Получение антикоррозионных композиций на основе нитрованных нефтеполимерных смол

Старовойт, Мария Владимировна Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Коррозия промышленного оборудования и трубопроводов в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях является одной из важнейших проблем. Именно из-за коррозионного износа происходит около 70 % зафиксированных аварий, что приводит к огромным убыткам. На сегодняшний день существует несколько способов защиты нефтегазовых сооружений от коррозии. К одному из них относят нанесение сплошного защитного покрытия из битумов и различного типа ингибиторов коррозии. В роли ингибитора могут выступать нефтеполимерные смолы. Нефтеполимерные смолы – низкомолекулярные термопластичные полимеры, получаемые полимеризацией жидких продуктов пиролиза нефтепродуктов и используемые, в основном, как вещества, повышающие клейкость, водостойкость, химстойкость в клеях, красках, чернилах и других материалах.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 15
1.Литературный обзор ……………………………………………………………………………… 17
1.1. Общие сведения о нефтеполимерных смолах ……………………………………… 17
1.2. Свойства ……………………………………………………………………………………………. 18
1.3. Модификация…………………………………………………………………………………….. 19
1.3.1. Модификация исходного сырья……………………………………………………….. 19
1.3.2. Модификация смол …………………………………………………………………………. 21
1.4. Композиции на основе битума……………………………………………………………. 25
1.4.1. Модификации битумов. Композиции ………………………………………………. 26
2. Экспериментальная часть ………………………………………………………………… 28
2.1. Объекты исследования …………………………………………………………………….. 28
2.2. Синтез нефтеполимерных смол ……………………………………………………….. 30
2.3. Модификация нефтеполимерных смол …………………………………………….. 32
2.3.1. Нитрование смол ………………………………………………………………………….. 32
2.3.2. Аминирование нефтеполимерных смол …………………………………………. 34
2.4. Получение битумно-смоляных композиций ……………………………………… 36
2.5. Получение лакокрасочного покрытия ………………………………………………. 37
2.6. Стандартные пластинки для покрытия……………………………………………… 37
2.6.1. Подготовка окрашиваемой поверхности ……………………………………….. 38
2.6.2. Методика получения покрытия……………………………………………………… 38
2.7. Методы определения адгезии …………………………………………………………… 39
2.7.1. Метод решетчатых надрезов …………………………………………………………. 39
2.7.2. Определение адгезии методом отрыва …………………………………………… 42
2.8. Метод определения прочности при ударе …………………………………………. 43
2.9. Метод определения прочности на изгиб …………………………………………… 44
2.10. Определение влагопоглощения покрытия ………………………………………… 45
2.11. Определение кислотостойкости ……………………………………………………….. 46
2.12. Коррозионная стойкость ………………………………………………………………….. 47
2.13. Определение щелочестойкости ………………………………………………………… 47
2.14. Определение стойкости к воздействию переменной температуры и
повышенной влажности……………………………………………………………………………. 48
2.15. Определение кислотного числа ………………………………………………………… 50
2.16. Определение бромного числа …………………………………………………………… 52
2.17. Исследование структуры с помощью ИК-спектроскопии …………………. 54
2.18. Определение молекулярной массы …………………………………………………… 55
3. Обсуждение результатов ………………………………………………………………….. 59
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
4.1. Предпроектный анализ …………………………………………………………………….. 81
4.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования ………………… 81
4.1.2. Диаграмма Исикавы ……………………………………………………………………… 81
4.1.3. Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………………….. 82
4.1.4. Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования ……………………………………………………………………………………………. 84
4.2. Инициация проекта ………………………………………………………………………….. 85
4.2.1. Организационная структура проекта……………………………………………… 86
4.2.2. Ограничения и допущения проекта ……………………………………………….. 88
4.2.3. Планирование управления научно-техническим проектом …………….. 89
4.2.4. Иерархическая структура работ проекта ……………………………………….. 89
4.2.5. Контрольные события проекта………………………………………………………. 91
4.2.6. План проекта ………………………………………………………………………………… 91
4.2.7. Бюджет научного исследования ……………………………………………………. 94
4.2.8. Матрица ответственности ……………………………………………………………. 100
4.2.9. Реестр рисков проекта …………………………………………………………………. 101
4.2.10. План управления контрактами и поставками ……………………………….. 102
4.3. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования … 104
4.3.1. Оценка сравнительной эффективности исследования ………………….. 104
5 Социальная ответственность ………………………………………………………….. 107
5.1 Оценка условий производственной среды ………………………………………. 107
5.2 Защита от опасных и вредных факторов …………………………………………. 107
5.3 Уровень шума и вибрации ……………………………………………………………… 109
5.4. Освещенность рабочих мест …………………………………………………………….. 110
5.5 Электробезопасность ………………………………………………………………………… 111
5.6 Пожарная безопасность …………………………………………………………………….. 112
5.7 Первичные средства пожаротушения ………………………………………………… 113
5.8 Требования к микроклимату рабочих помещений ……………………………… 114
5.9 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………… 114
5.10 Помещения и окружающая среда …………………………………………………….. 115
5.11 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …. 117
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 121
Список публикаций ………………………………………………………………………………… 123
Список литературы ………………………………………………………………………………… 124
Приложение А ……………………………………………………………………………………….. 131

Коррозия промышленного оборудования и трубопроводов в
нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях является одной из
важнейших проблем. Именно из-за коррозионного износа происходит около
70 % зафиксированных аварий, что приводит к огромным убыткам [1].
На сегодняшний день существует несколько способов защиты
нефтегазовых сооружений от коррозии. К одному из них относят нанесение
сплошного защитного покрытия из битумов и различного типа ингибиторов
коррозии. В качестве ингибиторов часто используются улеводороды,
содержащие атомы кислорода, серы, азота и фосфора, которые хорошо
совмещаются со структурой битумов. В роли ингибитора также могут
выступать нефтеполимерные смолы.
Нефтеполимерные смолы – низкомолекулярные термопластичные
полимеры, получаемые полимеризацией жидких продуктов пиролиза
нефтепродуктов и используемые, в основном, как вещества, повышающие
клейкость, водостойкость, химстойкость в клеях, красках, чернилах и других
материалах. Помимо достоинств нефтеполимерные смолы, которые не
содержат в своем составе функциональные группы, имеют и недостатки.
Главные из них – низкая адгезия и высокая окисляемость, и, следовательно,
отсутствие требуемого комплекса свойств, что существенно сужает область
их применения.
Актуальность. Улучшение физико-химических свойств НПС и
расширение области применения нефтеполимерных смол могут быть
достигнуты путем их модификации − введением различных функциональных
групп в молекулярную структуру. Химическая модификация НПС
осуществляется их нитрованием, окислением, озонированием,
сульфированием и т.д.
Исследование получения коррозионностойких покрытий на основе
нитрованных и аминированных нефтеполимерных смол является
актуальностью данной работы, поскольку на настоящий момент эта проблема
недостаточно изучена.
Целью данной работы является получение модифицированных
нефтеполимерных смол на основе ароматической фракции углеводородов С9
путем их нитрования и последующего аминирования и получение защитных
покрытий с улучшенными характеристиками на их основе.
Научная новизна
1. Нитрование НПС приводит к получению модифицированных
смол, содержащих как нитрогруппы, так и карбоксильные функциональные
группы;
2. Модифицированные смолы обладают лучшей прочность при
ударе и адгезией к металлу.
Практическая значимость.
1. Разработаны битумно-смоляные композиции с содержанием от 1
до 15 % смол с улучшенными адгезионными характеристиками,
увеличивающимися от 23 до 31 кг/см2.
2. Получены битумно-смоляные композиции с высокими
показателями прочности при ударе и изгибе.
Апробация работы. Материалы работы докладывались на XIX
Международной научно-практической конференции студентов и молодых
ученых имени Л.П. Кулёва «Химия и химическая технология в XXI веке»
(Томск, 2018); на XXII Международном научном симпозиуме студентов и
молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения
недр» (Томск, 2018).
1.1. Общие сведения о нефтеполимерных смолах
Большинство нефтеполимерных смол – твердые аморфные
термопластичные продукты с молекулярными массами 500-2500 и
тепературой размягчения 70-150 °С. Также производят и вязкотекучие НПС
(молекулярная масса которых около 300). Нефтеполимерные смолы высокого
качества бесцветны или слегка желтоватого цвета; их цвет мало изменяется
при нагревании. Плотность нефтеполимерных смол около 0,93-1,1 г/см3.
Нефтеполимерные солы (пиропласт, эскорез, норсолен, бетапрен,
импрез, карборезин, петрозин и др.), продукты полимеризации арилалкен-,
диен-, циклодиен-, олефин- и циклоолефинсодержащего нефтяного сырья.
Последним служат фракции С5, С8 – С10, пиролиза бензинов, газойлей,
дизельных топлив и т.п., а также смеси различных фракций между собой и с
индивидуальными мономерами (например, пипериленом, стиролом,
циклопентадиеном, инденом). Состав фракций зависит от условий пиролиза
и типа сырья. Ароматические НПС получают полимеризацией углеводородов
фракции С8 – С10, алифатические – фракции С5.
Нефтеполимерные смолы хорошо растворяются в углеводородах,
кетонах и сложных эфирах уксусной кислоты, не растворимы в низших
спиртах. Алифатические нефтеполимерные смолы хорошо совместимы с
растительными и нефтяными маслами, жирными алкидными смолами, но с
касторовым маслом, нитроцеллюлозой и нитрильными каучуками не
совместимы. Ароматические нефтеполимерные смолы совместимы с
глицериновым эфиром канифоли, хлорированными полимерами, при
определенных условиях – с растительными маслами.
Нефтеполимерные смолы склонны к окислению на воздухе, при этом
уменьшается их ненасыщенность, образуются кислородсодержащие группы
и увеличивается их молярная масса. Нефтеполимерные смолы подвергают
гидрированию для повышения их устойчивости к окислению.
Модифицируют их непредельными соединениями – малеиновым
ангидридом, жирными кислотами, растительными маслами и т.п.

Список публикаций

1. Нгуен Ван Тхань, Старовойт М. В., Хаялиева Л. Р. Защитные
покрытия на основе нефтеполимерных // Сборник научных трудов ХХII
Международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова
студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр», Томск:
Изд-во ТПУ, 2 – 7 апреля 2018 г.
2. Старовойт М. В. // Сборник научных трудов XIX
Международной научно-практической конференции имени профессора Л.П.
Кулева студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI
веке», Томск: Изд-во ТПУ, 21 – 24 мая 2018 г.

Приложение А

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
    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 В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 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
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 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)