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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    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
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 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
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Модификация атактического полипропилена
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование золы Северской ТЭЦ как наполнителя в серные композиционные материалы
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)