- •Раздел 1. Литературный обзор
- •Раздел 2. Описание и обоснование поточной схемы завода по переработке нефти ………………………………………32
- •Раздел 3. Технологический расчёт процесса термолиза мазута………………………………………………………………………….43
- •Раздел 4. Экспериментальная часть
- •Введение
- •Раздел 1. Литературный обзор
- •1.1. Типы химических реакций при взаимодействии нефтяных остатков с серой
- •1.2.Химизм и механизм реакций элементной серы с углеводородами
- •1.2.1. Алканы
- •1.2.2. Циклоалканы и их ароматические производные
- •1.2.3. Ароматические углеводороды
- •1.2.4. Арилалканы
- •1.3. Применение серы в процессах получения вяжущих материалов
- •1.4. Некоторые свойства серы, необходимые для процесса получения вяжущих материалов. Три вида серы в серосодержащем вяжущем (св)
- •1.5.Факторы, влияющие на свойства вяжущих
- •1.5.1. Зависимость свойств св от температуры
- •1.5.2. Зависимость свойств св от времени хранения
- •1.5.3. Зависимость свойств св от содержания серы
- •Промышленное применение процессов получения серосодержащих вяжущих
- •1.7. Перспективы утилизации отходов нефтепереработки с получением вяжущих материалов
- •Раздел 2. Описание и обоснование поточной схемы завода по переработке нефти
- •2.1. Характеристика ромашкинской нефти [20]
- •2.3. Материальные балансы установок
- •2.4. Расчет октанового числа товарного автомобильного бензина и глубины переработки нефти
- •Раздел 3. Технологический расчёт процесса термолиза мазута
- •3.1. Технологическая схема комбинированной установки «ат - термолиз мазута»
- •3.1.1. Схема технологической установки
- •3.1.2. Описание технологической схемы
- •3.2. Материальный баланс процесса термолиза мазута с элементной серой
- •3.3. Тепловой баланс процесса
- •3.3.1. Приход тепла
- •3.3.2. Расход тепла
- •3.4. Расчёт реактора
- •Расчёт теплообменного аппарата
- •Расчёт насоса для перекачивания мазута
- •Расчёт аппарата для плавления серы
- •Расчёт насоса для перекачивания жидкой серы
- •Раздел 4. Экспериментальная часть исследование свойств продуктов термолиза мазута
- •4.1. Цель и результаты работы
- •4.2. Методика проведения термолиза
- •4.3. Исследование реологических свойств продуктов термолиза
- •4.4. Зависимость реологических свойств продуктов термолиза от условий процесса
- •Термолиз смеси мазута с отработанным маслом
- •Определение содержания асфальтенов a1 и а2 в продуктах термолиза
- •Характеристика асфальтенов а1 и а2
- •Определение общего содержания асфальтенов
- •Определение содержания а1 и а2
- •4.6.4. Определение содержания нерастворимых в толуоле
- •Определение малакометрических свойств полученных продуктов
- •Методика определения свойств
- •Результаты определения малакометрических свойств полученных продуктов
- •Общие выводы по работе
- •Список литературы
1.4. Некоторые свойства серы, необходимые для процесса получения вяжущих материалов. Три вида серы в серосодержащем вяжущем (св)
При обычной температуре сера состоит из восьмиатомных кольцевых молекул, которые при температуре 155-160 0С начинают разрываться, что ведёт к снижению вязкости. Затем кольцевые атомы возникающих структур соединяются друг с другом, образуя длинные цепи из нескольких тысяч атомов. Это сопровождается резким повышением вязкости. Дальнейшее нагревание ведёт к разрыву цепей, вследствие чего вязкость уменьшается.
Сера характеризуется низкой вязкостью в интервале температур 120 -150 0С, высокой адгезией к пористым материалам, гидрофобностью, достаточной механической прочностью. Сера обладает стойкостью к воздействию агрессивных сред, водостойкостью, что говорит о возможности получения на её основе химически и водостойких строительных материалов.
Сера присутствует в СВ в трёх видах: 1)химически связанной, 2)растворённой, 3)свободной кристаллической тонкодисперсной, играющей роль наполнителя. Каждый вид серы обладает различными свойствами в вяжущем.
Исследования продемонстрировали, что каждое состояние серы оказывает положительное воздействие на свойства серосодержащего вяжущего. Снимки, выполненные с помощью микроскопа, показывают, что сера, растворённая в нефтяном остатке, находится в коллоидном состоянии [9]. Если количество серы в вяжущем доходит до 30%, то коллоидные частицы сливаются, увеличиваются в размерах и превращаются в игольчатые, крупнозернистые кристаллы серы. При содержании серы выше 30% кристаллы формируют кластеры [10].
Химически связанная сера. В химические реакции с нефтяным остатком вступает незначительное количество серы (5-7 мас. %). При температуре выше температуры плавления серы её восьмичленные кольца распадаются на вытянутые цепи и соединяются с остатком. Это количество серы является наиболее активным модификатором вяжущего.
Сера, растворённая в остатке. В нефтяных остатках может расплавляться до 20-30 мас. % серы. Предельное количество растворённой серы растёт с увеличением содержания ароматических углеводородов. При растворении серы ароматическими углеводородами увеличивается растяжимость при общей пластификации вяжущего. Механизм пластификации объясняется растворимостью серы и переходом её в аморфное состояние в среде углеводородов.
Сера, диспергированная в остатке. При добавлении серы в сырьё в количестве более 20-30 мас. % она не может расплавиться в нём и выступает в виде мельчайших диспергированных частиц диаметром 0,1 мкм. Такая сера выполняет роль структурообразующего наполнителя.
Серосодержащие вяжущие имеют более широкий рабочий интервал температур по сравнению с исходным вещесством, причём при содержании серы до 15 мас.% это достигается за счёт снижения температуры хрупкости, а при содержании серы от 15 до 30 % мас. – преимущественно за счёт роста температуры размягчения. При содержании серы в СВ более 50 мас.% происходит снижение водо- и морозостойкости асфальтобетона. На основании работ, проведённых в СоюздорНИИ, впервые в отечественной практике установлена зависимость свойств СВ не только от марки продукта, но и от его структурно-реологического типа [11].