Получение модифицированных нефтеполимерных смол и применение их в составе водомасляных эмульсий
Использование нефтеполимерных смол в качестве стабилизаторов в водомасляных эмульсиях.
Введение ………………………………………………………………………………………………….. 12
1 Обзор литературы …………………………………………………………………………………. 15
1.1 Нефтеполимерные смолы ………………………………………………………………….. 15
1.1.1 Сырье для синтеза нефтеполимерных смол …………………………………… 15
1.1.2 Способы получения для нефтеполимерных смол ………………………….. 18
1.1.3 Применение нефтеполимерных смол ……………………………………………. 22
1.1.4 Модификация нефтеполимерных смол …………………………………………. 24
1.2 Водомасляные эмульсии …………………………………………………………………… 26
1.3 Индустриальное масло И-20А …………………………………………………………… 27
2 Экспериментальная часть………………………………………………………………………. 29
2.1 Очистка исходной фракции жидких продуктов пиролиза…………………… 31
2.2 Подготовка циклопентадиеновой фракции ………………………………………… 32
2.3 Методика проведения синтеза …………………………………………………………… 33
2.4 Методика определения выхода НПС …………………………………………………. 35
2.5 Методика окисления НПС раствором пероксида водорода ………………… 36
2.6 Методика определения кислотного числа ………………………………………….. 38
2.7 Методика определения эпоксидных групп ………………………………………… 39
2.8 Методика определения органических гидропероксидов …………………….. 40
2.9 Бромное число ………………………………………………………………………………….. 41
2.10 Методика приготовления водомасляных эмульсий ………………………….. 43
2.11 Методика определения реологических характеристик водомасляных
эмульсий ………………………………………………………………………………………………… 43
2.12 Методика определения стабильности водомасляных эмульсий ………… 44
2.13 Методика определения низкотемпературных показателей
нефтепродуктов ……………………………………………………………………………………… 44
2.14 Исследование свойств НПСЦФ и ОНПСЦФ с помощью ИК-
спектроскопии ……………………………………………………………………………………….. 47
2.15 Методика окисления смолы по реакции Прилежаева ……………………….. 48
3 Результаты проведенного исследования и их обсуждение………………………. 49
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение… 68
4.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………………… 68
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………….. 68
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………….. 69
4.1.3 FAST-анализ ………………………………………………………………………………… 70
4.1.4 Диаграмма Исикавы ……………………………………………………………………… 73
4.1.5 Оценка готовности проекта и коммерциализации …………………………. 74
4.1.6 Методы коммерциализации научно-технического исследования …… 76
4.2 Инициация проекта …………………………………………………………………………… 76
4.2.1 Цели и результат проекта ……………………………………………………………… 76
4.2.2 Организационная структура проекта …………………………………………….. 77
4.2.3 Организация и допущения проекта ……………………………………………….. 78
4.3 Планирование управления проекта научно-техническим проектом ……. 78
4.3.1 Контрольные события проекта ……………………………………………………… 78
4.3.2 План проекта………………………………………………………………………………… 79
4.3.3 Диаграмма Ганта ………………………………………………………………………….. 79
4.3.4 Бюджет научного исследования ……………………………………………………. 81
4.3.4.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты …………… 81
4.3.4.2 Специальное оборудование для научных работ ………………………… 82
4.3.4.3 Расчет основной заработной платы ………………………………………….. 83
4.3.4.4 Дополнительная заработная плата научно-производственного
капитала……………………………………………………………………………………………… 85
4.3.4.5 Отчисления на социальные нужды …………………………………………… 85
4.3.4.6 Накладные расходы …………………………………………………………………. 86
4.3.4.7 Расчет затрат на электроэнергию ……………………………………………… 86
4.3.5 Организационная структура проекта …………………………………………….. 87
4.3.5.1 Оценка сравнительной характеристики исследования ………………. 88
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 95
5.1 Производственная безопасность ……………………………………………………….. 96
5.1.1 Анализ вредных факторов производственной среды ……………………… 96
5.1.1.1 Вредные вещества ……………………………………………………………………. 96
5.1.1.2 Уровень шума и вибрации ……………………………………………………….. 99
5.1.1.3 Безопасность обращения с химическими веществами ………………. 99
5.1.1.4 Безопасность при работе на экспериментальной установке …….. 100
5.1.1.5 Освещенность рабочих мест …………………………………………………… 102
5.1.1.6 Микроклимат рабочих помещений …………………………………………. 102
5.1.2 Анализ опасных факторов производственной среды ……………………. 103
5.1.2.1 Термические опасности ………………………………………………………….. 103
5.1.2.2 Электробезопасность ……………………………………………………………… 103
5.1.2.3 Пожарная безопасность ………………………………………………………….. 104
5.1.3 Экологическая безопасность……………………………………………………….. 105
5.1.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………. 106
5.1.5 Правовые организационные вопросы обеспечения безопасности … 107
5.1.5.1 Правовые нормы трудового законодательства ………………………… 107
5.1.5.2 Требования к рабочим помещениям ……………………………………….. 107
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 109
Список публикаций ………………………………………………………………………………… 110
Список использованных источников ………………………………………………………. 112
Приложение А ……………………………………………………………………………………….. 120
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 137
Актуальность работы. Особое место среди синтетических
заменителей продуктов природного происхождения: растительных масел,
канифоли занимают нефтеполимерные смолы (НПС), основной сырьевой
базой которых служат отходы и побочные продукты нефтехимических
производств и прежде всего жидкие продукты пиролиза (ЖПП)
углеводородов. Квалифицированная переработка ЖПП с получением НПС
позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели
этиленовых установок. В настоящее время нефтеполимерные смолы нашли
широкое применение в различных отраслях промышленности: шинной и
резиновой, лакокрасочной, в производстве бумаги, клеев, древесно-
волокнистых плит, а также для сокращения расхода инден-кумароновых,
фенол-формальдегидных и других смол.
Нефтеполимерные смолы могут быть получены методами радикальной
(термической, инициированной) и ионной (каталитической) полимеризации.
Среди каталитических методов наиболее широко в практике синтеза НПС
используются кислоты Льюиса, а также системы Циглера-Натта на основе
тетрахлорида титана и алюминийорганических соединений. При
использовании каталитических систем Циглера-Натта полимеризация
протекает в гомогенной среде, что позволяет точно контролировать
параметры процесса и, соответственно, получать более стабильные НПС.
Одним из направлений использования модифицированных
нефтеполимерных смол является разработка составов для получения
стабильных эмульсий, широко используемых в технологии получения
топлив, увеличения нефтеотдачи пластов, например при отработке
высокообводненных коллекторов, нагнетательных и добывающих скважин, а
также в процессах газодобычи и для временной изоляции проницаемости в
призабойной зоне пластов.
Целью данной работы является получение модифицированных
нефтеполимерных смол и получение стабильных водомасляных эмульсий на
их основе. Для достижения поставленной цели необходимо решить
следующие задачи:
1. Получение НПС полимеризацией фракции ЖПП с повышенным
содержанием дициклопентадиена, который при подготовке фракции
трансформируется в циклопентадиен.
2. Исследование процесса модификации НПС, заключающегося в
окислении НПС в условиях межфазного катализа с использованием
катализатора молибдата аммония и межфазного агента – тетрабутиламмония
иодистого.
3. Разработка стабильных при хранении, деформациях и
температуре до 90-100 °С высоковязких эмульсий с применением масел,
включающих добавку – модифицированную циклопентадиеновую
нефтеполимерную смолу, и исследование реологических характеристик
водомасляных эмульсий.
Объектом исследования являются нефтеполимерные смолы,
синтезированные из свежеперегнанной дициклопентадиеновой фракции
жидких продуктов пиролиза прямогонного бензина установки ЭП-300 ООО
«Томскнефтехим».
Научная новизна заключается в том, что были получены и исследованы
модифицированные нефтеполимерные смолы на основе циклопентадиеновой
фракции в условиях межфазного катализа с использованием катализатора
молибдата аммония и межфазного агента – тетрабутиламмония иодистого.
Состав нефтеполимерных смол был доказан с помощью титриметрических
методов, а именно кислотного, бромного, эпоксидного и гидропероксидного
чисел, также с помощью ИК-спектроскопии.
Разработана рецептура оптимальных соотношений водомасляных
эмульсий и исследованы их свойства, такие как стабильность ВМЭ,
реологические характеристики ВМЭ (динамическая вязкость, скорость
сдвига и напряжение сдвига).
Проведено исследование низкотемпературных показателей
водомасляных эмульсий, т.е. определение вязкости ВМЭ от температуры
замерзания.
Практическая значимость. ОНПС могут быть использованы в качестве
компонентов в водомасляных эмульсиях, а ВМЭ нашли широкое применение
в нефтеперерабатывающей промышленности как смазочно-охлаждающие
жидкости.
Вывод: цикопентадиеновая нефтеполимерная смола может применяться
на производстве как высокостабильный компонент в ВМЭ.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на ХXII
Международном научном симпозиуме студентов и молодых ученых имени
академика М.А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и
освоения недр», г. Томск, 2018 г.; на ΧIX Международной научно-
практической конференции студентов и молодых ученых «Химия и
химическая технология в ХХI веке», г. Томск, 2016 – 2018 г.
1. Обзор литературы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (35 отзывов)
4.7 (82 отзыва)
4.2 (5 отзывов)
4.9 (37 отзывов)
5 (145 отзывов)
4.8 (9 отзывов)
5 (44 отзыва)
4.8 (211 отзывов)
5 (49 отзывов)
