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!

    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
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 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
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    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
    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
    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
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 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

    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)