Модификация темных нефтеполимерных смол и разработка защитных покрытий на их основе

Горюнов, Артём Дмитриевич Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Одним из перспективных способов переработки тяжелой смолы пиролиза является продувка воздухом в присутствии инициаторов и катализаторов, результатом чего становится получение темной нефтеполимерной смолы, представляющих собой полимерные продукты, находящие широкое применение (в том числе как компонент защитных покрытий). Применение модифицированных темных нефтеполимерных смол в составе покрытий на основе битумно-смоляных композиций дает возможность рационально использовать побочные продукты нефтехимических производств.

Введение …………………………………………………………………………………………………………. 15

1 Литературный обзор …………………………………………………………………………………….. 17

1.1 Тяжелая смола пиролиза ………………………………………………………………………… 17

1.2 Переработка тяжелой смолы пиролиза……………………………………………………. 19

1.3 Темная нефтеполимерная смола …………………………………………………………….. 20

1.4 Битум…………………………………………………………………………………………………….. 25

1.5 Модификация темных нефтеполимерных смол ………………………………………. 28

1.5.1 Нитрование …………………………………………………………………………………….. 30

1.5.2 Восстановление ………………………………………………………………………………. 32

1.6 Битумно-смоляные композиции ……………………………………………………………… 33

1.7 Актуальность битумно-смоляных защитных покрытий …………………………… 34

2 Экспериментальная часть ……………………………………………………………………………… 37

2.1 Характеристика исходных веществ ………………………………………………………… 37

2.2 Нитрование темной нефтеполимерной смолы …………………………………………. 41

2.3 Восстановление нитрованной темной нефтеполимерной смолы до
аминогрупп ……………………………………………………………………………………………………………… 42

2.4 Определение кислотного числа ………………………………………………………………. 43

2.5 Инфракрасная спектроскопия ………………………………………………………………… 44

2.6 Приготовление битумно-смоляных композиций……………………………………… 44

2.7 Нанесение покрытий ……………………………………………………………………………… 45

2.8 Определение прочности при изгибе ……………………………………………………….. 45

2.9 Определение прочности при ударе …………………………………………………………. 46

2.10 Определение адгезии методом отрыва ………………………………………………….. 47

2.11 Определение краевого угла смачивания ……………………………………………….. 48

2.13 Исследование антикоррозионных свойств битумно-смоляных покрытий
методом погружения ……………………………………………………………………………………………….. 50

3 Обсуждение результатов ………………………………………………………………………………. 51

4 Финансовый менеджмент, ресурс эффективность и ресурсосбережение ………… 60
4.1 Предпроектный анализ …………………………………………………………………………… 60

4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования…………………… 60

4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………………………….. 61

4.1.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации …………………………….. 67

4.2 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований 70

4.2.1 Цели и результаты проекта ……………………………………………………………… 70

4.2.2 Организационная структура проекта ……………………………………………….. 71

4.2.3 Ограничения и допущения проекта …………………………………………………. 72

4.3 Планирование научно-исследовательских работ …………………………………….. 73

4.3.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………………… 73

4.3.2 План проекта ………………………………………………………………………………….. 74

4.3.3 Бюджет научного исследования ………………………………………………………. 75

4.3.4 Организационная структура проекта ……………………………………………….. 80

4.3.5 План управления коммуникациями проекта …………………………………….. 81

4.3.6 Реестр рисков проекта …………………………………………………………………….. 82

4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ……………………………………… 82

4.4.1 Оценка абсолютной эффективности исследования …………………………… 82

4.4.2 Чистая текущая стоимость (NPV) ……………………………………………………. 83

4.4.3 Индекс доходности (PI) …………………………………………………………………… 84

4.4.4 Внутренняя ставка доходности (IRR) ………………………………………………. 85

4.4.6 Оценка сравнительной эффективности исследования ………………………. 88

5 Социальная ответственность …………………………………………………………………………. 92

5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………. 93

5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства …………….. 93

5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ………… 94

5.2 Производственная безопасность …………………………………………………………….. 95
5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………. 96

5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных
и вредных факторов на исследователя ………………………………………………………………… 101

5.3 Экологическая безопасность ………………………………………………………………… 104

5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………… 106

Заключение …………………………………………………………………………………………………… 109

Список литературы ……………………………………………………………………………………….. 110

Приложение А ………………………………………………………………………………………………. 120

Актуальность темы. Процесс пиролиза уже давно является
важнейшей частью нефтехимической промышленности. Данный процесс
предназначен главным образом для получения этилена и пропилена из
широкой фракции легких углеводородов, сжиженного углеводородного газа,
бензина газового стабильного и бензина. Вместе с целевыми газообразными
продуктами образуется большое количество жидких продуктов пиролиза
(ЖПП), которые являются побочными. Выделяемые жидкие продукты
подразделяются на пироконденсат (легкая смола пиролиза), температура
кипения которого ниже 200 ºС, и тяжелую смолу пиролиза (ТСП), температура
кипения которой выше 200 ºС [1].
Ранее проблема рационального использования тяжелых фракций ЖПП
оставалась без внимания. Об этом свидетельствует факт, что на большинстве
отечественных предприятий не предусматривалась переработка тяжелых
фракций и все эти побочные продукты реализовывались как котельное
топливо, тем самым нанося вред окружающей среде.
Одним из перспективных способов переработки ТСП является
продувка воздухом в присутствии инициаторов и катализаторов, результатом
чего становится получение ТНПС, представляющих собой полимерные
продукты, находящие широкое применение (в том числе как компонент
защитных покрытий).
Повышение характеристик ТНПС может быть достигнуто посредством
введения различных функциональных групп в структуру смолы. Химическая
модификация НПС осуществляется взаимодействием смол с непредельными
карбоновыми кислотами, их ангидридами, галогенангидридами, кислородом
воздуха, пероксидами, гидропероксидами, озоном, азотной кислотой.
Целью данной работы является модификация темных
нефтеполимерных смол методом нитрования и последующего
восстановления; приготовление битумно-смоляных покрытий с последующей
проверкой их физико-механических свойств, а также коррозионной
устойчивости в растворе кислот, оснований и солей.
Научная новизна
Впервые получены модифицированные ТНПС, которые могут
выступать в качестве полимерных добавок к битуму.
Показано, что введение полярных групп в структуру ТНПС позволяет
придать покрытиям на основе смолы лучшие прочностные и адгезионные
характеристики, а также повысить антикоррозионные свойства.
Установлено, что адгезионная прочность покрытий на основе БСК,
включающих все синтезированные смолы, выше, чем у битумных покрытий.
Практическая значимость
1. Разработаны покрытия на основе битумно-смоляных композиций с
содержанием от 1 до 15 % смол с улучшенными адгезионными
характеристиками покрытий, увеличивающимися от 0,68 до 2,15 МПа.
2. Получены покрытия на основе БСК с высокими показателями
прочности при ударе и изгибе.
Апробация материалов диссертации
Результаты работы докладывались на XX и XXI Международной
научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Химия и
химическая технология в XXI веке» (г. Томск, 2019, 2020 г.); на Всероссийской
научной конференции преподавателей и студентов ВУЗов «Актуальные
проблемы науки о полимерах» (г. Казань 2020 г.).

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Математическое моделирование процесса производства автомобильных бензинов
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Модификация атактического полипропилена
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование золы Северской ТЭЦ как наполнителя в серные композиционные материалы
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)