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!

    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
    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
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    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
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 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
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 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)