化學(xué)畢業(yè)論文文檔
化學(xué)畢業(yè)論文文檔
化學(xué)是重要的基礎(chǔ)科學(xué)之一，是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在與物理學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的相互滲透中，得到了迅速的發(fā)展，也推動(dòng)了其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于化學(xué)畢業(yè)論文文檔的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!
化學(xué)畢業(yè)論文文檔篇1
淺析培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣的策略
我們都知道，“興趣是最好的老師。”如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣呢?化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過(guò)教師演示實(shí)驗(yàn)或組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，能把教材知識(shí)由微觀變?yōu)楹暧^，由抽象變?yōu)樾蜗?，由無(wú)形變?yōu)橛行?，由枯燥變?yōu)樯鷦?dòng)，使學(xué)生易于獲取多方面知識(shí)，鞏固學(xué)習(xí)成果，培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。
一、上好緒言課，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
有趣，是初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣形成和發(fā)展的前提。有趣即化學(xué)教學(xué)富有趣味性，它包括兩方面含義：一是化學(xué)知識(shí)以特殊的方式變得富有魅力;二是傳授和學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的過(guò)程生動(dòng)活潑，引人入勝。有趣并不等于興趣，因?yàn)橛腥げ粚儆谌说膫€(gè)性心理品質(zhì)，而僅屬于對(duì)形成興趣起作用的對(duì)象和動(dòng)作的品質(zhì)。鑒于有趣對(duì)初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣形成和發(fā)展中的重要作用，在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)努力挖掘化學(xué)教材中現(xiàn)有的和潛在的趣味性，力求采用趣味性強(qiáng)的、激發(fā)情緒的啟發(fā)式教學(xué)，使學(xué)生產(chǎn)生愉悅的學(xué)習(xí)情緒，為他們學(xué)習(xí)興趣的形成和發(fā)展創(chuàng)造良好條件。
由生動(dòng)活潑的緒言課揭開(kāi)學(xué)習(xí)化學(xué)的序幕，俗話說(shuō)，“好的開(kāi)始等于成功的一半”。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，第一節(jié)化學(xué)課尤為重要。因此，把第一節(jié)化學(xué)課上得生動(dòng)、有趣，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣就會(huì)培養(yǎng)起來(lái)。
二、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的作用是不可忽視的。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)包括教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)兩部分。
演示實(shí)驗(yàn)生動(dòng)、鮮明，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。要保證課堂演示實(shí)驗(yàn)的成功，教師每次實(shí)驗(yàn)前都要做好充分準(zhǔn)備，努力做到操作規(guī)范，速度適中，便于觀察。為避免學(xué)生只看實(shí)驗(yàn)，覺(jué)得好奇、好玩而忽視學(xué)習(xí)，學(xué)生每次觀察實(shí)驗(yàn)都要有明確具體的觀察提綱和真實(shí)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄，逐步培養(yǎng)觀察能力。另外，對(duì)于教材中的演示實(shí)驗(yàn)，有的現(xiàn)象不明顯，這就需要教師開(kāi)動(dòng)腦筋不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鮮明生動(dòng)。在學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下，可以把一些觀察性較差而方法較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下邊講邊實(shí)驗(yàn)。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅要做好演示實(shí)驗(yàn)，還要上好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)課。如果說(shuō)學(xué)生觀察教師的演示實(shí)驗(yàn)生動(dòng)有趣，那么，讓學(xué)生親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)就更加富有趣味性。但要上好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)課，提高課堂教學(xué)水平是需要下一番功夫的。
首先，要制訂明確可行的教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)布盧姆的教育理論，可將學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目標(biāo)分為認(rèn)知目標(biāo)、技能目標(biāo)和情感目標(biāo)。目標(biāo)確定后，師生雙方要圍繞目標(biāo)，完成教與學(xué)的任務(wù)。
其次，要做好課前的準(zhǔn)備工作。?
教師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要反復(fù)預(yù)試，掌握與實(shí)驗(yàn)成功有關(guān)的條件和關(guān)鍵，同時(shí)根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況擬訂出上課時(shí)向?qū)W生交待的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，做好巡回指導(dǎo)計(jì)劃，準(zhǔn)備好儀器、藥品和器材，并將其放置有序。
再次，要加強(qiáng)課堂上的組織指導(dǎo)。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)調(diào)控實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。
最后，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師一定要做好小結(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)小結(jié)，指出問(wèn)題所在，鼓勵(lì)做得好的學(xué)生。事實(shí)證明，有的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差，但動(dòng)手能力強(qiáng)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)做得很好，教師要及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些學(xué)生的閃光點(diǎn)，及時(shí)表?yè)P(yáng)，這樣，他們的學(xué)習(xí)熱情就會(huì)倍增。
三、用新穎的教學(xué)方法，穩(wěn)定學(xué)習(xí)興趣
雖然化學(xué)實(shí)驗(yàn)生動(dòng)有趣，但化學(xué)原理和計(jì)算卻顯得枯燥乏味。為了鞏固化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)起來(lái)的學(xué)習(xí)興趣，采用新穎有趣的教法，不但能引起學(xué)生的興奮感和愉快感，而且在這種氣氛下學(xué)生能牢固掌握知識(shí)。在教學(xué)中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，可以采取自學(xué)輔導(dǎo)法、對(duì)比論證法、邊講邊實(shí)驗(yàn)法、對(duì)抗賽法、聽(tīng)題判斷法和化學(xué)游戲法等多種啟發(fā)式教學(xué)方法，這些方法都能收到較好的教學(xué)效果。以對(duì)抗賽法為例，每單元結(jié)束或臨近期中期末考試復(fù)習(xí)時(shí)，都可以用此法，使枯燥乏味的復(fù)習(xí)變得生動(dòng)活潑，而且這種方法復(fù)習(xí)的效果比題海戰(zhàn)術(shù)好得多。如每學(xué)完一單元，教師事先擬訂好題目寫(xiě)在投影片上，布置學(xué)生課下準(zhǔn)備，課上組與組之間進(jìn)行對(duì)抗賽，教師播放投影片之后，看誰(shuí)答得又快又準(zhǔn)，在小黑板上記下各組的得分。參與激烈的競(jìng)賽和角逐，學(xué)生的興奮勁是無(wú)法用語(yǔ)言來(lái)形容的。這種方法能考查學(xué)生思維的靈活性和敏捷性，使課堂氣氛異常活躍，學(xué)生的應(yīng)變能力得到提高，學(xué)習(xí)興趣濃厚，知識(shí)掌握牢固。
四、開(kāi)展豐富多彩的課外活動(dòng)，發(fā)展學(xué)習(xí)興趣
化學(xué)教學(xué)要真正提高學(xué)生的素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的能力，還應(yīng)該重視興趣廣泛性的培養(yǎng)和興趣持久性的協(xié)調(diào)。一方面利用化學(xué)知識(shí)與物理學(xué)、生物學(xué)、數(shù)學(xué)、美學(xué)等學(xué)科的密切聯(lián)系，拓展學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生興趣的廣泛性。還可通過(guò)對(duì)一些科學(xué)家事跡的介紹，讓學(xué)生了解科學(xué)家正是由于興趣廣泛，博覽群書(shū)，善于從不同角度觀察思考問(wèn)題，才攻克了一個(gè)個(gè)科學(xué)難關(guān)，從而懂得興趣廣泛性的重要。另一方面開(kāi)展豐富多彩的課外活動(dòng)，教師可收集大量的趣味化學(xué)片斷、化學(xué)與社會(huì)、化學(xué)與生活、化學(xué)史、化學(xué)趣味實(shí)驗(yàn)等，通過(guò)講座、表演、比賽等方式豐富學(xué)生的課余生活。
為了搞好課外活動(dòng)，首先應(yīng)了解學(xué)生的實(shí)際情況，摸清他們最感興趣和對(duì)一些知識(shí)的需求，以此選取活動(dòng)內(nèi)容，制訂活動(dòng)計(jì)劃。
五、用成功的體驗(yàn)，堅(jiān)定學(xué)生的信心和意志
所謂成功，即行為者達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)或獲得了預(yù)期的結(jié)果。行為者一旦取得成功便會(huì)產(chǎn)生愉快的情緒和體驗(yàn)。在初中化學(xué)教學(xué)中，成功意味著學(xué)生在學(xué)習(xí)上獲得進(jìn)步和好評(píng)。因此，教師的表?yè)P(yáng)與肯定顯得格外重要，尤其是對(duì)那些學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，一次好成績(jī)的取得，教師的一句表?yè)P(yáng)和贊賞，或是一種信任目光，都會(huì)給他們以無(wú)窮的力量，使他們興奮不已。教師不僅要鼓勵(lì)成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生更上一層樓，更要注重發(fā)展后進(jìn)生的潛在能力。教師應(yīng)盡可能地給他們提供成功的機(jī)會(huì)，充分信任、尊重、愛(ài)護(hù)他們，善于發(fā)現(xiàn)，善于引導(dǎo)，對(duì)他們的點(diǎn)滴進(jìn)步及時(shí)給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，以堅(jiān)定他們克服困難的自信心。
總之，在教學(xué)中，興趣的激發(fā)和培養(yǎng)、興趣的持久性和廣泛性是互相聯(lián)系和互相依存的，只要把它們有機(jī)結(jié)合起來(lái)，巧妙運(yùn)用到具體教學(xué)工作中，就能使學(xué)生不僅掌握知識(shí)，還能發(fā)展智力，提高能力，從而輕松地把化學(xué)這門(mén)課程學(xué)好。
化學(xué)畢業(yè)論文文檔篇2
淺談SBS改性瀝青生產(chǎn)系統(tǒng)管線堵塞的原因和策略
改性瀝青是通過(guò)把聚合物摻入道路瀝青中來(lái)改善瀝青的高、低溫性能,顯著提高路面抵抗高溫車(chē)轍和低溫開(kāi)裂的能力,延長(zhǎng)路面壽命、降低噪聲、提高行車(chē)舒適性和安全性,是一種技術(shù)含量和附加值較高的優(yōu)質(zhì)筑路材料。
南京煉油廠有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“南煉公司”)的改性瀝青生產(chǎn)系統(tǒng)是以中石化金陵公司70號(hào)A級(jí)道路瀝青為原料利用SBS進(jìn)行改性的。整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)質(zhì)量穩(wěn)定,能很好的滿足市場(chǎng)質(zhì)量要求。但隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),在成品罐進(jìn)料管線中會(huì)出現(xiàn)彈性橡膠體顆粒和結(jié)塊(焦)等現(xiàn)象,甚至?xí)斐晒芫€堵塞,影響正常的生產(chǎn)操作。針對(duì)該現(xiàn)象,本文將對(duì)SBS改性瀝青生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行分析,找出管線堵塞原因,提出解決問(wèn)題的思路,進(jìn)一步對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化。
1、SBS改性瀝青生產(chǎn)工藝
1.1生產(chǎn)工藝原理
南煉公司的SBS改性瀝青的原料是中石化金陵公司70號(hào)A級(jí)道路瀝青,其主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
原料70號(hào)A級(jí)道路瀝青作為石油基質(zhì)瀝青,是一種十分復(fù)雜的烴類(lèi)及其衍生物的混合物,是石油中組成及結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、相對(duì)分子質(zhì)量最大的部分。除碳?xì)鋬煞N主要元素外(碳含量在83%~87%之間,氫含量在10%左右),還有硫、氮、氧等雜原子。瀝青主要組分為飽和分、芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。其膠體體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。改性劑高分子材料SBS是苯乙烯(S)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)的嵌段共聚物,屬于一種橡塑共聚物。SBS分子結(jié)構(gòu)分為線形和星形結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。SBS之所以能夠很好的改善瀝青的高低溫性能,主要是利用由聚苯乙烯組成的S段,這種大共軛體系中л電子云沒(méi)有軸對(duì)稱(chēng)性,不能內(nèi)旋轉(zhuǎn),所以分子鏈的剛性極大,在高溫下不易變形,從而提高瀝青的高溫性能。由于SBS中的B段是丁二烯的聚合物,其主鏈?zhǔn)怯蒀-C單鍵組成,柔順性非常好,在低溫下具有一定的彈性和流動(dòng)性,因此可以改善瀝青的低溫抗裂性。生產(chǎn)中使用的SBS主要理化指標(biāo)如表2所示。
利用SBS進(jìn)行瀝青改性主要是通過(guò)化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。SBS作為一種熱塑性橡膠彈性體,在高溫?zé)釣r青中被軟化和溶脹;在膠體磨強(qiáng)烈剪切力的作用下,SBS被剪切成微米級(jí)顆粒而分散在瀝青中。由于SBS的密度較小,易于在瀝青中產(chǎn)生相分離,形成一種不穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定一定的時(shí)間后,再通過(guò)添加化學(xué)穩(wěn)定劑,引發(fā)交聯(lián)反應(yīng),將原來(lái)不穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的空間互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成穩(wěn)定的膠體體系,從而改善瀝青的高低溫性能、彈性恢復(fù)和延度等物理性能。
1.2生產(chǎn)工藝流程
南煉公司SBS改性瀝青生產(chǎn)流程主要分為聚合物的溶脹發(fā)育、剪切分散、反應(yīng)交聯(lián)和成品發(fā)育等四個(gè)過(guò)程。首先,將原料70號(hào)道路基質(zhì)瀝青利用導(dǎo)熱油加熱至175~190℃后送至原料中間罐,再用瀝青泵輸送至攪拌混料罐;在攪拌混料罐中,按照一定比例加入改性劑和相溶劑,混合均勻后送入磨機(jī)剪切工段進(jìn)行研磨、剪切,之后輸送進(jìn)入改性瀝青成品發(fā)育罐中,在發(fā)育罐中加入一定量的穩(wěn)定劑后改性瀝青繼續(xù)發(fā)育,待發(fā)育完成并分析合格后,通過(guò)瀝青產(chǎn)品泵輸送至一常壓操作的成品罐儲(chǔ)存。生產(chǎn)流程示意圖如圖3所示。
2、成品罐進(jìn)料管道堵塞現(xiàn)象及成因分析
2.1管道堵塞現(xiàn)象
在SBS改性瀝青裝置穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后,在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)磨機(jī)電流上升,出口管線壓力增高,裝置生產(chǎn)能力降低等非正?，F(xiàn)象。在排除機(jī)械故障后,通過(guò)分析判定是由從磨機(jī)出口至成品發(fā)育罐進(jìn)口之間的管線堵塞造成的。這段管線主要包括從磨機(jī)出口到成品發(fā)育罐底、再沿罐壁向上延伸至成品發(fā)育罐頂、進(jìn)入成品發(fā)育罐內(nèi)的管線,該段管線全程采用導(dǎo)熱油夾套伴熱。
2.2管道堵塞物形貌分析
為了進(jìn)一步了解管線堵塞介質(zhì)狀況,分析成因,找出解決堵塞問(wèn)題的措施,對(duì)堵塞管線進(jìn)行了機(jī)械割開(kāi)、解剖分析,并對(duì)堵塞物質(zhì)進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究。
首先,在成品發(fā)育罐進(jìn)罐閥外端發(fā)現(xiàn)瀝青中存在大小不等的絮凝狀的膠體顆粒。對(duì)部分膠體進(jìn)行物理分析,發(fā)現(xiàn)該膠體富有彈性,能夠隨意拉伸且回彈到原狀,可以燃燒,并且燃燒時(shí)釋放出橡膠燃燒的氣味。該膠體與抽出油共混后,加熱溫度至100℃左右時(shí),膠體開(kāi)始溶解,繼續(xù)加熱攪拌,待溫度升高到180℃左右時(shí),膠體的溶解率達(dá)到98%,這說(shuō)明該膠體在加熱情況下可溶于抽出油。從以上分析,初步判斷膠體為橡膠結(jié)合體。
2.3管線堵塞的成因分析
通過(guò)對(duì)管線中堵塞物的上述分析,根據(jù)其他研究者的研究結(jié)果[1~3],可以初步認(rèn)定管道堵塞是由于SBS改性瀝青老化所引起的。因?yàn)椴芮嘞嫉萚2]認(rèn)為溫度變化對(duì)瀝青老化性能具有重要影響,在溫度較高時(shí)分子之間發(fā)生縮合反應(yīng),導(dǎo)致小相對(duì)分子質(zhì)量物質(zhì)急劇減小,大相對(duì)分子質(zhì)量物質(zhì)快速增加造成瀝青老化。另外,何燕等[3]發(fā)現(xiàn)在高溫和光氧作用下,來(lái)自于基質(zhì)瀝青和SBS的C-C鍵極易與氧反應(yīng)生成羧基、酮、酯等含氧組分,導(dǎo)致軟化點(diǎn)增加、針入度減小,且易脫氫、縮合生成焦?fàn)钗?使改性瀝青焦質(zhì)化、硬質(zhì)化。
在南煉公司SBS改性瀝青生產(chǎn)系統(tǒng)中,成品發(fā)育罐是一常壓操作罐,在罐頂除了進(jìn)料口外,還有通氣口、瀝青尾氣回收抽出口等接口,所以?xún)?chǔ)罐頂部與大氣是相通的。從磨機(jī)工段來(lái)的物料由成品發(fā)育罐頂進(jìn)入儲(chǔ)罐,在改性瀝青物料進(jìn)出罐的過(guò)程中會(huì)使氧氣進(jìn)入。并且,進(jìn)料管線是夾套伴熱,一直處于較高的溫度條件下。所以,在氧氣和高溫的共同作用下,管壁處改性瀝青中的輕組分揮發(fā),芳烴、膠質(zhì)進(jìn)一步縮合向?yàn)r青質(zhì)轉(zhuǎn)化;同時(shí)改性瀝青發(fā)生離析,聚合物逐漸在接近罐頂入口管線處積聚,進(jìn)一步發(fā)生氧化、斷鏈和縮合反應(yīng)等,從而失去彈性,最終導(dǎo)致改性瀝青出現(xiàn)老化、硬化、結(jié)焦情況發(fā)生,進(jìn)而阻塞管線。
3、防止管線堵塞的應(yīng)對(duì)措施
在對(duì)SBS改性瀝青生產(chǎn)過(guò)程中膠狀物和焦?fàn)钗锏榷氯锂a(chǎn)生原因分析的基礎(chǔ)上,可考慮對(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制和設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行優(yōu)化,以改善生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的管道堵塞等問(wèn)題。
3.1減小SBS顆粒的研磨粒度
為了避免因SBS顆粒的析出而產(chǎn)生膠狀物,可加強(qiáng)對(duì)磨機(jī)剪切研磨的粒度的控制。若發(fā)現(xiàn)SBS顆粒較大且較多時(shí),應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)膠體磨的動(dòng)、靜磨機(jī)刀片間的間隙,在不影響磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下,將間隙調(diào)小,改善剪切效果。同時(shí),也可采用兩臺(tái)磨機(jī)串聯(lián),增加研磨遍數(shù),使得SBS顆粒明顯變小,從而提高SBS在基質(zhì)瀝青中吸附、溶解能力,形成相互溶解的穩(wěn)定膠體體系,最大程度減緩或避免SBS顆粒的析出進(jìn)而產(chǎn)生膠狀物。
3.2減少改性瀝青產(chǎn)品與氧的接觸
由于改性瀝青成品發(fā)育罐為常壓罐,罐內(nèi)瀝青煙氣經(jīng)罐頂尾氣回收管線由尾氣風(fēng)機(jī)抽出,后經(jīng)無(wú)害化后排放。此過(guò)程中瀝青煙氣與空氣均被風(fēng)機(jī)抽出,大量空氣通過(guò)儲(chǔ)罐通氣口不斷進(jìn)入儲(chǔ)罐,導(dǎo)致改性瀝青長(zhǎng)時(shí)間接觸氧氣而容易產(chǎn)生老化。為改變這一現(xiàn)象,可通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)電機(jī)增設(shè)變頻器實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐尾氣出口壓力與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速串級(jí)控制,確保罐頂維持微負(fù)壓,盡量減少空氣滲入,同時(shí)又不會(huì)導(dǎo)致罐體抽癟。所以,對(duì)罐頂?shù)呐欧糯髿饪谶M(jìn)行改造,設(shè)置合適耐壓值的爆破片,隔絕儲(chǔ)罐與大氣相通,最大程度的減少空氣滲入,減少與改性瀝青產(chǎn)品的接觸,同時(shí)又可作為防止罐體抽癟的保護(hù)措施,減緩改性瀝青的氧化老化。
3.3改變?cè)蠟r青的加料方式
由于SBS改性瀝青的生產(chǎn)為間歇式生產(chǎn),每批次生產(chǎn)結(jié)束后,工藝管線內(nèi)積存的改性瀝青產(chǎn)品容易產(chǎn)生離析分層,在高溫條件下易發(fā)
2.3管線堵塞的成因分析
通過(guò)對(duì)管線中堵塞物的上述分析,根據(jù)其他研究者的研究結(jié)果[1~3],可以初步認(rèn)定管道堵塞是由于SBS改性瀝青老化所引起的。因?yàn)椴芮嘞嫉萚2]認(rèn)為溫度變化對(duì)瀝青老化性能具有重要影響,在溫度較高時(shí)分子之間發(fā)生縮合反應(yīng),導(dǎo)致小相對(duì)分子質(zhì)量物質(zhì)急劇減小,大相對(duì)分子質(zhì)量物質(zhì)快速增加造成瀝青老化。另外,何燕等[3]發(fā)現(xiàn)在高溫和光氧作用下,來(lái)自于基質(zhì)瀝青和SBS的C-C鍵極易與氧反應(yīng)生成羧基、酮、酯等含氧組分,導(dǎo)致軟化點(diǎn)增加、針入度減小,且易脫氫、縮合生成焦?fàn)钗?使改性瀝青焦質(zhì)化、硬質(zhì)化。
在南煉公司SBS改性瀝青生產(chǎn)系統(tǒng)中,成品發(fā)育罐是一常壓操作罐,在罐頂除了進(jìn)料口外,還有通氣口、瀝青尾氣回收抽出口等接口,所以?xún)?chǔ)罐頂部與大氣是相通的。從磨機(jī)工段來(lái)的物料由成品發(fā)育罐頂進(jìn)入儲(chǔ)罐,在改性瀝青物料進(jìn)出罐的過(guò)程中會(huì)使氧氣進(jìn)入。并且,進(jìn)料管線是夾套伴熱,一直處于較高的溫度條件下。所以,在氧氣和高溫的共同作用下,管壁處改性瀝青中的輕組分揮發(fā),芳烴、膠質(zhì)進(jìn)一步縮合向?yàn)r青質(zhì)轉(zhuǎn)化;同時(shí)改性瀝青發(fā)生離析,聚合物逐漸在接近罐頂入口管線處積聚,進(jìn)一步發(fā)生氧化、斷鏈和縮合反應(yīng)等,從而失去彈性,最終導(dǎo)致改性瀝青出現(xiàn)老化、硬化、結(jié)焦情況發(fā)生,進(jìn)而阻塞管線。
3、防止管線堵塞的應(yīng)對(duì)措施
在對(duì)SBS改性瀝青生產(chǎn)過(guò)程中膠狀物和焦?fàn)钗锏榷氯锂a(chǎn)生原因分析的基礎(chǔ)上,可考慮對(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制和設(shè)備結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行優(yōu)化,以改善生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的管道堵塞等問(wèn)題。
3.1減小SBS顆粒的研磨粒度
為了避免因SBS顆粒的析出而產(chǎn)生膠狀物,可加強(qiáng)對(duì)磨機(jī)剪切研磨的粒度的控制。若發(fā)現(xiàn)SBS顆粒較大且較多時(shí),應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)膠體磨的動(dòng)、靜磨機(jī)刀片間的間隙,在不影響磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下,將間隙調(diào)小,改善剪切效果。同時(shí),也可采用兩臺(tái)磨機(jī)串聯(lián),增加研磨遍數(shù),使得SBS顆粒明顯變小,從而提高SBS在基質(zhì)瀝青中吸附、溶解能力,形成相互溶解的穩(wěn)定膠體體系,最大程度減緩或避免SBS顆粒的析出進(jìn)而產(chǎn)生膠狀物。
3.2減少改性瀝青產(chǎn)品與氧的接觸
由于改性瀝青成品發(fā)育罐為常壓罐,罐內(nèi)瀝青煙氣經(jīng)罐頂尾氣回收管線由尾氣風(fēng)機(jī)抽出,后經(jīng)無(wú)害化后排放。此過(guò)程中瀝青煙氣與空氣均被風(fēng)機(jī)抽出,大量空氣通過(guò)儲(chǔ)罐通氣口不斷進(jìn)入儲(chǔ)罐,導(dǎo)致改性瀝青長(zhǎng)時(shí)間接觸氧氣而容易產(chǎn)生老化。為改變這一現(xiàn)象,可通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)電機(jī)增設(shè)變頻器實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐尾氣出口壓力與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速串級(jí)控制,確保罐頂維持微負(fù)壓,盡量減少空氣滲入,同時(shí)又不會(huì)導(dǎo)致罐體抽癟。所以,對(duì)罐頂?shù)呐欧糯髿饪谶M(jìn)行改造,設(shè)置合適耐壓值的爆破片,隔絕儲(chǔ)罐與大氣相通,最大程度的減少空氣滲入,減少與改性瀝青產(chǎn)品的接觸,同時(shí)又可作為防止罐體抽癟的保護(hù)措施,減緩改性瀝青的氧化老化。
3.3改變?cè)蠟r青的加料方式
由于SBS改性瀝青的生產(chǎn)為間歇式生產(chǎn),每批次生產(chǎn)結(jié)束后,工藝管線內(nèi)積存的改性瀝青產(chǎn)品容易產(chǎn)生離析分層,在高溫條件下易發(fā)生老化。為了改變這一現(xiàn)象,在每批次生產(chǎn)投料時(shí)先預(yù)留少量原料瀝青,其余原料瀝青與加入的改性劑SBS進(jìn)行反應(yīng);生產(chǎn)結(jié)束前將預(yù)留的那部分原料瀝青單獨(dú)進(jìn)罐,用于沖洗改性瀝青的進(jìn)罐管線,確保工藝管線中不含SBS改性瀝青,從而減少或避免SBS改性瀝青在工藝管道中的離析,受熱老化。
3.4降低管線伴熱介質(zhì)溫度
由于溫度過(guò)高也會(huì)使SBS改性瀝青容易老化,考慮到磨機(jī)剪切設(shè)備和發(fā)育罐溫度需維持在175~180℃、而管道溫度只需維持瀝青正常流動(dòng)溫度130℃即可,所以,在生產(chǎn)中將磨機(jī)剪切設(shè)備和成品發(fā)育罐的導(dǎo)熱油溫度維持在190~205℃,而生產(chǎn)管線的導(dǎo)熱油溫度維持在140℃~160℃。若長(zhǎng)時(shí)間不生產(chǎn)時(shí),則將生產(chǎn)管線的導(dǎo)熱油關(guān)閉,從而最大程度防止因局部溫度過(guò)高出現(xiàn)瀝青老化、結(jié)塊的現(xiàn)象。
4小結(jié)
針對(duì)南煉化SBS改性瀝青間歇式生產(chǎn)裝置中工藝管道發(fā)生堵塞的現(xiàn)象,通過(guò)對(duì)堵塞物的形貌初步分析,找到堵塞物產(chǎn)生的原因。在此基礎(chǔ)上,采取一系列措施以改善管道堵塞等問(wèn)題。采取的措施主要包括及時(shí)調(diào)整SBS改性劑的剪切研磨工藝參數(shù)提高SBS剪切效果,形成較為穩(wěn)定的分散體系;減少或避免與熱氧接觸時(shí)間;改變?cè)蠟r青的加料方式;適當(dāng)降低工藝管道伴熱介質(zhì)溫度等措施。通過(guò)上述工藝條件的改變,有效緩解和避免了工藝管道中彈性橡膠體和焦(塊)狀物的形成,避免管道堵塞,保障了裝置安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行。