Битумы стадии окисления

При аэробном или анаэробном метаболизме организмы получают энергию в процессе окисления подложки — сахара (глюкозы) или какого-либо другого материала (битума). Это окисление с выделением энергии происходит путем перехода протонов или электронов через ряд стадий, регулируемых ферментами, до появления конечного акцептора электронов. В аэробных процессах конечным акцептором электрона или иона водорода является кислород. В анаэробных процессах таким акцептором является окисленный материал типа нитрата или сульфата. Опыт показал, что аэробный метаболизм эффективнее анаэробного, так как для роста в аэробных процессах требуется меньше материала подложки, чем в анаэробных при одинаковом количественном росте бактерий. Причиной такого явления, известного как эффект Пастера, является большее выделение энергии в процессе аэробного метаболизма. [c.186]

Удельный расход воздуха на стадии окисления составляет примерно 275 мУм мазута и в целом на производство 1 т битума с учетом последующих разбавления и перегонки находится на уровне 150 м [154], т. е. примерно равен удельному расходу воздуха на производство дорожных битумов из основной товарной нефти страны — западно-сибирской [81]. [c.110]

Расход энергии уменьшается в результате снижения энергетических затрат на вакуумную перегонку (применительно к сырью установки Мозырского НПЗ необходимый отбор дистиллятов уменьшается с 50 до 36% на мазут, причем большая часть фракций отгоняется на стадии окисления мазута), уменьшения объема вовлекаемого в переработку мазута при сохранении выработки битума, уменьшения объема перекачивания дистиллятов и орошений. Экономия энергии на вакуумном блоке превышает ее повышенный расход на блоке окисления (где используются двухсекционные колонны по типу установки Павлодарского НПЗ), вызванный необходимостью окисления более легкого сырья — мазута. Кроме того, по новой последовательности операций полнее утилизируется вторичное тепло, а топливо в окислительной колонне (окисление мазута с одновременным нагревом его перед вакуумной перегонкой) сжигается с более высоким к.п.д., чем в технологической печи. [c.126]

Показана возможность получения дорожных битумов путем окисления предварительно осерненного битумного сырья, где на первой стадии исходное сырье смешивается с элементной серой, а затем окисляется кислородом воздуха. [c.19]

Методы введения хлорного железа в суспензиях или пастах имеют некоторое преимущество по сравнению с засыпкой сухого F I так как создают условия для более мягкого протекания начальной стадии окисления битума и равномерного выделения хлористого водорода. [c.45]

Молекулярная масса спирто-бензольных смол в первой стадии окисления снижается от 900 до 885—735, что под тверждает предположение о высокой активности низкомолекулярных составляющих, битума, переходящих в процессе окисления в спирто-бензольные смолы. Во второй стадии, характерной преобладающим переходом этой фракции в асфальтены, ее молекулярная масса вновь увеличивается до 885—930. В мягких условиях окисления скорость перехода спирто-бензольных смол в асфальтены преобладает на всем протяжении процесса. [c.25]

При окислении сырья воздухом содержание кислорода в газовой фазе в зоне ввода воздуха составляет 21% (об.). Особенности режима в реакторах (барботаж) исключают образование очага горения непосредственно в зоне реакции, однако для исключения горения и на последующих стадиях — после выхода отработанной газовой смеси из слоя жидкости — необходимо соблюдать в реакторе условия (температуру, перемешивание и др.), обеспечивающие достаточно полное расходование кислорода воздуха [281], или разбавлять отработанные газы инертным газом до взрывобезопасного содержания кислорода. Принцип обеспечения низкого взрывобезопасного содержания кислорода в газах окисления принят для производства окисленных битумов -в соответствии с требованиями техники безопасности содержание кислорода в отработанных газах окисления не должно превышать 4% (об.) для всех битумов, кроме высоко-плавких (рубраксы, лаковые и другие битумы, имеющие т м-пературу размягчения выше 100 °С), для которых без дополнительных обоснований установлена концентрация кислорода, равная 8% (об..). [c.176]

По всей вероятности в процессе продувки сланцевого битума реакции окисления с перекисной промежуточной стадией также не протекают глубоко, поскольку в исходной смоле содержится значительное количество фенолов, а гидроперекиси характеризуются низкой термической устойчивостью. В процессе окисления принимают участие, в основном, фенолы, образуя нейтральные продукты конденсации более высокого молекулярного веса. [c.49]

Исследованиями процесса окисления исходных углей, их битумов (часть угля, растворимая в органических жидкостях) и остаточных углей, установлено, что действие кислорода при окислении распространяется на весь уголь, но характер взаимодействия кислорода с различными частями углей, особенно в начальной стади окисления, различен и связан с их химическим составом и строением [1, 4, 17]. [c.142]

Особенностью производства битумов в трубчатом реакторе является протекание стадии собственно окисления в режиме, близком к идеальному вытеснению (хотя в целом трубчатый реактор, работающий с рециркуляцией, соответствует более сложной модели и при значительных коэффициентах рециркуляции приближается по характеру структуры потоков жидкости к реактору идеального смешения). В этом случае для обеспечения приемлемой скорости реакции необходимо уже на вход в реактор подавать нагретые реагенты. В дальнейшем же во избежание перегрева реакционной смеси ее необходимо охлаждать. Таким образом, вначале требуются затраты энергии на нагрев сырья в трубчатой печи, а затем — на охлаждение реагирующих фаз потоком вентиляторного воздуха [72]. При использовании легкого сырья или при сравнительно глубоком окислении (до строительных битумов) нагрев сырья в трубчатой печи можно заменить нагревом в теплообменниках битум — сырье [54, 73]. Средняя температура в реакторе должна быть не ниже 265 °С, иначе реакция окисления резко замедляется [71]. [c.53]

Скорость роста бактерий. Показателем окисления углеводорода или битума микроорганизмами является рост культуры бактерий на материале, который служит единственным источником углерода. Это обоснованный показатель, так как рост может происходить только тогда, когда микроорганизм окисляет подложку. С ростом микроорганизмов их количество возрастает и среда мутнеет. Можно легко наблюдать за ростом организмов путем их подсчета через различные промежутки времени или путем. измерения помутнения (рис. 5.1 и 5.2). Подсчет или измерение помутнения не дает достаточной информации о том, какие биохимические процессы протекают в данной среде. Следует также учесть неизбежные ошибки при подсчете бактерий. Организмы могут быть извлечены из среды после завершения роста или на различных его стадиях, а среду подвергают анализу для определения промежуточных и конечных продуктов процесса микробиологического распада. [c.180]

Снижение энергетических затрат на таких установках возможно уменьшением отбора дистиллятов на стадии вакуумной перегонки. При этом для сохранения качества битумов одновременно необходимо изменить обычную последовательность операций перегонка—окисление на обратную окисление— перегонка , так как уменьшение глубины отбора дистиллятов и изменение последовательности операций влияют на показатели качества битумов в противоположных направлениях и прп правильно подобранных условиях уравновешивают друг друга. [c.126]

По своему химическому существу и по характеру влияния на технические свойства конечных продуктов реакция образования кислородных мостиков между молекулами смолы во время окисления битумов напоминает процесс вулканизации каучука серой. И в том и в другом случае идет образование трехмерных структур, в результате чего продукт становится более твердым, менее растворимым, менее мягким и химически более стойким. В зависимости от глубины этого процесса можно получить технические битумы со свойствами, варьирующими в весьма широких пределах — от полужидких текучих продуктов до твердых хрупких асфальтенов. Сравнительно небольшое количество кислорода остается связанным в окисленном битуме, большая же часть его идет на образование летучих продуктов окисления (вода, окись и двуокись углерода, органические кислородсодержащие соединения). Характер распределения кислорода в продуктах окисления гудрона и крекинг-остатка (при 275° С) на разных стадиях процесса приведен на рис. 20. Окислительная дегидрогенизация сырья, сопровождающаяся образованием воды, является основной реакцией, потребляющей в случае окисления гудрона 90% в начальной стадии и 69% в конечной общего расхода кислорода. Доля других кислородсодержащих соединений в потреблении кислорода значительно возрастает к концу процесса (31% для гудрона и 42% для крекинг-остатка), когда интенсивность окислительной дегидрогенизации постепенно ослабляется [46]. [c.135]

Из сказанного выше следует, что эмпирическим путем найдены некоторые эффективно действующие добавки, которые позволяют ускорить процесс окисления гудронов и получить высококачественные битумы. Теоретическая разработка этого вопроса находится в самой начальной стадии. [c.146]

При продувке сырья воздухом увеличивается содержание твердых смол [ЗП] и асфальтенов и уменьшается содержание масел. Если в процессе продувки содержание смол практически не меняется, то содержание масел непрерывно уменьшается, а содержание асфальтенов в той же мере увеличивается. Следовательно, образование смол из масел представляет собой промежуточную стадию образования асфальтенов. Однако, как показали А. В. Березников и др. [19], асфальтены могут получаться непосредственно и из масел. При концентрации асфальтенов в окисленных битумах 35—40 вес.% заметным становится образование карбенов и карбоидов. [c.108]

Процесс окисления сырья в битумы состоит из следующих стадий диффузии кислорода из фазы 1 — воздуха к поверхности раздела фаз диффузии кислорода от границы раздела фаз в материал фазы 2—жидкой фазы (сырье, битум) химической реакции в фазе 2 — взаимодействии кислорода с молекулами окисляемого сырья и битума диффузии углеводородов и продуктов [c.142]

В настоящее время большинство гудронов, идущих на окисление до битумов, получают из сернистых и высокосернистых нефтей, что вносит свою специфику. Индукционный период окисления аренов в составе сернистого сырья оказывается больше, чем при окислении малосернистого. После окончания зтого периода наблюдается стадия интенсивного окисления аренов со скоростью 0,10-0,12 ч". При последующем окислении эта стадия заканчивается новым периодом торможения, при котором скорость окисления аренов падает до 0,02 ч". [c.75]

Вопросы стабильности битумов в зависимости от глубины отбора и процесса окисления находятся пока в стадии изучения. Но предварительные данные показали, что с возрастанием вязкости сырья понижается стабильность битумов, о чем свиде-тельствует большее изменение карбонильного числа в процессе термостарения. [c.96]

Ростовский филиал ВНИПИнефть, выполняющий большой объем работ по проектированию битумных установок НПЗ,.в основу своих проектов положил метод непрерывного окисления в трубчатом реакторе. По проектам филиала организован выпуск битумов способом непрерывного окисления на шести НПЗ страны. В предстоящем пятилетии еще на 5-и заводах будут введены в эксплуатацию непрерывно-действующие битумные установки. Кроме того, для ряда НПЗ проектируются или уже разработаны проекты установок с трубчатым реактором. В завершающей стадии разработки находится проект типовой битумной установки. [c.121]

ВНИИСПТнефтью разработан технологический процесс переработки шлама, состоящий из двух основных стадий мягкого термохимического обезвоживания нефтешлама до остаточного содержания воды 3—5% и окисления обезвоженного до указанных пределов нефтешлама в вяжущий битумный материал. Преимущество последнего в том, что в качестве наполнителя битума используются механические примеси шлама, часть нефти с обводненностью 1—3% отбирается на узле обезвоживания и направляется на установку подготовки нефти. [c.322]

Доминирующей причиной старения битумов, как и других высокомолекулярных веществ, считают окисление [8]. Установлено, что процессы старения в битумах при воздействии кислорода воздуха и температуры протекают в три основные стадии [c.19]

Процесс окисления гудронов до битумов с температурой размягчения порядка 90°С протекает в две стадии. Условной границей раздела стадий является достижение окисляемым продуктом теипературы размягчения 45-58°С (в зависимости от температуры окисления). [c.68]

Кубы периодического действия применяют для выпуска малотоннажных сортов битумов с высокой температурой размягчения (например, специалвные битумы для лакокрасочной промышленности). Получение таких битумов имеет свои особенности. С углублением окисления ухудшается использование кислорода в реакциях окисления и, следовательно, уменьшается количество тепла, выделяющегося в единицу времени. Так как тепловые потери в течение всей стадии окисления практически постоянны, происходит снижение температуры окисляемого материала, и реакция окисления может прекратиться. Для обеспечения нужной глубины окисления температуру в жидкой фазе поддерживают более высокой (до 300°С), чем температуру окисления при производстве дорожных и строительных битумов. С этой целью в кубы подают горячее сырье, расход воздуха [c.51]

Эффективнее иное сочетание трубчатого реактора и колонны [87, 88]. Сырье подается в колонну, а полупродукт из колонны — в трубчатый реактор. По такой схеме трубчатый реактор используется на конечной стадии окисления, когда имеет место недостаточно полное использование кислорода воздуха в колонне. Включение же менее энергоемкой колонны (что рассматривается ниже) в схему снижает общие энергетические" затраты. Так, при получении дорожных битумов по двухсту пенчатой схеме затраты пара, электроэнергии и топлива примерно на 25% ниже по сравнению с затратами при одноступенчатой схеме окисления в трубчатом реакторе [87]. Преимущества двухступенчатой схемы еще более заметны при производстве строительных битумов [72]. [c.67]

Систематические исследования по выяснению влияния хими ческой природы нефтяного сырья и условий окисления на состав-и свойства окисленных битумов [42—49] показали, что глубина отбора дистиллятных фракций заметно сказывается как на составе гудрона, так и на характере изменения и глубине термоокислительного превращения последнего. Детальное исследование элементного и компонентного составов тяжелых нефтяных остатков, полученных различными вариантами термической обработки, позволило выяснить характер влияния на направление и глубину превращения их в процессе производства. Полученные экспериментальные данные дали возможность составить общее представление об основных направлениях химических изменений составляющих битум компонентов в процессе его производства в заводских условиях. Чем более жесткой высокотемпературной обработке подвергаются тяжелые нефтяные остатки, тем большую роль в стадии окисления играет углеводородная часть битума. Это видно из данных, характеризующих количественное и качественное изменения в составе углеводородов. При переходе от гудрона к окисленному битуму (БН-У) содержание углеводородов снижается с 65—70 до 40—46%. При этом в окисленном битуме практически отсутствуют парафино-циклопарафиновые углеводороды, а среди ароматических углеводородов преобладают структуры, содержащие в молекуле ди- и нодиконденсированные ароматические ядра. Жидкие продукты окисления ( отдув ) битума на первой стадии окисления (до БН-1П) состоят из низкомолекулярных кислородных производных углеводородов преимущественно алифатической природы. [c.133]

Молекулярная масса спирто-бензольных смол в первой стадии окисления снижается с 900 до 685-785, что подтверждает предположение о высокой активности низкомолекулярных составляющих битума, переходящих в процессе окисления в спирто-бензольные смолы. Во I второй стадии, для которой характерен переход этой фракции в ас-(фальтены, ее молекулярная масса вновь увеличивается до 885-930. [c.14]

Количество асфальтенов, образующихся при окислении гудрона-60, значительно больше, чем при окислении гзедро-на-70, однако это справедливо только для битумов с температурой размягчения выше 70 °С. При увеличении температуры размягчения битума ярко проявляется стадийный характер процесса окисления. Интересно, что на первой стадии процесса интенсивность расходования масел примерно одинакова у всех гудронов, скорость расходования смол больше у гудрона-70. Вследствие этого в первой стадии быстрее накапливаются асфальтены в битумах, полученных окислением гудрона-70. Во второй стадии процесса окисления гудрона-70 скорость накопления асфальтенов в битумах снижается в большей степени, чем при окислении гудрона-60. [c.38]

Смит [109, 110] установил, что в любой момент окисления на моль прореагировавшего кислорода выделяется одинаковое количество тепла (для одного вида сырья). Это привело его к выводу, что характер реакций на всем протяжении окисления битума одинаков. Однако при этом выделяется различное количество тепла [109] при повышении температуры размягчения на 1 °С (дифференциальный тепловой эффект). Если в начальный период процесса эта величина достигает 10,5 кДж/кг°С, то к концу его (Гразм битума 125"С) выделяется лишь 2,09 кДж/кг°С. Таким образом, наиболее активно тепло выделяется на первой стадии окисления (до температуры размягчения 45 °С). Интегральный же тепловой эффект (общее количество выделившегося при окислении битума тепла) зависит не только от глубины окисления, но также от природы сырья и условий окисления. Б работе [82] рассчитаны тепловые эффекты процесса окисления ромашкинского гудрона в различных условиях. Результаты приведены в табл. 1. [c.39]

На первой стадии метаморфизации (буроугольной) из нефти образуются вначале мальты, затем асфальты, а далее асфальтиты. В отличие от углей, где метаморфизм связан с дальнейшим уплотнением и углублением продуктов угольного ряда, превращение нефтей в битумы, наоборот, происходит при подъёме нефтяных пластов под действием тектонических сил в приповерхностные условия, вплоть до полного их подъёма на дневную поверхность. В указанных условиях нефть окисляется и теряет свою лёгкую часть, становится более плотной и вязкой. Мальты являются продуктами первой стадии окисления нефтей и имеют мягкую консистенцию. Плотность мальт составляет 0,96 г/см [c.76]

Видно, что компаундированием можно получить битумы как дорожных, так и строительных марок. Даже при таком широком интервале между концентрациями вводимого в композицию асфальтита получаются битумы дорожных марок БНД 50/90 и БНД 40/60, а также строительный битум марки БН 50/50. Принципиальная возможность получения битзлмов, минуя стадию окисления гудрона, имеет минимум два положительных аспекта [c.156]

На нескольких калифорнийских месторождениях для бурения в нефтеносных интервалах скважин были использованы композиции, состоявшие из печного (дизельного) топлива, измельченных раковин устриц или известняка, окислецного битума и ламповой сажи, а также барита при необходимости повысить плотность раствора. Каждый компонент выполнял определенную функцию печное топливо образовывало жидкую среду раковины, известняк или барит придавали раствору необходимую плотность, а также коркообразующие свойства в начале промывки интервала, ламповая сажа придавала раствору взвешивающие свойства, а окисленный битум — взвешивающие и коркообразующие свойства на завершающей стадии промывки интервала. Главные задачи, которые преследовались при использовании этих растворов, заключались в получении очень тонкой фильтрационной корки и в предотвращении присутствия воды в фильтрате. [c.77]

При диспергировании в окисленных битумах эластомеры претерпевают необратимые физико-химические превращения с образованием вещества с гомогенной морфологией. Для получения материала с оптимальными свойствами необходимо создание дисперсий субмикронных размеров, причем на первой стадии — макросмешения — происходит выравнивание пространственных неоднородностей распределения компонентов, а на стадии микросмешения — взаимная молекулярная диффузия с соответствующим увеличением мгновенных значений градиентов концентраций. [c.123]

Гумиты низких стадий химической зрелости подвергаются технологической переработке путем экстрагирования. Как указывалось ранее, органические растворители экстрагируют из торфов и бурых углей битумы, состоящие из восков и смол. Институтом торфа АН БССР разработан способ производства торфяного воска, в соответствии с которым сырой битум обессмоливается бензином и рафинируется путем окисления двуххромовокислым калием и серной кислотой. Торфяной воск нашел применение в точном литейном, машиностроении и производстве пластических масс, так называемых фенол-альдегидных пресс-порошков. [c.250]

Оказалось, что выделение тепла (как и кинетика процесса) окисления гудронов) может быть разделено на две стадии. Первая — до достижения температуры размягчения битумов 45-50 С, и вторая от температуры размягчения 45-50 °С до 90-100 С и выше. Первая стадия характеризуется более интенсивным изменением компонентного состава и выделением тепла, но более медленным изменением температуры размягчения. Наоборот, вторая стадия характеризуется меньшей скоростью иаме-, нения компонентного состава, меньшей интечсивностью выделения тепла, но более быстрым повышением температуры раамяг-чення что показано в табл. 1 на примере гудрона ромашкинской И )ти. [c.87]

В табл. 2 приводятся данные по дифференциальному тепловому эффекту - количеству тепла, выделяющемуся при повышении температуры размягчения битума на 1°С. Из этих данных видно, что дифференциальный тепловой эффект первой стадии процесса окисления гудрона ромашкинской нефти в 2,5-3 раза больше по сравнению со второй, а гудронов анастасиевской и тэбукской нефтей - в 7-10 раз. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология