечения возобновляемых ресурсов в различные отрасли в качестве химических продуктов и топлив. Одним из распространенных возобновляемых ресурсов является биомасса. Низкокачественная древесина, низкотоварная древесина, отходы древесины, которые зачастую остаются не реализованными. Одним из значимых продуктов при переработке ископаемого сырья, к которому нефтеперерабатывающие предприятия обращают незначительное внимание, являются вяжущие материалы (дорожные битумы, строительные битумы, кровельные материалы и др.)Учитывая химический и элементный состав растительной биомассы, потенциально она могла бы быть переработана в значительной мере в вяжущие материалы. Уже были попытки использования древесных смол в виде вяжущего для укрепления грунтов, имеются методические рекомендации по применению составных вяжущих в покрытиях автомобильных дорог, где также упоминается древесная смола. С учетом того, что технологии получения пиролизной жидкости изменились, и выход жидких продуктов можно максимизировать, с применением технологии быстрого пиролиза, данная работа является актуальной. В результате термической обработки биомассы можно получить компоненты вяжущих материалов для дорожного строительства, кровельных материалов, строительства и т.д.
Цель исследование свойств древесной смолы с целью использовать в качестве органических связующих в дорожном строительстве.
1 Пиролиз
Пиролиз (от др.-греч. πῦρ — огонь, жар и λύσις — разложение, распад) — термическое разложение органических и многих неорганических соединений. В узком смысле, разложение органических природных соединений при недостатке воздуха (древесины, нефтепродуктов и прочего). В более широком смысле — разложение любых соединений на составляющие менее тяжёлые молекулы, или элементы под действием повышения температуры. Так, например, теллуроводород разлагается уже при температуре около 0 °С.
Пиролиз — первая стадия горения древесины. Всем знакомые языки пламени на горящих дровах, сучьях в костре, образуются за счёт горения не углерода самой древесины, а газов — летучих продуктов пиролиза. При пиролизе древесины (450—500 °C) образуется очень много различных веществ, наибольшие концентрации в газообразных продуктах пиролиза имеют: метиловый спирт, (поэтому метанол носит устаревшее название «древесный спирт»), уксусная кислота, ацетон, бензол, фуран и др. Нелетучие продукты неполного пиролиза — жидкие и пастообразные смолы, (см. Дёготь). Конечным продуктом полного пиролиза древесины является почти чистый углерод (содержащий в виде примесей немного оксидов калия, натрия, кальция, магния и железа) — древесный уголь.
Этот процесс используется в пиролизных котлах. Процесс газификации древесины (пиролиз) происходит в верхней камере котла (загрузочном пространстве) под действием высокой температуры и при ограниченном доступе воздуха. Образующиеся при этом процессе газы проходят через зону высоких температур, достигают короба выходного устройства и смешиваются там со вторичным воздухом.
Процесс термического пиролиза углеводородного сырья остаётся основным способом получения низкомолекулярных олефинов —этилена и пропилена. Существующие мощности установок пиролиза составляют 113,0 млн.т/год по этилену или почти 100 % мирового производства и 38,6 млн.т/год по пропилену или более 67 % мирового производства (остальное — 30 % производства пропилена приходится на каталитический крекинг, около 3 % мирового производства пропилена вырабатывается из нефтезаводских газов НПЗ, а именно из газов процессов замедленного коксования и висбрекинга). При этом, среднегодовой прирост потребления этилена и пропилена в мире составляет более 4 %.
Наряду с производством этилена и пропилена, процесс пиролиза является основным источником дивинила, выделяемого из сопутствующей пиролизной С4 фракции и бензола, получаемого из жидких продуктов пиролиза. Около 80 % мирового производства дивинила и 39 % производства бензола осуществляется пиролизом углеводородов.