Методы извлечения термобитума из горючего сланца Коцебинского месторождения
Способы извлечения жидкого термобитума из нефтяного горючего сланца Коцебинского месторождения. Использование полученного термобитума в дорожном строительстве в качестве вяжущего агента в асфальтобетоне с целью повышения адгезионных свойств к подложке.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.12.2018 |
| Размер файла | 75,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Институт химии
Саратовский государственный университет им.Н.Г. Чернышевского
Кафедра нефтехимии и техногенной безопасности
Методы извлечения термобитума из горючего сланца Коцебинского месторождения
Ромаденкина С.Б., Лобанков Е.В.
Аннотация
Разработаны два способа извлечения жидкого термобитума из нефтяного горючего сланца Коцебинского месторождения. Полученный термобитум может быть использован в дорожном строительстве в качестве вяжущего агента в асфальтобетоне, с целью повышения адгезионных свойств к подложке.
Ключевые слова: горючий сланец, асфальтобетон, термобитум, способы извлечения.
Введение
Интерес российских и зарубежных предприятий к горючим сланцам обусловлен доступностью и низкой стоимостью сырья и энергии, с одной стороны, и широким ассортиментом, уникальностью свойств, высокой рыночной стоимостью сланцехимической продукции - с другой.
В литературе [1-3] описано множество способов извлечения керогена и термобитума из сланцев. К числу наиболее эффективных способов относятся: солянокислотная обработка сланцев с целью удаления растворимых в кислоте компонентов (магнезита, сидерита, кальцита и пирита); флотационное обогащение сланцев; извлечение керогена с помощью органических растворителей; частичное удаление минеральных компонентов в экзотических растворителях, например: в плавиковой кислоте, смешенном гидриде лития и алюминия, термическая обработка и др.
Физико-химической основой для постановки таких экспериментов являлся перевод керогена сланцев из твердого в жидкое состояние практически без тепловых потерь и извлечения жидкого термобитума любым доступным способом.
Целью работы являлась разработка доступных способов извлечения жидкого термобитума из горючих сланцев Коцебинского месторождения.
Экспериментальная часть
Авторами разработаны два способа извлечения жидкого термобитума из горючих сланцев Коцебинского месторождения.
Первый способ заключается в проведении процесса пиролиза горючего сланца с целью извлечения органического вещества. Деструкция керогена горючего сланца Коцебинского месторождения происходит при температуре 180°С. При температуре 270°С начинает выделяться жидкий термобитум в количестве 40 г на 1 кг исходного сланца. Процесс мет быть представлен в виде кинетической схемы разложения керогена при нагревании:
А (тв) >В (ж) + С (г)
где А - кероген, В - термобитумом, а С - газообразная составляющая, образующаяся в процессе пиролиза сложного углеводородного состава.
Второй способ заключался в переводе твердого керогена в жидкий термобитум практически без энергетических потерь. Таким образом, предложен способ извлечения термобитума из состава сланца, состоящий в нагревании сланца до температуры 270°С и прессовании остаточной массы при давлении 4-10 кгс/см2. Чем выше давление прессования, тем больше выход жидкого продукта после отжима, то есть выше эффективность способа. Лучшим результатом, достигаемым этим способом, является получение 1.1 мл жидкого термобитума из 8 г исходного сланца, то есть 10%.
Результаты и их обсуждение
Полученные результаты подтверждены результатами термогравиметрического анализа. На рисунке представлены кривые ТГ процессов нагревания исходного сланца (кривая 1) и термобитума, полученного новым способом - отжимом из сланца при температуре 270°С (кривая 2).
Рисунок. Кривые дифференциально термического анализа горючего сланца (1), термобитума (2)
Как видно из рисунка термобитум, по-лученный по новому способу обладает наиболее высокой теплотворной способностью со стопроцентным превращением его в газообразные продукты в интервале температуры 270-700°С. Оставшийся после отжима термобитума твердый обедненный органо-минеральный продукт может быть использован как в самостоятельном варианте, так и в качестве наполнителя композита с оста-точным термобитумным связующим веществом. Кстати, процесс активации керогена с переводом в жидкий термобитум можно приостановить на стадии извлечения последнего путем отжима, а клеящие свойства ос-таточного битумного продукта использовать по другому назначению, например, для создания дорожных и строительных композиционных материалов.
Таким образом, экспериментально доказана возможность извлечения чистого термобитума из сланца. Получившийся термобитум может быть использован в дорожном строительстве в качестве вяжущего агента в асфальтобетоне, с целью повышения адгезионных свойств к подложке. В асфальтобетон можно добавлять натуральный сланец и сланцевый битум для частичной замены дорожного битума. В перспективе можно будет отказаться от дорожного битума и перейти на сланцевый, с целью уменьшения себестоимости продукта.
Рассмотрим применение горючего сланца и термобитума Коцебинского месторождения в дорожном строительстве, а именно в асфальтобетоне.
Существует два вида дорожных покрытий - это асфальтобетоны и бетонные покрытия.
Большинство дорог строятся с асфальтобетонным покрытием, которое имеет ряд преимуществ над другими покрытиями. Главное отличие асфальтобетона от других покрытий состоит в его термопластичности, то есть размягчении и снижении прочности до 0.8-1.0 МПа в жаркие летние дни, когда температура покрытия поднимается до 50°С, и повышении твёрдости и прочности до 10.0-15.0 МПа при отрицательной температуре в зимнее время года.
Таблица 1. Состав асфальтобетона
|
Состав |
Процентное содержание (масс.) |
||||
|
№ 1 |
№2 |
№3 |
№ 4 |
||
|
Дорожный битум |
8 |
8 |
6 |
6 |
|
|
Доломитовый наполнитель |
10 |
||||
|
Сланец как наполнитель |
- |
10 |
12 |
10 |
|
|
Сланцевый термобитум |
- |
- |
2 |
2 |
|
|
Щебень |
55 |
55 |
55 |
55 |
|
|
Песок |
27 |
27 |
25 |
27 |
Таблица 2. Характеристики асфальтобетона
|
Показатели |
Образцы |
||||
|
№1 |
№2 |
№3 |
№4 |
||
|
Предел прочности при сжатии, кПа |
9.5 |
8.0 |
6.2 |
5.4 |
|
|
Морозостойкость (количество до разрушения) |
10 |
10 |
8 |
5 |
Согласно ГОСТу асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны разделяются по виду минеральной составляющей (каменного материала) разделяются на щебеночные (состав: щебень, песок, минеральный порошок, битум), гравийные (гравий, песок или песчано-гравийный материал, минеральный порошок и битум) и песчаные (песок, минеральный порошок, битум) [4].
В табл.1 представлены составы асфальтобетонов с доломитным и сланцевым наполнителем. В качестве матрицы был взят дорожный битум БНД 60/90. Сланец вводился в битум в разных массовых соотношениях. Для лучшего склеивания дополнительно к сланцу добавлялся жидкий термобитум в количестве 2 % масс.
Полученные образцы асфальтобетона проверялись на эксплуатационные параметры: прочности при сжатии и морозостойкость, показатели представлены в табл.2.
Из табл.2 видно, что образец со сланцевым наполнителем в количестве 10 % масс. имеет меньший предел прочности при сжатии и соизмеримое значение по морозостойкости по сравнению с асфальтобетоном с доломитным наполнителем. Когда в образцы вводится не только горючий сланец, но и жидкий термобитум, то эксплуатационные характеристики асфальтобетона ухудшаются [5].
При проведении дальнейших исследований можно отказаться от дорожного битума и перейти на сланцевый термобитум, с целью уменьшения себестоимости продукта.
жидкий термобитум нефтяной горючий сланец
Выводы
Экспериментально доказана возможность извлечения чистого термобитума из сланца. Получившийся термобитум может быть использован в дорожном строительстве в качестве вяжущего агента в асфальтобетоне, с целью повышения адгезионных свойств к подложке.
Литература
1. Чистяков А.Н., Розенталь Д.А., Русьянова Н.Д. Справочник по химии и технологии твердых горючих ископаемых. СПб.: Компания Синтез. 1996.363с.
2. Патент РФ № 2307861 С10В53/06 Способ безотходной переработки горючих сланцев. Проскуряков В.А., Сыроежко А.М., Боровиков Г.И. и др. Опубл.10.10.2007.
3. Патент РФ № 2221003, МПК С10С3/04. Способ получения битума. Горлов Е.Г., Мудунов А.Г., Руденский А.В. Опубл.10.01.2004.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика района работ и история освоения Хохряковского месторождения. Свойства и состав нефти и нефтяного газа . Сопоставление проектных и фактических показателей разработки месторождения. Фонд добывающих скважин и показатели его эксплуатации.
дипломная работа [8,7 M], добавлен 03.09.2010Проект на бурение дополнительного ствола скважины № 5324 куста № 519б Нивагальского месторождения. Мероприятия по предупреждению аварий и осложнений при строительстве боковых стволов. Геологическая характеристика месторождения, конструкция скважины.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.04.2014Сущность технологий извлечения металлов из лома карбидов металлов, полученных путем спекания. Анализ достоинств и недостатков твердых металлокерамических сплавов. Описание основных способов извлечения вольфрама из отходов промышленного производства.
курсовая работа [744,6 K], добавлен 11.10.2010Сведения и геолого-промысловая характеристика Арланского месторождения. Физико-химические свойства нефти, газа и воды. Режим работы нефтесборных сетей месторождения. Проектирование трубопроводов системы сбора. Расчет экономической эффективности проекта.
дипломная работа [361,1 K], добавлен 11.03.2012История освоения Приобского нефтяного месторождения. Геологическая характеристика: продуктивные пласты, водоносные комплексы. Динамика показателей разработки и фонда скважин. Подбор установки электрического центробежного насоса. Расчет капитальных затрат.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 26.02.2015Строение и состав ацетиленокислородного пламени при различных содержаниях кислорода и горючего газа. Химическое взаимодействие пламени с металлом. Зависимость нагрева металла от состава горючей смеси, расхода горючего, угла наклона пламени к поверхности.
контрольная работа [7,5 M], добавлен 28.01.2010Описание сварочной горелки как основного инструмента газосварщика при сварке и наплавке. Классификация горелок по способу подачи горючего газа и кислорода в смесительную камеру, по роду применяемого горючего газа, по назначению, по мощности пламени.
реферат [35,6 K], добавлен 02.12.2010Характеристика золотоизвлекательной фабрики "Мурунтау": расположение, методы переработки, технологический баланс. Особенности технологии извлечения золота из насыщенной смолы и гравиоконцентрата. Расчеты измельчения, выбор оборудования, денежные затраты.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 24.06.2012Свойства, химическая формула и способы получения оксида ванадия. Общая характеристика основных технологий извлечения ванадия из отходов промышленных производств. Проблемы переработки отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства.
курсовая работа [62,9 K], добавлен 11.10.2010Физические свойства и химический состав пластовой нефти и газа. Текущее состояние разработки нефтяного месторождения. Анализ состояния фонда скважин. Технология зарезки боковых стволов. Оценка безопасности рабочего места оператора буровой установки.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 07.08.2015Глубокая осушка углеводородных газов: адсорбционная и абсорбционная. Извлечения тяжёлых углеводородов: абсорбционное; низкотемпературная сепарация и конденсация. Изучение процессов извлечения гелия, стабилизации и переработки газовых конденсатов.
курсовая работа [149,8 K], добавлен 30.05.2013Геолого-физическая характеристика Вахского месторождения. Свойства и состав нефти, газа. Анализ динамики добычи, структура фонда скважин и показателей их эксплуатации. Обзор методов воздействия на пласт, применявшихся на месторождении за последние годы.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 28.04.2015Дренируемые запасы сухого газа, их физические свойства. Разработка нефтяных и газовых скважин, их эксплуатация и методы повышения дебитов. Анализ состояния разработки месторождения "Денгизкуль", технологические показатели и гидрохимический контроль.
диссертация [9,9 M], добавлен 24.06.2015Расположение Приобского нефтяного месторождения, анализ его геологического и тектонического строения, нефтеносности продуктивных пластов. Литолого-стратиграфическая характеристика. История и условия осадконакопления. Состав и свойства пластовых флюидов.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 10.11.2015Расчет промышленных запасов месторождения. Определение годовой производительности рудника. Выбор рациональной схемы вскрытия и подготовки месторождения. Определение параметров буровзрывных очистных работ. Оценка количества бурильщиков и скреперистов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.09.2019Требования, предъявляемые к технологическим трубопроводам для топлива, расположенным под землей или в пространстве технологических колодцев. Способы устранения течи горючего из трубопровода. Необходимость оценки состояния фланцевых и муфтовых соединений.
презентация [1,3 M], добавлен 25.11.2014Организационная структура ОАО "Самотлорнефтегаз", история создания и развития компании. Характеристика разрабатываемых месторождений; освоение и перспективы их разработки. Способы эксплуатации нефтяного месторождения. Системы сбора нефти и газа.
отчет по практике [2,9 M], добавлен 25.03.2014Совершенствование методов увеличения нефтеотдачи пластов в Республике Татарстан. Характеристика фонда скважин Ерсубайкинского месторождения. Анализ динамики работы участка при использовании технологии закачки низкоконцентрированного полимерного состава.
дипломная работа [6,5 M], добавлен 07.06.2017Отвод теплоты, охлаждение водой и низкотемпературными жидкими хладоагентами. Воздух в качестве охлаждающего агента, его использование в химической технологии. Методы охлаждения и ассортимент хладоагентов, интервал температур. Основные виды хладоагентов.
реферат [269,5 K], добавлен 15.10.2011Общее описание газотурбинной электростанции. Внедрение улучшенной системы регулирования на подогреве попутного нефтяного газа, расчет для этой системы коэффициентов регулирования. Описание физических процессов при подогреве попутного нефтяного газа.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 29.04.2015
