Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет

Филиал ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамаке

Кафедра «Общая химическая технология»

К ЗАЩИТЕ ДОПУЩЕНА

Зав. каф. ОХТ доцент, канд. техн.

наук

_____________ Е.В. Боев

Совершенствование процесса антиагломерации каучука в производстве цис-полиизопрена

Выпускная квалификационная работа

(магистерская диссертация)

по направлению подготовки 18.04.01 Химическая технология,

магистерская программа «Химия и технология продуктов основного органического и нефтехимического синтеза»

Студент группы МТС01-19-31

И.В. Степанова

Руководитель 

доц., канд. техн. наук М.Х. Курбангалеева

Нормоконтролер

ст. преподаватель Г.В. Хакимова

Стерлитамак 2021

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

"Уфимский государственный нефтяной технический университет"

Филиал ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамак

Кафедра "Общая химическая технология"

Задание на выполнение магистерской диссертации

Студент_Степанова Инна Владимировнагруппа _МТС01-19-31

(фамилия, имя, отчество полностью) (шифр)

Тема магистерской диссертации (МД): Совершенствование процесса антиагломерации крошки каучука в производстве цис-полиизопрена

Дата утверждения темы МД на заседании кафедры ОХТ «06» ноября 2019 г., протокол №??

Срок представления МД к защите «???»июня 2020 г.

Исходные данные к выполнению МД:

Результаты анализа научно-технической и патентной информации по теме МД;

Анализ результатов, полученных студентом при выполнении индивидуального учебного плана и научных исследований по теме МД и прохождение практик;

Дополнительные данные: нет __

Перечень основных структурных элементов текстовой части МД:

1. Содержание 2. Введение (Цель МД, актуальность).

3. Литературный обзор. Влияние нефти и нефтепродуктов на почву; характеристика нефти и пластовых вод как загрязняющих веществ; физико-химические свойства почвы; методы очистки грунтов от загрязнителей.

Состояние вопроса по теме МД (обоснование выбора темы исследования, научная новизна, обзор публикаций нормативных и (или) законодательных актов ит.п.)

4. Исследовательская часть: проведение электрохимической очистки нефтезагрязненного грунта; результаты изучения вольтамперных характеристик; определение содержания нефтепродуктов в очищенном грунте

Обоснование выбора методов проведения исследований, изложение результатов исследований, анализ полученных результатов исследований и т.п.

5. Выводы 6. Список использованных источников

7. Приложения: нет

Перечень приложений

Объем и перечень иллюстрационно-графического материала 7 рисунков, 18 таблиц

Научные консультанты по разделам МД (с указанием, относящимся к ним разделов) нет

Задание выдал: Задание получил:

Руководитель МД Студент

М.Х. Курбангалеева И.В. Степанова

(подпись) (И.О. Фамилия) (подпись) (И.О. Фамилия)

(дата) (дата)

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на выполнение магистерской диссертации…………………………….... 2
Введение……………………………………………………………………………..			4
1 Литературный обзор………………………………………………………………			8
	1.1	Влияние нефти и нефтепродуктов на почву……………………………...	9
	1.2	Характеристика нефти и пластовых вод, как загрязняющих веществ…...	11
	1.3	Физико-химические свойства почвы……………………………………...	17
	1.4	Методы очистки грунтов от загрязнителей………………………………	21
	1.5	Факторы, влияющие на эффективность электрохимической очистки….	29
2 Объекты и методы исследований………………………………………………...			31
	2.1	Проведение электрохимической очистки нефтезагрязненного грунта…	31
	2.2	Результаты изучения вольтамперных характеристик……………………	33
	2.3	Определение содержания нефтепродуктов в очищенном грунте……….	37
	2.4	Определение эффективности очистки грунта при различных электродных парах………………………………………..	39
3 Обсуждение результатов экспериментов………………………………………..			43
	3.1	Реализация процесса очистки……………………………………………...	44
	3.2	Характеристика материала электродов…………………………………...	46
	3.3	Расчет энергозатрат при использовании различных электродных пар…	50
Заключение…………………………………………………………………………..			54
Список использованной литературы………………………………………………			56

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Синтетический изопреновый каучук (СКИ) по своей структуре и свойствам является близким аналогом натурального каучука (НК). Основу обоих продуктов составляет цис-1,4-полиизопрен. Производство синтетических каучуков – это стратегически важная отрасль промышленности в нашей стране. СКИ в промышленных условиях получают путем полимеризации изопрена (2-метил-бутадиена-1,3) в растворе изопентана в присутствии каталитических систем.

При производстве синтетических каучуков методом растворной полимеризации на стадии выделения полимера из раствора методом водной дегазации используются антиагломераторы, которые за счет создания структурно-механического барьера препятствую слипанию полимерной крошки. Это облегчает выделение из продуктов синтеза непрореагировавшего мономера и остатков растворителя. В качестве антиагломератора в производстве синтетических каучуков используется разбавленная водная суспензия стеарата кальция.В условиях промышленного производства стеарат кальция получают непосредственно перед введением в раствор полимера (свежеприготовленный антиагломератор) по двухстадийной схеме:

C₁₇H₃₅COOН + КОН  C₁₇H₃₅COOК + Н₂О (1)

2 C₁₇H₃₅COOК +СаCl₂ (C₁₇H₃₅COO)₂Са + 2KCl

На второй стадии с высокой скоростью протекает необратимая реакция ионного обмена с выделением твердой фазы (конденсационный способ получения дисперсных систем). Недостатками данного процесса являются:

- большой размерчастиц стеарата кальция, что составляет 100-500 мкм;

-невозможность контролирования дисперсности частиц стеарата кальция, которая определяет эффективность антиагломерации полимерной крошки в воде, что приводит к необходимости использования высоких дозировок антиагломератора для выделения крошки синтетического каучука;

- высокое содержаниестеарата кальция и стеариновой кислоты в товарном каучуке.

- использование избытка стеарата калия способствует значительному содержанию хлорид-ионов в сточных водах.

Диссертационная работа посвященаисследованию по возможности использования готового порошкастеарата кальция, доступного в настоящее время на рынке химических товаров, который повысит технологичность работы и снизит количество сбросов сточных вод.

Цель работы

Целью магистерской диссертации является совершенствование процесса антиагломерации крошки каучука за счет использования готового порошка стеарата кальция и изучение закономерностей гидродинамического воздействия частицы водной суспензии стеарата кальция, приготовленного из сухого порошка.

Задачи

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- проведение литературного обзора и изучение физико-химических характеристик стеарата кальция выпускаемыми отечественными и зарубежными производителями;

- выполнение лабораторных экспериментов с подбором условий и компонентов для получения однородной суспензии стеарата кальция;

- обсуждение результатов экспериментов.

Научная новизна работы.

Исследовано три образца различных порошков антиагломератора, предлагаемых к применению в процессе водной дегазации каучука с выбором оптимальных условий и наилучшего образца.

Практическая значимость.

Предложено использование одностадийного метода получения антиагломератора каучука. Испытаны образцы стеарата кальция разных производителей в лабораторных условиях и подобран для промышленного испытания стеарат кальцияBS 3818 A китайского производства, обладающий мелкой дисперсностью, и наиболее стойкий к осаждению.

Апробация работы.

По материалам диссертации опубликована 4 статьи в научном журнале Нефтегазовое дело – сетевое издание. – 2020. - №1 – С.140-151 (ВАК).

Также были представлены тезисы на IIВсероссийской научно-практической конференции «Малоотходные, ресурсосберегающие химические технологии и экологическая безопасность» и на IIВсероссийской научно-практической конференции «Современные технологии: достижения и инновации 2020 г.»

Структура и объем диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов и объектов исследования, результатов проведенного исследования, выводов, списка использованных библиографических источников, включающего ?? ссылок. Материал работы изложен на 64 страницах машинописного текста, включает 7 рисунков, ?? таблиц.