ПРОЕКТ РЕКОНСТРУКЦИИ БИТУМНОЙ УСТАНОВКИ С ЦЕЛЬЮ ПРОИЗВОДСТВА ДОРОЖНЫХ БИТУМОВ ПОВЫШЕННОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ Выполнил: Студент гр. ТП-10 -21 Э. Н. Байгазакова Руководитель: канд. техн. наук, доцент Н. Г. Евдокимова
Недостатками битума в качестве связующего асфальтобетонного покрытия являются: - низкая тепло- и морозостойкость - недостаточная адгезия к минеральному наполнителю - низкая устойчивость к многократным деформациям 2
Цель дипломного проекта § Выбор адгезионных модификаторов, обеспечивающих повышенную долговечность асфальтобетонных покрытий § Получение модифицированного дорожного битума марки БНДМ 90/130 и БНДМ 60/90 § Подбор концентрации битум : добавка и исследование свойств полученных битумов 3
Объекты исследований 1) Дорожный битум марки БНД 60/90 и БНД 90/130 ОАО «Газпром Нефтехим Салават» 2) Полимерная адгезионная добавка БСК 3) Присадка адгезионная БП-3 М 4
Адгезионная присадка БП-3 М Достоинства: 1) улучшает сцепление жидких и вязких битумов с влажными минеральными материалами; 2) позволяют улучшить условия смачивания поверхности минеральных материалов битумов; 3) значительно снижает интенсивность процессов старения битума. 5
Химическая структура адгезионных добавок Молекулы адгезионной добавки действуют как мост между каменным материалом и битумом. 6
Бутадиен стирольный каучук (БСК) Достоинства: 1) заполняют пространство между асфальтенами битума; 2) создают в битуме пространственно-эластичную решетку; 3) создают домены (узлы), связанные между собой прочными бутадиеновыми (дивинильными) цепочками. 7
Структура битумов марок БНД Образование пространственной решетки в ПБВ 8
Получения модифицированного битума 1 Температура процесса 130 о С (БП-3 М), 140 о С (БСК) 2 Скорость мешалки 30 об/мин 3 Время перемешивания 30 -40 мин 9
Результаты исследований Изменение температуры после прогрева, Δt Температура хрупкости Адгезия качественная Адгезия количественная 77 26 +0, 037 4 -20 2 68, 32 0, 5 47 85 29 +0, 432 2 -22 1 69, 47 1 47 87 28 +0, 175 2 -22 1 71, 54 1, 5 47 88 30 +0, 096 1 -23 1 76, 02 2 48 90 31 +0, 025 0 -23 1 79, 92 при 0 ˚С >100 >100 Эластичность, % Изменение массы после прогрева, % 46 при 25˚С Мах. усилилие (сила) Температура размягчения, ˚С 0 Пенетрация, × 0, 1 мм Растяжимость (дуктильность) Содержание добавки, % мас. Таблица 1 -Показатели качества дорожный битум марки БНД 60/90, модицированного БСК 1, 33 7, 5 1, 66 14, 5 1, 47 16 1, 51 18 1, 89 25 10
Результаты исследований Температура размягчения, ˚С Изменение массы после прогрева, % Изменение температуры после прогрева, Δt Температура хрупкости Адгезия качественная Адгезия количественная Мах. усилилие (сила) Эластичность, % 0 43 105 29 +0, 039 3 -21 2 71, 08 >100 0, 63 11 0, 5 43 118 33 -0, 024 0 -22 1 73, 23 >100 0, 70 10 1 43 119 34 -0, 082 0 -22 1 75, 47 >100 0, 74 13 1, 5 43 116 29 -0, 214 0 -21 1 79, 82 >100 0, 87 17 2 44 120 31 -0, 175 0 -22 1 81, 05 >100 1, 05 Пенетрация, × 0, 1 мм при 25˚С при 0 ˚С Растяжимость (дуктильность) Содержание добавки, % мас. Таблица 2 -Показатели качества дорожный битум марки БНД 90/130, модицированного БСК 19 11
Результаты исследований Изменение массы после прогрева, % Изменение температуры после прогрева, Δt Температура хрупкости Адгезия качественная Адгезия количественная, % 46 77 26 +0, 037 4 -20 1 68, 32 0, 5 47 84 26 -0, 11 3 -21 1 72, 28 1 47 85 30 -0, 18 1 -23 1 76, 68 1, 5 47 86 27 -0, 17 0 -21 1 82, 97 2 47 88 32 -0, 26 1 -23 1 85, 56 при 25˚С при 0 ˚С >100 >100 Мах. усилилие (сила) Температура размягчения, ˚С 0 Пенетрация, × 0, 1 мм Растяжимость (дуктильность) Содержание добавки, % мас. Таблица 3 -Показатели качества дорожный битум марки БНД 60/90, модицированного БП-3 М 1, 33 1, 37 1, 42 1, 53 12
Результаты исследований Температура хрупкости 29 +0, 039 3 -21 0, 5 44 108 34 -0, 12 4 -22 1 75, 71 1 44 106 31 -0, 14 3 -22 1 81, 42 1, 5 44 110 31 -0, 22 3 -22 1 85, 07 2 44 112 31 -0, 05 2 -22 1 89, 29 2 71, 08 >100 >100 Мах. усилилие (сила) Изменение температуры после прогрева, Δt 105 при 0 ˚С Растяжимость (дуктильность) Изменение массы после прогрева, % 43 при 25˚С Адгезия количественная Температура размягчения, ˚С 0 Пенетрация, × 0, 1 мм Адгезия качественная Содержание добавки, % мас. Таблица 4 -Показатели качества дорожный битум марки БНД 90/130, модицированного БП-3 М 0, 63 0, 64 0, 57 0, 61 0, 68 13
Эластичность, % 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 БНДМ 60/90+БСК БНДМ 90/130+БСК 0 0. 5 1 1. 5 2 Содержание добавки, % мас. Рисунок 1 – График зависимости показателя эластичности битума, модифицированного БСК от концентрации добавки 14
Изменение температуры, о. С 5 4 3 БНДМ 60/90+БСК 2 БНДМ 90/130+БСК 1 0 0 0. 5 1 1. 5 2 Содержание добавки, % мас. Рисунок 2 – График зависимости изменения температуры размягчения битума, модифицированного БСК после прогрева от концентрации добавки 15
Количественная адгезия, % мас. 84 80 76 БНДМ 60/90+БСК 72 68 БНДМ 90/130+БСК 64 60 0 0. 5 1 1. 5 2 Содержание добавки, % мас. Рисунок 3 – График зависимости количественной модифицированного БСК от концентрации добавки адгезии битума, 16
Количественная адгезия, % мас. 95 90 85 80 БНД 60/90+БП-3 М 75 БНД 90/130+БП-3 М 70 65 60 0 0. 5 1 1. 5 2 Содержание добавки, % мас. Рисунок 4 – График зависимости количественной модифицированного БП-3 М от концентрации добавки адгезии битума, 17
Изменение температуры, о. С 4 3 БНДМ 90/130+БП-3 М 2 БНДМ 60/90+БП-3 М 1 0 0 0. 5 1 1. 5 2 Содержание добавки, % мас. Рисунок 5 – График зависимости изменения температуры размягчения битума, модифицированного БП-3 М от концентрации добавки после прогрева от концентрации 18 добавки
Выводы по исследовательской части 1) Использование рассматриваемой адгезионных добавок, приводит к улучшению показателя адгезии всех образцов модифицированного битума и подтверждает эффективность использования адгезионных добавок. 2) Адгезионные свойства битумов соответствовали образцу № 1 (по качественному показателю) и имели хорошие значения количественной адгезии. 3) Улучшаются значения изменение температуры размягчения битумов после прогрева, что говорит о снижении интенсивности процессов старения. 19
Таблица- Материальный баланс установки после реконструкции Показатель Взято % мас. кг/ч т/год Гудрон Пластификатор БСК Воздух Итого Получено БНДМ 90/130 БНДМ 60/90 Азот Кислород Диоксид углерода Вода Углеводородные газы Отгон Итого 61, 10 26, 79 1, 73 10, 39 100, 00 37537, 54 16458, 77 1059, 97 6381, 38 23900, 12 300000, 00 131538, 46 8471, 26 51000, 00 491009, 72 59, 22 27, 34 8, 00 0, 52 0, 77 1, 47 0, 92 1, 76 100, 00 36384, 73 16794, 66 4913, 66 319, 07 473, 82 904, 56 563, 06 1084, 08 61437, 65 290786, 80 134222, 92 39270, 00 2550, 00 3786, 75 7229, 25 4500, 00 8664, 00 491009, 72 20
Таблица -Технико-экономические показатели проведения реконструкции Показатели Объем перерабатываемого сырья, т Выход целевой продукции, % - БНДМ 2 Относительные показатели Фондоотдача, руб. /руб. Себестоимость 1 т целевой продукции, руб. - БНДМ Рентабельность продукции, % 3 Показатели экономической эффективности инвестиционного проекта Капитальные вложения, млн. руб. Экономический эффект (NPV), млн. руб. Внутренняя норма доходности (IRR), % Срок окупаемости капитальных вложений, лет: - простой - дисконтированный До реконструкции После реконструкции 482538 86, 32 - 491010 86, 56 3, 31 3, 43 8253, 46 25, 00 8604, 41 25, 00 Оптимистический вариант (5 лет) 30, 0 147, 8 154, 5 1, 64 1, 71 21
Вывод 1) Проведенные исследования показали, что с добавлением выбранных модификатор улучшается показатель адгезии битумов к минеральным наполнителям. 2) По результатам исследований можно сделать вывод: о возможности производства битумов, модифицированных добавкой БСК с показателями качества в соответствии с новыми требованиями по ПНСТ 1 -2012. 3) Выполненные в экономической части дипломного проекта расчеты показывают экономическую эффективность предложенной реконструкции. 22
Доклад окончен! Спасибо за внимание! 23
Требования на основные и дополнительные показатели битумов нефтяных дорожных по ГОСТ 22245 -90 и ПНСТ 1 -2012 № п/п Показатели 1 2 3 4 5 6 7 8 Глубина проникания иглы, 0, 1 мм, при 25 о. С Глубина проникания иглы, 0, 1 мм, при 0 о. С, не менее Температура размягчения по кольцу и шару, о. С, не ниже Растяжимость, см, при 25 о. С, не менее Растяжимость, см, при 0 о. С, не менее Температура хрупкости, о. С, не выше Температура вспышки, о. С, не ниже Индекс пенетрации 9 Потеря массы после прогрева/старения, %, не более 10 11 12 Изменение температуры размягчения после прогрева/старения, о. С, не более Изменение пенетрации при 25 о. С, % не более Динамическая вязкость при 60 о. С (Па·с) 13 14 ГОСТ 22245 -90 БНД 90/130 60/90 91 -130 61 -90 28 20 43 47 65 55 4, 0 3, 5 -17 -15 230 -1, 0… 1, 0 ПНСТ 1 -2012 БНД 100/130 70/100 101 -130 71 -100 30 22 45 48 70 62 4, 0 3, 8 -20 -18 230 -1, 0…+1, 0 - - 0, 7 0, 6 5 5 6 6 40 40 - - Усилие при растяжении при 25 о. С (0 о. С), см, Н - - Температура хрупкости после старения, о. С, не выше 9 1 Итого количество основных анализов Итого количество вспомогательных анализов Для набора статистических данных -17 7 6 -15 7 6 24
Скачать презентацию ПРОЕКТ РЕКОНСТРУКЦИИ БИТУМНОЙ УСТАНОВКИ С ЦЕЛЬЮ ПРОИЗВОДСТВА ДОРОЖНЫХ
Байгазакова Э.Н. на диплом.pptx